Устройство для импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным преобразователем Советский патент 1989 года по МПК H02M7/48 

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначается для управления трехфазным тиристорным преобразователем с раздельным управлением.

Цель изобретения - повьшение качег ства регулирования токов нагрузки тиристорным преобразователем с раздельным управлением и повышение надежности работы устройства.

На чертеже приведена схема предложенного устройства.

Устройство содержит источник 1 задающего напряжения, генератор 2 пилообразного напряжения, ключевой элемент 3, распределитель 4 импульсов, усилители 5-7 импульсов, конденсатор 8, источник 9 и дополнительный источник 10 постоянного напряжения.

На вход ключевого элемента 3 подключены выходы источника 1 задающего напряжения и генератора 2 пилообразного напряжения, вход синхронизации которого через конденсатор 8 подключен параллельно коммутирующей цепи ключевого элемента 3 к общей точке усилителей импульсов 5-7, а цепь питания подключена к положительному выводу источника 9 постоянного напря- чения, отрицательный вьшод которого подключен к общей точке схемы, с которой связаны все перечисленные элементы устройства.

Распределитель 4 импульсов содержит транзисторы 11, 12 и 13 распределителя импульсов, эмиттеры которых через резисторы 14-16, а базы через

О

сд

стабилитроны 17-19 подключены к общей точке схемы. Кроме этого, базы транзисторов через резисторы 20-22 подключены к выходам операционных усилителей 23-25, неинвертирующие входы которых подключены к общей точке схемы.

Инвертирующие входы операционных усилителей через резисторы 26-28 соединены с концами обмоток 29-31 синхронизирующего трансформатора, начала которых подключены к общей точке схемы, через резисторы 32-34 - с отрицательным вьюодом дополнитель- ного источника 10 постоянного напряжения, положительный вьшод которого подключен к общей точке схемы, через резисторы 35-37 .и диоды 38-40 - с выходом источника 1 задающего напря- женин, через резисторы 41-43 и свето диоды 44-46 оптронных выходов усилителей 5-7 импульсов - с общей точкой схемы, через резисторы 47-49 - с эмиттерами транзисторов 12, 13 и 11 соответственно следующего канала распределителя импульсов.

Коллекторы транзисторов 11-13 распределителя импульсов подключены к точкам соединения накопительных кон- денсаторов 50-52 усилителей импульсов 5-7 с началами обмоток 53-55 синхронизирующего трансформатора, концы которых через диоды 56-58 и резисторы 59-61 подключены к другим обкладкам накопительных конденсаторов 50-52, а также через тиристоры оптронных пар 62-64, светодиоды 44- 46 оптронных выходов усилителей им- пульсов и параллельно через свето- диоды тиристорных ойтронных пар 62- 64, зашунтированные резисторами 65- 67 диоды 68-70 и коммутирующую цепь ключевого элемента 3 подключены к общей точке схемы.

Устройство работает следующим образом.

На инвертирующем входе операционных усилителей 23-25, работающих в режиме компараторов, сравниваются: напряжение обмотки 29-31 синхронизирующего трансформатора, подаваемое через резистор 26-28, отрицательное напряжение смещения от дополнительного источника 10 напряжения, подаваемое через резистор 32-34, напряжение Uy источника задающего напряжения, подаваемое через диод 38-40 и резистор 35-37. При положительном

с

JQ |5 0 5

О Q 5

п

5

сигнале на входе компаратор 23, 24 или 25 переключается с положительного напряжения на выходе на отри- - тельное и открывается транзистор 11, 12 или 13 распределителя импульсов.

К моменту открытия транзистора 11, 12 или 13 подключенный одной из сво-t их обкладок к коллектору транзистора накопительный конденсатор 50, 51 или 52 уже заряжен от соответствующей обмотки синхронизирующего трансформатора 53, 54 или 55 через диод 56,, 57 или 58 и резистор 59, 60 или 61,. В результате подготавливается контур для разряда соответствующего накопительного конденсатора через светодиод тиристорной оптопары 62, 63 или 64, зашунтированный резистором 65, 66 или 67, диод 68, 69 или 70, ключевой элемент 3, имеющий в этот момент наибольшее сопротивление в этой цепи, резистор 14, 15 или 16 и транзистор 11, 12 или 13. Момент открытия транзистора 11, 12 или 13 и является синхронизирующим для начала формирования пилы генератором 2, который запускается через конденсатор 8. Однако сопротивление образованного контура велико и постоянная времени разряда накопительного конденсатора также велика. Ток разряда мал и его не хватит для включения тиристора оптопары 62, 63 или 64. В это время происходит линейное изменение напряжения на выходе генератора 2 пилообразного напряжения.

Выход генератора 2 и выход источника 1 задающего напряжения подключены на входы ключевого элемента 3. В момент равенства сигналов на входах ключевого элемента 3 происходит замыкание его выходной коммутирующей цепи, сброс пилы и резкое снижение сопротивления цепи разряда накопительного конденсатора, чем определяется момент начала выдачи импульса.

Через светодиод тиристорной оптопары 62, 63 или 64 теперь протекает достаточно большой ток для включения своего тиристора, В результате появляется новый контур разряда накопительного конденсатора через тиристор оптопары 62, 63 или 64, светодиод 44, 45 или 46 оптронного выхода усилителей импульсов 5, 6 или 7 непосредственно на тиристоры силовых оптопар или на усилители-формировате-

ли, управляющие силовыми тиристорами, и далее через резистор 14, 15 или 16 и транзистор 11, 12 или 13. Причем падение напряжения на участке цепи разряда, включающем тиристор оптопары 62, 63 или 64 и. выходной светодиод 44, 45 или 46, настолько меньше падения напряжения в цепи, светодиод оптопары 62, 63 или.64, звшунтированный. резистором 655, 66 или 67, Диод 68, 69 или 70 и ключевой элемент 3, что. ток через ключе- в.ой элемент прерьшается.

Транзисторы 11-13, включенные с резисторами в цепях эмиттеров, работая поочередно в контуре разряда соответствующего накопительного конденсатора, выполняют роль источников тока, значение которого задается стабилитронами 17-19 и контролируется резисторами 14-16, чем поддерживается постоянной амплитуда выходного импульса, а требующаяся в динамических режимах максимальная ширина импульса задается емкостью конденсатора. При этом компаратор 23, 24 или 25 продолжает удерживать отрицательное напряжение на выходе с помощью обратной связи с оптронного выхода усилителя импульсов 5, 6 или 7 через резистор 41, 42 или 43, которая осуществляет подхват и задает на входе компаратора положительный сигнал . при вьщаче импульса по собственному каналу до тех пор, пока не произойт дет сброс с началом выдачи импульса по следующему каналу. На входе компаратора 23, 24 или 25 канала, выдаю2 и дающие разрешение на вьдачу им пульса по соответствующему каналу, при напряжении.источника 1 задающе напряжения U 0, соответветствующ предельному инверторному режиму, т.е. , фиксированы и определя ся только напряжением обмоток 29-3 синхронизирующего трансформатора и

10 отрицательным напряжением смещения подаваемьш от источника 10 постоян ного напряжения, они определяют ди пазон регулирования угла об по об щему каналу по вертикальному прниц

15 пу. Дополнительное изменение угли

регулирования до oi, О обеспечива ся по каналу распределителя импуль сов за счет подаваемого на входы к параторов 23-25 через развязьшающи

20 диоды 38-40 и резисторы 35-37 напр жения U4 с источника 1 задающего напряжения, чем достигается смещен моментов синхронизации в сторону вы прямительного режима,

25

Формула изобретени

Устройство для импульсно-фазово управления трехфазным тиристорным преобразователем, содержащее ключев

30 элемент с элементом сравнения в цеп управления, выходом подключенный к общей точке устройства, входы элеме та сравнения подключены к выходам и точника задающего напряжения и гене

ратора пилообразного напряжения, вх синхронизации которого через конден сатор подключен к силовому входу кл чевого элемента и к общей точке уси лителей импульсов по числу фаз уст

щего импульс,, с началом вьщачи импуль-40 ройства, трехканальный распредели- са усилителем 6, 7 или 5 следующего канала через резистор 47, 48 или 49 с эмиттера транзистора 12, 13 или 11 следующего канала задается отрицательный сигнал, что при любых сигна- 45 лах на остальных входах приводит к переключению напряжения на выходе компаратора 23, 24 или 25 с отрицательного значения на положительное, закрытию транзистора 11, 12 или 13, 50 прекращению выдачи импульса усилителем 5, 6 или 7 и выдаче импульса только усилителем 6, 7 или 5 следующего канала. . .

тель импульсов с транзистором, перв и вторым резисторами и диодом в каж дом канале, причем в каждом усилите ле импульсов накопительный конденса тор подключен параллельно цепи из последовательно включенных резистор диода и вторичной обмотки первой группы трехфазного синхронизирующег трансформатора, одна обкладка накоп тельного конденсатора соединена с общей точкой устройства через после довательно соединенные светодиод ти ристорной оптопары, шунтированный р зистором диод и коммутирующую цепь ключевого элемента и также включенные параллельно этой цепи оптронный тиристор и светодиод выходной оптопа ры, соединенные между собой, другая обкладка накопительного конденсатора

Моменты открытия транзисторов 11- 13 распределителя импульсов, являющиеся моментами синхронизации для начала формирования пилы генератором

2 и дающие разрешение на вьдачу импульса по соответствующему каналу, при напряжении.источника 1 задающего напряжения U 0, соответветствующем предельному инверторному режиму, т.е. , фиксированы и определяются только напряжением обмоток 29-31 синхронизирующего трансформатора и

0 отрицательным напряжением смещения, подаваемьш от источника 10 постоянного напряжения, они определяют диапазон регулирования угла об по общему каналу по вертикальному прници5 пу. Дополнительное изменение угли

регулирования до oi, О обеспечивается по каналу распределителя импульсов за счет подаваемого на входы компараторов 23-25 через развязьшающие

0 диоды 38-40 и резисторы 35-37 напряжения U4 с источника 1 задающего напряжения, чем достигается смещение моментов синхронизации в сторону выпрямительного режима,

5

Формула изобретения

Устройство для импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным преобразователем, содержащее ключевой

0 элемент с элементом сравнения в цепи управления, выходом подключенный к общей точке устройства, входы элемента сравнения подключены к выходам источника задающего напряжения и генератора пилообразного напряжения, вход синхронизации которого через конденсатор подключен к силовому входу ключевого элемента и к общей точке усилителей импульсов по числу фаз уст

40 ройства, трехканальный распредели- 45 0

5

тель импульсов с транзистором, первым и вторым резисторами и диодом в каждом канале, причем в каждом усилителе импульсов накопительный конденсатор подключен параллельно цепи из последовательно включенных резистора, диода и вторичной обмотки первой группы трехфазного синхронизирующего трансформатора, одна обкладка накопительного конденсатора соединена с общей точкой устройства через последовательно соединенные светодиод ти- ристорной оптопары, шунтированный резистором диод и коммутирующую цепь ключевого элемента и также включенные параллельно этой цепи оптронный тиристор и светодиод выходной оптопары, соединенные между собой, другая обкладка накопительного конденсатора

через соответствующие транзисторы и первые резисторы также связана с общей точкой устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования и надежности в работе, каждый канал распределителя импульсов снабжен операционным усилителем, третьим - седьмым резисторами, стабилитроном, причем в каждом канале база транзистора через стабилитрон соединена с общей точкой устройства и через второй резистор - с выходом операционного усилителя, инвертирующий вход которого подключен через резистор к первому выводу соответствующей вторичной обмотки второй группы синхронизирующего трансформатора, второй

вывод которого подключен к общей точке устройства, инвертирующий вход операционного усилителя также подключен через последовательно соединенные диод и четвертый резистор к выходу источника задающего напряжения, .через пятьш резистор - к общей точке оптронного тиристора и светодирда

выходной оптопары соответствующего усилителя импульсов, через шестой резистор - к эмиттеру транзистора следующего канала распределителя импульсов, через седьмой резистор к цепи, предназначенной для подключения к отрицательному вьшоду источника напряжения, а неинвертирующий вход операционного усилителя подключен к общей точке устройства.

Изобретение относится к к электротехнике и предназначено для управления трехфазным тиристорным преобразователем с раздельным управлением. Цель изобретения - повышение качества регулирования и надежности работы устройства. В каждый канал распределителя импульсов введен компаратор, по входам которого осуществляются синхронизация импульсов с сетью, дополнительное фазосмещение по каналу распределителя в сторону выпрямительного режима, подхват при выдаче импульса для обеспечения требуемой ширины импульса и сброс импульса с началом выдачи импульса следующим каналом распределителя. Устройство обеспечивает изменение ширины управляющих импульсов в соответствии с изменением интервала проводимости в динамических режимах при сохранении простоты схемы. 1 ил.