Устройство для управления однофазным мостовым выпрямителем Советский патент 1990 года по МПК H02M7/00 

Устройство для управления однофазным мостовым выпрямителем относится к электротехнике и может быть использовано для плавного вывода на рабочий режим потребителей электроэнергии с защитой от аварийных режимов.

Целью изобретения является повышение надежности путем предотвращения нагрузок при включении и защиты выпрямителя от перегрузок при наличии короткого замыкания.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для управления однофазным мостовым выпрямителем, состоящим из первого 1 и второго 2 тиристоров, составляющих катодную группу вентилей, а также первого 3 и второго 4 диодов, составляющих катодную группу вентилей, содеожит реле 5 с первой-четвертой группами 6-9 контактов, каждая из которых состоит из замыкающего, переключающего и размыкающего контактов. Обмотка реле 5 подключена через резистор 10 параллельно нагрузке выпрямителя 11 с емкостным фильтром 12. Выход формирователя 13 импульсов управления через размыкающий и переключающий контакты первой группы контактов 6 подключен к управляющему. переходу первого тиристора выпрямителя 1. Параллельно входу формирователя импульсов управления включен в проводящем направлении тиристор 14. Насыщающийся трансформатор 15 состоит из первичной обмотки 16, вт.о- ричной обмотки 17, обмотки 18 управления и обмотки 19 управления тиристором, которая началом соединена с катодом тиристора 14, а концом с его управляющим электродом. Первичная обмотка 16 концом соединена с анодом тиристора 14, а началом с катодом стабилитрона 20 и через второй резистор 21 с катодом третьего диода 22, анод которого через переключающий и размыкающий контакт четвертой группы контактов 9 соединен с анодом первого тиристора выпрямителя 1. Третий диод 23 соединен с анодом первого тиристора выпрямителя 1, анод которого через пятый резистор 24 соединен с началом вторичной обмотки 17 насыщающегося трансформатора 15 Катод тиристора 14, конец вторичной обмотки 17, анод стабилитрона объединены и подсоединены к катоду второго тиристора выпрямителя 2. Управляющая обмотка 18 соединена в последовательную цепь с размыкающим и переключающим контактом третьей группы 8 контактов, первым диодом 25 и третьим резистором 26, которая подключена параллельно нафузке, причем началоуправляю

щей обмотки 18 соединено с катодом первого диода 25, а первый диод включен в проводящем направлении этой последовательной цепи. Первый резистор 27 и первый конденсатор 28, а также второй резистор 29 и второй конденсатор 30 соединены в две последовательные RC цепочки и подключены соответственно между катодом первого тиристора выпрямителя 1 и замыкающим 0 контактом первой группы 6 контактов, а также катодом второго тиристора выпрямителя 2 и замыкающим контактом второй группы 7 контактов.

Формирователь 13 импульсов управле- 5 ния выполнен по одной из известных схем и состоит из конденсатора 31, порогового элемента 32, импульсного трансформатора 33 с обратным диодом 34 в цепи первичной обмотки.

0 Устройство управления работает следующим образом.

Напряжение сети 35 (фиг. 2) через размыкающий контакт 9 реле 5 и диод 22 (фиг. 1) у поступает на ограничитель-стабилизатор, Ъ собранный на резисторе 21 и стабилитроне 20 - здесь напряжение органичивается сверху и в виде трапеции 36 (фиг. 2) поступает на первичную обмотку 16 и конденсатор 31, Так как сердечник насыщающегося 0 трансформатора 15 изготовлен из материала с прямоугольной петлей гистерезиса, то через рабочую обмотку 16 в это время про-. текает постоянный ток и конденсатор 31 заряжается по линейному закону. Разница 5 напряжения стабилизации и напряжения конденсатора 31 определяет напряжение, приложенное к рабочей обмотке 16. В результате воздействия этого напряжения к концу полупериода - время ti - сердечник 0 насыщающегося трансформатора насыщается, а конденсатор 31 заряжается до напряжения срабатывания порогового устройства 32. Формирователь 13 в этот момент формирует импульс 37, который поступает на за- 5 пуск первого тиристора выпрямителя 1, Первый тиристор выпрямителя 1 открывается и конденсатор фильтра 12 заряжается небольшой порцией напряжения 38 (фиг, 2). Когда приходит отрицательная полувол- 0 на питающего напряжения сети 39, открывается диод 23 и через вторичную обмотку 17 протекает ток, возвращая сердечник насыщающегося трансформатора 15 в исходное состояние. С приходом положительной 55 полуволны процессы повторяются, однако насыщение сердечника наступает раньше (t2 ti, фиг. 2), так как через обмотку 18 управления начинает протекать ток от выпрямителя через третий резистор 26 и первый диод 25. Этот ток способствует более

раннему насыщению сердечника насыщающегося трансформатора. Таким образом фаза поджига первого тиристора выпрямителя 1 с каждым циклом сдвигается ближе к началу положительной полуволны. Напряжение на выпрямителе увеличивается.

Величина резистора 10 выбирается так чтобы ток обмотки реле 5 достигал величины срабатывания, когда напряжение на фильтре 12 выпрямителя станет близким к номинальному. В это время реле 5 срабатывает и управляющие электроды тиристоров 1 2 через RC - цепи 27 - 30 подключаю тся к анодам. Выпрямитель переходит в неуправляемый режим работы, а устройство управления отключается от сети. Тиристор 14 служит для разряда конденсатора 31 при заряде его в момент включения. Это происходит тогда, когда момент включения сети приходится на ненулевую фазу положительной полуволны. В этом случае конденсатор 31 зарядится до определенного значения, и в следующую положительную полуволну произошло бы несвоевременное срабатывание формирователя 13 Когда в отрицательный полупериод через вторичную обмотку 17 проходит импульс напряжения, с обмотки 19 снимается отпирающий тиристор 14 импульс и конденсатор 31 разряжается. В последующих процессах нормальной работы тиристор 14 не участвует

При коротком замыкании выпрямителя конденсатор фильтра 12 разряжается и реле 5 выключается. Схема возвращается в исходное состояние и. если КЗ не исчезло то фаза включения тиристора 1 останется на уровне ti и нагрузка на сеть будет минимальна. Если КЗ исчезло, то процессы повторяются.

Таким образом предлагаемое устройство для управления однофазным мостовым выпрямителем, отличаясь простотой схемы позволяет повысить надежность цепи нагрузки за счет предотвращения ударных нагрузок при включении выпрямителя в момент не нулевой фазы напряжения сети путем включения тиристора в цепи управления и защиты цепи нагрузки и выпрямителя от перегрузок при наличии КЗ.

J 4 45 50 55

Формула изобретения

Устройство для управления однофазным мостовым выпрямителем, состоящим из первого и второго тиристоров выпрямителя, составляющих катодную группу вентилей, а также первого и второго диодов

выпрямителя, составляющих йнодную группу вентилей выпрямителя, содержащее реле с первой, второй, третьей и четвертой группами контактов, каждая из которых со- 5 стоит из замыкающего, переключающего и размыкающего контактов, обмотка реле подключена параллельно нагрузке выпрямителя с емкостным фильтром, выход фор- мирователя импульсов управления через 1U размыкающий и переключающий контакты подключен к управляющему переходу первого из тиристоров выпрямителя, к катоду которого через последовательно соединен- ные первый резистор и первый конденсатор 15 подключен замыкающий контакт первой группы контактов, управляющий электрод второго тиристора выпрямителя соединен с его катодом через размыкающий и переклю- чающий контакты второй группы контактов -iU катод которого соединен через второй резистор и второй конденсатор с замыкающим контактом этой группы, а также третий, четвертый и пятый резисторы, первый, второй и третий диоды, и насыщающийся транс- 5 форматор, отличающееся тем. что с целью повышения надежности, введены стабилитрон и тиристор, а насыщающийся трансформатор снабжен обмоткой управ енияи обмоткой управления тиристором которая началом соединена с катодом тиристора, а концом - с его управляющим электродом, тиристор подключен параллельно входу формирователя импульсов обмотка управления соединена в последовательную цепь с первым диодом, третьим резистором размыкающим и переключающим контактами третьей группы контактов, причем эта последовательная цепь подключена па- раллельно нагрузке так, что диод, катод которого соединен с началом управляющей оЬмотки, включен в проводящем направле- НИИ, первичная обмотка насыщающегося трансформатора концом соединена с ано- дом тиристора, началом - с катодом стаби- литрона и через второй резистор с катодом третьего диода, анод которого через переключающий и размыкающий контакты четвертой группы контактов соединен с анодом первого тиристора выпрямителя, третий ди- од катодом соединен с анодом первого тиристора выпрямителя, анод которого через резистор соединен с началом вторичной обмотки насыщающегося трансформатора при этом катод тиристора, конец вторичной обмотки насыщающегося трнсформатора анод стабилитрона подсоединены к катоду второго тиристора выпрямителя

4J

to

4v

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для плавного вывода на рабочий режим потребителей электроэнергии с защитой от аварийных режимов. Целью изобретения является повышение надежности путем предотвращения ударных нагрузок при включении и защиты выпрямителя от перегрузок при наличии короткого замыкания. В устройстве плавный вывод на рабочий режим осуществляется путем регулирования фазы угла управления первым тиристором выпрямителя 1 за счет цепи обратной связи с нагрузкой 22, образованной управляющей обмоткой 18 насыщающегося трансформатора 15, при этом разряд емкости 31 формирователя управления 13 тиристором 14 на каждом такте работы устройства позволяет исключить ударные нагрузки при включении. 2 ил.

--

4i

CkJ

«N

S5