Устройство регулирования фазы для управления тиристорным преобразователем Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

ICM 1у

Изобретение относится к электро- технике и может использоваться в сис темах импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорным электроприводом, а также различных устройствах автоматики, где требуется преобразовывать сигнал управления в виде напряжения или тока в фазу.

Целью изобретения является повышение надежности устройства при сохранении диапазона регулирования фазы

На чертеже представлена электрическая схема устройства регулирования фазы для управления тиристорным преобразователем

На схеме введены следующие обозначения: Сд - активное сопротивление и емкость фильтра; R, и QL4 - активное и индуктивное входное сопротивление трансформатора-фазовращателя; 10 - ток, потребляемый устройством из сети} Ij - ток первичной обмотки трансформатора-фазовращателя; U- - напряжение сети; 11д - напряжение, приложенное к первичной обмотке трансформатора-фазовращателя; U - напряжение вторичной (выходной) обмотки; 1ц. ток обмотки управления трансформатора-фазовращателя; U - напряжение на выходе компаратора

Устройство содержит трансформатор-фазовращатель 19 дискриминатор 2 фазы и резистивно-емкостной фильтр :3 Трансформатор-фазовращатель 1 имеет обмотки переменного тока - пер вичную k и вторичную 5 и две обмотки подмагничивания постоянного тока - смещения 6 и управления 7 Дискриминатор 2 содержит резистивный делитель 8 и компаратор 9 Дифференциальный вход компаратора шунтирован резистивным делителем 8, подключенным к клеммам вторичной обмотки трансформатора-фазовращателя 1. Резистор 10 фильтра 3 включен в общую первичную цепь переменного тока, а конденсатор 11 - параллельно входной обмотке трансформатора-фазовращателя 1

Устройство, в котором используется трансформатор-фазовращатель, вы полненный по схеме симметричного магнитного моста, работает следующим образом.

При подмагничивании трансформатора-фазовращателя 1 магнитное сопро-

6369524

тивление участков (плеч) разветвленного магнитопровода с расположенными на них обмотками управления постоянного тока уменьшается, В результате напряжение U, индуктируемое в выходной (диагональной) обмотке, сдвигается относительно входного напряжения моста U на угол(РГф. Одно Q временно изменяется индуктивное и

активное входное сопротивление трансформатора-фазовращателя, т.е нагрузка входного фильтра Это явление используется в устройстве для получения

15 положительного эффекта - увеличения угла регулирования фазы непосредственно на выходе трансформатора-фазовращателя

Уменьшение индуктивной нагрузки

2Q приводит к дополнительному сдвигу напряжения на выходе фильтра относительно сети U с на уголС. « Суммарный фазовый сдвиг выходного напряжения устройства относительно сети при этом

25 существенно возрастает

Насыщение при управлении отдельных участков разветвленной магнитной цепи на форму входного тока существенно не влияет Ток остается синусоидальным во всем диапазоне регулировочной характеристики трасформатора-фазо- вращателя Это позволяет использовать для оценки дополнительного фазового сдвига фильтра С методы расчета линейных цепей переменного тока

Фазовый сдвиг С| а напряжения U,|, приложенного к входной обмотке трансформатора-фазовращателя 1, относительно напряжения сети Uc определяет4Q ся следующим образом

В соответствии с принципиальной схемой ток 10, потребляемый устройством из сети, равен:

30

35

45

i mv

°ZS

Ш

где

о . .JfiЈiiJ/9

Ф JWC(R,+JUJL,) + 1 UJ

Напряжение U(, приложенное к первичной обмотке трансформатора-фазовращателя, равно:

55

U

I0Z (

(3)

где

«

Rj + jЈuLi

JWC(R,+J«L, ) + Г

(4)

и

Подставляя в (3) значения IQ, ZЈ и Z (. кз (1), (2) и (4), получим

RjLiJSL ,„ №

1 R jWCCRj+jWL +lJ+R jQL, ce

K(jUJ) Uce ш , (5)

Это выражение можно представить в виде .. ,

J« /0HV},

U, -

(6)

где фазовый сдвиг фильтра равен

ОУ arctg

arctg

ReK(j(0)

Ј.)(

R, (R +RP+O M

(7

Полагая входное активное сопро- тивление трансформатора-фазовраща- теля 1 RJ 0, получаем упрощенное выражением для ср д, в виде

Cfip

arctg R

si; -мс.

(8

Из полученного выражения следует, что фазовый сдвиг фильтра зависит от его параметров (R(p, Сф) и индук- тивного сопротивления входной цепи трансформатора-фазовращателя При подмагничивании индуктивное сопротив ление 03L, трансформатора фазовращате ля изменяется и соответственно изме няется отстающий фазовый сдвиг фильт ра С фотносительно сети

Суммарный фазовый сдвиг устройст ва, таким образом, оказывается равным

.M sr 4VACV

гдеСрт/к собственный сдвиг фазы

трансформатора-фазовраща

теля; -,-,

Срф0 начальньй сдвиг фазы на выходе фильтра;

C|)q, текущее значение сдвига фазы на выходе фильтра при подмагничивании;

Щ

%) ДОПОлнительный сдвиг фазы

на выходе фильтра Выражение (8) является приближенным и приведено только для пояснения качественной картины явления.

Ј

.

)

1))l5

)

16369526

В действительности при управлении .. изменяется полное входное сопротив- ление Zj трансформатора-фазовращате- ля, Tie. не только индуктивная, но и активная его составляющая Сопро- тивления , и RJ определяются для каждого значения тока управления по данным измерения входного тока обмотки 1|, напряжения U и фазового сдвига между ними

Для получения максимального поло жительного эффекта емкостное сопро- тивление фильтра выбирается равным входному индуктивному сопротивлению трансформатора-фазовращателя, соот ветствующему середине линейного участка регулировочной характеристи ки.

10

20

Формула изобретения

Устройство регулирования фазы для управления тиристорным преобразовате25 лем, содержащее трансформатор-фазовращатель с обмотками управления и смещения постоянного тока, дискриминатор фазы на выходе вторичной обмотки, выполненный в виде компаратора,

30 дифференциальный вход которого шунтирован резистивным делителем, средняя точка которого подключена к общей точке источников питания компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в первичную цепь переменного тока трансформатора-фазовращателя включен резистор фильтра Rjj, а входная обмотка

35

трансформатора-фазовращателя шунтирована конденсатором фильтра С л, при этом параметры фильтра выбирают в соответствии с выражением

4

VarctgM ffe OL( ).

максимальное приращение фазового сдвига на выходе фильтра;круговая частота сети;

активное и индуктивное входное сопротивление трансформа тор а-фаз овращателя.

Изобретение относится к элект ротехнике Цель изобретения повы шение надежности устройства при сохранении диапазона регулирования фазы. Устройство содержит трансфазо вращатель 1, дискриминатор фазы 2 и резистивно-емкостной фильтр 3. При подмагничивании трансфазовращателя 1 магнитное сопротивление участков магнитопровода уменьшается. Изменя ется индуктивное и активное входное сопротивление трансфазовращателя 1, что обеспечивает увеличение угла ре гулирования фазы на выходе трансфазо вр ащателя . 1 . 1 ил с (Л