Устройство для импульсного управления трансформаторной нагрузкой Советский патент 1991 года по МПК H05B1/02 

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано для импульсного управления нагрузкой, имеющей трансформаторную связь с питающей сетью, например для импульсного управления со стороны первичной обмотки силового трансформатора нагревательной нагрузкой, нагрузкой электрохимических и электроэррозионных станков и установок, для импульсного управления асинхронными двигателями

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения работы с индуктивной нагрузкой

На чертеже представлена функциональная электрическая схема предложенного устройства.

Устройство для импульсного управления трансформаторной нагрузкой содержит нагрузку 1, подсоединенную к сети через силовой трансформатор 2, к первичной обмотке которого подключен управляемый силовой электронный ключ 3 с блоком управления 4, вход которого через формирователь 5 импульсов соединен с выходом импульсного регулятора 6, подключенного входом к датчику 7 параметра регулирования нагрузки 1 Формирователь 5 импульсов содержит импульсный трансформатор 8, подключенный первичной обмоткой через первый резистор 9 к входным шинам блока временных интервалов, вторичной обмоткой одним выводом через стабилитрон 10 и второй резистор 11 к базе транзистора 12 транзисторного ключа с рею о

00

О

зистивной нагрузкой 13, выход которого является выходом формирователя 5 импульсов, который подключен к синхровходу D-триггера 14. Огвход D-триггера 14 соединен с выходом импульсного регулятора 6, вход которого подключен к выходу датчика

7параметра, выполненного в виде, например, терморезистора. Силовой электронный ключ 3 включен между первой фазой источника 15 трехфазного переменного напряжения, две другие фазы которого подключены к входным шинам формирователя 5 импульсов. Количество каналов управления устройства соответствует количеству используемых фаз.

Устройство работает следующим образом.

Переменное синусоидальное напряжение каждой фазы трехфазной сети прикладывается к силовому электронному ключу 3 и в каждом канале управления с фазовым сдвигом 90° (270°) через резистор 9 к импульсному трансформатору 8 формирователя 5 импульсов. Фазовый сдвиг 90° (270°) между синхронизирующим напряжением канала управления и напряжением, прикладываемым к силовому электронному ключу, достигается подключением к каналу управления (или к силовому электронному ключу при его включении на линейное напряжение) напряжения двух других оставшихся фаз трехфазной системы. Например, фазное напряжение фазы А и линейное фаз В и С по отношению друг к другу сдвинуты на 90° (270°). И так в каждом канале управления. Сопротивление резистора 9 значительно больше сопротивления импульсного трансформатора 8, поэтому ток намагничивания трансформатора 8 сдвинут по фазе по отношению к напряжению сети на 90° и синусоидален. Сеть вместе с сопротивлением резистора 9.по отношению к трансформатору 8 является источником синусоидального тока. В этом случае магнитный поток и соответственно напряжение на вторичной обмотке импульсного трансформатора 8 несинусоидальны. При пере- магничивании сердечника трансформатора

8магнитный поток и напряжение на его вторичной обмотке лавинообразно изменяются, формируя тем самым узкие пико- образные импульсы напряжения, соответствующие углам 90° и 270° по отношению к напряжению сети. Один из этих разнополярных импульсов, еще более узкий за счет ограничения импульса напряжения стабилитроном 10, усиливается в каждом периоде сетевого напряжения транзистором 12 и поступает на синхровход D-триггера 14.

При срабатывании импульсного регулятора 6 на информационный D-вход D-триггера 14 поступает логический сигнал 1, который переключает D-триггер 14 с приходом первого синхронизирующего импульса в состояние 1 и, тем самым включает посредством блока 4 управления управляемый

силовой электронный ключ при амплитудном значении напряжения в сети и на нагрузке 1, которое соответствует углу включения нагрузки 90° (270°) и прохождению магнитного потока силового трансформатора 2 через нулевое значение. В этом случае бросок тока намагничивания силового трансформатора 2 отсутствует и обеспечиваются благоприятные условия включения трансформаторной нагрузки 1.

При последующем отключении импульсного регулятора 6 на информационном D- входе D-триггера 14 устанавливается логический сигнал О. Поэтому для этого интервала времени с приходом первого

стробирующего импульса происходит отключение нагрузки 1 полностью управляемым силовым электронным ключем 3 при угле 90° (270°), который соответствует нулевому значению магнитного потока (потокосцепления) силового трансформатора 2 и тем самым , исключает остаточное намагничивание магнитопровода силового трансформатора перед последующим его включением. При необходимости, с учетом возможного запаздывания при прохождении сигнала управления и из-за конечного времени включения и отключения ключа 3, передний фронт импульса, поступающего на синхровход D-триггера 14, может корректироваться

значением сопротивления резистора 9 и уровнем напряжения стабилизации стабилитрона 10.

При использовании устройства после отключения нагрузки в магнитопроводе силевого трансформатора остаточный магнитный поток отсутствует. Таким образом, перед последующим включением трансформаторной нагрузки условия ее коммуникации обеспечиваются однозначными. Это

дополнительно обуславливает более широкое применение устройства вплоть до многофазной трансформаторной нагрузки, включая асинхронные двигатели.

Формула изобретения

1. Устройство для импульсного управления трансформаторной нагрузкой, содержащее силовой электронный ключ, включенный между первой фазой источника л

трехфазного переменного напряжения и трансформаторной нагрузкой, к Которой подключен датчик параметра,, выход которого подключен ко входу импульсного регулятора, формирователь импульсов и блок управления, выход которого соединен с управляющим входом силового электронного , кл юча, отличающееся тем, что, с целыа повышения надёжности и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения работы с индуктивной нагрузкой, введен D-триггер, причем выход D- триггера соединен со входом блока управления, D-вход- с выходом импульсного регулятора, синхровход - с выходом фор- мирователя импульса, входные шины которого Подключены ко второй и третьей

0

5

фазам источника трехфазного переменного напряжения.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что формирователь импульсов выполнен в виде импульсного трансформатора, транзисторного ключа с коллекторной нагрузкой, двух резисторов и стабилитрона, причем первичная обмотка импульсного трансформатора соединена первым выводом через первый резистор с первой входной шиной формирователя импульсов, вторым выводом - со второй шиной, а вторичная обмотка через последовательно соединенные стабилитрон и второй резистор - со входом транзисторного ключа, выход которого является выходом формирователя импульсов.

Изобретение относится к электронной коммутационной технике и может быть использовано для импульсного управления нагрузкой. Цель изобретения - повышение надежности Wрасширение функциональных возможностей - достигается путем обеспечения работы с индуктивной нагрузкой. Устройство для импульсного управления трансформаторной нагрузкой содержит силовой электронный ключ 3 с блоком управления 4, подключенный между первой фазой источника 15 трехфазного переменного напряжения и трансформаторной нагрузкой 1 формирователь 5 импульсов, импульсный регулятор 6, датчик 7 параметра, 6-триггер 14. Введение D-триггера 14 и подключение входных шин формирователя 5 импульсов к двум другим фазам источника 15 трехфазного переменного напряжения позволяет обеспечить надежную работу устройства и возможность подключения не только резистивной, чо и индуктивной нагрузки 1 з п ф-лы, 1 ил

Т Ч-diS-a-. VtWr|

1

Задание