Устройство для управления трехфазным тиристорным однополупериодным выпрямителем Советский патент 1991 года по МПК H02M7/155 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами трехфазных выпрямителей, регуляторов зарядного тока аккумуляторной батареи.

Цель изобретения - повышение надежности, а также стабилизация тока заряда аккумуляторной батареи и защиты ее от переполюсовки.

Иа фиг.1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг.2 - пояснительные временные диаграммы.

Устройство для управления трехфазным однополупериодным выпрямителем 1 регулятора зарядного тока аккумуляторной батареи 2 содержит источник 3 питания, выполненный на трехфазном однополупериодном неуправляемом выпрямителе, выход которого подключен к амплитудному ограничителю 4 через резистор 5 синхронизации, параллельно которому подключен вход управления транзисторного ключа 6, через коллек- тор-эмиттерный переход которого и последовательно с ним включенный ограничительный резистор 7 выход источника 8 постоянного напряжения подключен к цепям питания релаксационного генератора 9 на однопервходном транзисторе 10 и времязадающей RC-цепочке 11 и выходной усилитель 12 мощности на формирующем конденсаторе 13 и тиристоре 14, выход которого через развязывающие резисторы 15 подключен к управляющим переходам тиристоров выпрямителя 1,

О5 СП

о

СЛ

Устройство работает следующим образом.

Через диоды источника 3 положительное напряжение каждой фазы сети подается на вход управления ключа 6 в течение интервала (фиг.2а) U sinSC «С Um- sin 150° , когда анодное напряжение на одном из диодов источника -3 становится положительным по отношению к плюсовой точке амплитудного ограничителя 4, при этом максимальное значение анодного напряжения.

При этом за счет падения напряжения на резисторе 5 синхронизации (фиг.2 д,е) транзисторный ключ 6 отпирается до режима насыщения, и происходит заряд (фиг.2 б,в) усилителя 12 мощности конденсатора 13 и конденсатора КС-цепи 11 релаксационного генератора 9 от источника 8.

Однопереходный транзистор 10 отпирается при достижении напряжения на конденсаторе RC-цепи 11 до значения иЭАЛ (фиг.2в). Разряд конденсатора RC-цепи 11 формирует импульс управления тиристора 14, которьй при отпирании образует контур для разряда заряженного формирующего конденсатора 13 через управляющие переходы тиристоров выпрямителя 1. Величина резистора 7 выбирается так,чтобы, обеспечить открытое состояние тиристора 14 до тех пор, пока величина сигнала с резистора 5 синхронизации на входе транзисторного ключа -6 не запрет транзисторный ключ 6.

Напряжение стабилизации амплитудного ограничителя 4 выбирается Ucr 5 UM-sin300 0,5иттак, чтобы урезать нижнюю часть положительных полуволн напряжения сети ниже точки пересечения Полуволн или естественного угла отпирания.

Например, с момента t (фиг.2а, б,в,д) начинает протекать ток фазы А (фиг.1). Сигнал с резистора 5 синхронизации подается на транзисторный ключ 6. При этом происходит заряд конденсаторов RC-цепи 11 и 13.

Когда величина напряжения заряда на конденсаторе 11 достигает значения U9M (фиг.2в) в момент времени t& про. исходит отпирание однопервходного транзистора 10 и формирование импуль, са управления для тиристора 14 (фиг.2г), отпирание которого формирует импульс управления (фиг.2з) сило- выми- тиристорами выпрямителя 1 за

0

5

0

5

0

5

счет разряда заряженного конденсатора 13 (фиг.2г, момент t2). От данного импульса отпирается силовой тиристор базы А, так как в диапазоне от t до t положительное напряжение приложено только к силовому тиристору фазы А, Тиристор 14 в открытом состоянии и имеет форму тока (фиг.2з) до момента t$, т.е. до тех пор, пока тиристор 14 не запирается по току удержания и ток через транзисторный ключ 6 не спадает в связи с выходом его из режима насыщения и началом процесса запирания из-за уменьшения величины тока резистора синхронизации 5 в области угла управления 120 эл.град. (в области заднего фронта входного сигнала).

В момент времени t. происходит запирание транзисторного ключа 6 на доли миллисекунды. Отпирание же транзисторного ключа 6 происходит с начала протекания тока фазы В( через резистор 5 синхронизации. Далее происходит повторный заряд конденсаторов 13 и RC-цепи 11 (фиг.26, момент времени от t до ц) и отпирание тиристора 14 в момент времени t, который остается открытым до момента ts (фиг„2а, д,ж,з). Процесс формирования импульса управления для силового тиристора фазы С происходит аналогично. Описанные временные диаграммы соответствуют условию, когда напряжение стабилизации амплитудного ограничителя

0

5

0

5

Um- sin30c

Um-sin 150°

UCT

Так как в реальной энергетической системе значения сетевого напряжения могут изменяться, то для надежности параметры амплитудного ограничителя выбираются из условия Ucr.0,5Uw.

В процессе заряда аккумуляторных батарей за счет повышения плотности электролита растет ЭДС аккумуляторной батареи, что ведет к уменьшению зарядного тока по мере увеличения ЭДС батарей при заряде аккумуляторных батарей от трехфазных тиристорных выпрямителей (зарядных устройств). При подключении аккумуляторной батареи 2, заряжаемой выпрямителем 1, вместо источника 8 в процессе заряда аккумуляторная батарея 2 выполняет функцию обратной отрицательной3связи, уменьшив значение угла управления силевыми тиристорами выпрямителя, так как из-за прироста величины ЭДС аккумуляторной батарей 2 на ДЕ ускоряется на it заряд конденсатора RC-це- пи 11, тем самым скомпенсировав уменьшение зарядного тока. Таким образом, стабилизация тока заряда аккумуляторной батареи 2 осуществляется с помощью самой аккумуляторной батареи 2.

Кроме этого, подключение аккумуляторной батареи 2 вместо источника 8 не позволяет включение зарядной установки при неправильном подключении аккумуляторной батареи 2 к клеммам зарядной установки. Например, при пе- реполюсовке, когда перепутаны (+) с (-), схема управления не формирует импульсы управления, так как к транзисторному ключу 6, к релаксационному генератору 2 и к усилителю 12 прикладывается напряжение питания от истрч- ника 8 на ток полярности.

I

Таким образом, благодаря включению транзисторного ключа, синхронизируемого сетевым напряжением в цепь питания релаксационного генератора и выходного усилителя мощности, устройство формирует широкие импульсы управления тиристорами выпрямителя, что повышает надежность его работы, а использование в качестве источника постоянного напряжения аккумуляторной батареи стабилизирует ток заряда батареи и защищает ее от переполюсовки.

Формула изобретения

1. Устройство для управления трехфазным однополупериодным выпрямителем регулятора зарядного тока аккуму ляторной батареи, содержащее источник питания, выполненный на трехфазном однополупериодном неуправляемом выпрямителе, выход которого подключен к

п амплитудному ограничителю через резистор синхронизации, р елаксационный генератор на однопереходном транзисторе, выход которого подключен к входу управления выходного усилителя мощности, выходы которого предназначены для подключения к управляющим переходам тиристоров трехфазного однополу- периодного выпрямителя, источник постоянного напряжения и последовательно соединенные транзисторный ключ и ограничительный резистор, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, выходной усилитель мощности выполнен на формирующем

5 конденсаторе и тиристоре, цепь питания которого вместе с цепью питания релаксационного генератора подключена к источнику постоянного напряжения через последовательно соединенные ограничительный резистор и транзисторный ключ, вход управления которого подключен к резистору синхронизации. 2. Устройство поп.1, отличающееся тем, что, с целью стабилизации тока заряда аккумулятор5 ной батареи и защиты ее от переполюсовки, в качестве источника постоянного напряжения используется аккумуляторная батарея.

5

0

0

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами трехфазных выпрямителей - регуляторов зарядного тока аккумуляторной батареи. Цель изобретения - повышение надежности. Это достигается введением транзисторного ключа, синхронизируемого сетевым напряжением, между источником постоянного напряжения и цепями питания релаксационного генератора и выходного усилителя мощности и использованием в качестве источника постоянного напряжения аккумуляторной батареи. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

I

L

Л Ч

s

1

1L

ж

1I-ftrfl П

5

Ч 5

Фм.г

Ut

L

I

Л

1