Тиристорный генератор Советский патент 1991 года по МПК H02M7/523 

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в ультразвуковых технологических установках.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей.

На фиг. 1, 2 представлены схемы генератора; на фиг. За, б, в- варианты включения дополнительного трансформатора тока.

Тиристорный генератор (фиг. 1) содержит входной выпрямитель 1, Г-образный LC- фильтр 2, 3, полумостовой инвертор на тиристорах 4, 5 со встречными диодами 6, 7 с контуром смещения 8 между общими точками тиристоров и встречных диодов, коммутирующие LC-контуры 9,10, зашунти- рованные конденсатором фильтра 11, выходной трансформатор 12 с магнито- стрикционной нагрузкой 13, систему управления. 14, трансформатор тока 15, дополнительные тиристоры 16, выпрямительный мост 17, дополнительный Г-образный LC- фильтр 18,19, генератор линейно изменяющегося напряжения 20, блок сравнения 21, формирователь импульсов 22. Тиристорный генератор (фиг. 2) содержит измеритель тока поляризаций 23 и дополнительный блок сравнения 24, потенциометрический регулятор 25.

Генератор работает следующим образом.

Переменное напряжение питающей сети, поданное на входные выводы генератора, с помощью выпрямительного устройства

1преобразуется в постоянное. Конденсатор

2входного фильтра заряжается примерно до амплитудного значения напряжения питающей сети. Далее с пуском инвертора (с

Os

Ч)

со

xi О

ю

подачей импульсов управления на тиристоры инвертора) происходит процесс инвертирования входного постоянного тока в ток высокочастотный. При включении тиристора 4 с помощью управляющего импульса, сформированного системой управления 14, полуволна.тока, близкая по форме к синусоидальной, протекает по контуру ,.

4-8 (верхняя

полуобмотка выходного трансформатора 12) - 4, при этом, происходит заряд коммутирующих конденсаторов до напряжения, примерно равного входному постоянному напряжению Ud, а точнее Ud ±Ud/2, для конденсатора контура 9 - (Ud - Ud/2), для конденсатора 10 - (Ud + Ud/2), конденсатор контура 8 зарядится до напряжения, пропорционального соотношению емкостей конденсатора контура 8 и конденсаторов контуров 9,10, включенных параллельно.

Далее через диод 6 полуволной тока, близкой по форме к синусоидальной, по контуру 6-12 (верхняя полуобмотка выходного трансформатора 12) -14 R происходит частичный

11-КК

разряд конденсаторов контуров 9 и 10, а конденсатор контура 8 не разряжается, обеспечивая повышенное обратное напряжение на тиристоре 4.

Во втором такте отпирается тиристор 5. Происходят электромагнитные процессы в инверторе, аналогичные процессам первого такта. При этом в коммутации участвуют контуры 5-12 (нижняя полуобмотка выходного трансформатора

U)C -l5-8-5 т-О

(нижняя полуобмотка

выходного трансформатора 12) - 7. Максимальные уровни напряжения на коммутирующих конденсаторах 9 и 10 будут равны соответственно (Ud + Ud/2) и (Ud - Ud/2). Далее процессы в инверторе повторяются. Н а выходе, т.е. в нагрузке, выделится два периода высокочастотного тока (фиг. 2).

При этом часть тока, коммутируемого инвертором, с помощью трансформатора тока 15 передается в цепь поляризации маг- нитострикционной нагрузки, причем он выпрямляется с помощью выпрямительного моста 16 и фильтруется Г-образным LC- фильтром 17, 18.

Одновременно с управляющими импульсами тиристоров инверторного полумоста тактовые импульсы системы управления 14 попадают на вход генератора линейного

напряжения 20, при этом на каждый управляющий импульс независимо от такта формируется сигнал, изменяющийся от0 до 1 по линейному закону, с длительностью, равной времени между тактовыми импульсами, и

частотой, равной частоте задающего генератора системы управления. Этот линейно изменяющийся сигнал поступает на вход, блока сравнения 21, представляющего собой компаратор, на один вход которого подается сигнал с генератора линейно изменяющегося напряжения, а на второй - потенциал, величина которого может задаваться с помощью потенциометра. На входе компаратора сигналы сравниваются, при

этом в момент сравнения на входе компаратора формируется +1 при совпадении потенциала переднего фронта пилы с опорным сигналом и -1 при совпадении с опорным сигналом потенциала заднего фронта пилы,

синхронизированной с тактовыми управляющими импульсами инверторного полумоста. Поэтому момент формирования +1 на выходе компаратора соответствует вполне определенному углу протекания тока через

тот или иной тиристоры инвертора. Меняя потенциал второго входа компаратора, изменяют угол между моментом включения тиристора инвертора и моментом формирования +1 на выходе блока 21 (компаратора ). В процессе работы генератора на выходе блока 21 формируется периодический сигнал прямоугольной формы с частотой, равной частоте задающего генератора системы управления с изменяющимся углом формирования прямого фронта относительно управляющего импульса, поступающего на соответствующий тиристор инвертора. С помощью формирователя 22 по переднему фронту сигнала, поступающего с выхода сравнивающего устройства, формируется короткий импульс с энергетикой, позволяющей через управляющий электрод включить тиристор, однотипный по частотным свойствам тиристорам, примененным в инверторе генератора. Сигнал управления с формирователя 22 поступает на управляющие переходы тиристоров, шунтирующих вторичную обмотку трансформатора тока 15. Изменяя потенциал на

втором входе блока сравнения, изменяют угол между включением тиристоров инвертора и соответствующего тиристора, шунтирующего вторичную обмотку трансформатора тока 15. С изменением этого угла меняется постоянный ток в цепи поляризации магнитострикционной нагрузки.

В процессе работы генератора возможны изменения режима его работы из-за особенностей нагрузки, возможны колебания питающей сети, вследствие чего в некоторых пределах изменяется и ток во вторичной обмотке трансформатора тока 15, а значит, и ток поляризации, что в свою очередь изменяет режим работы магнитострик- ционного преобразователя по цепи поляризации, снижает КПД преобразователя. Введение второго блока сравнения, выполненного на основе операционного усилителя, включенного в цепь регулировки угла включения тиристоров, шунтирующих вторичную обмотку трансформатора, позволяет выполнить стабилизацию тока поляризации на заданном уровне за счет регулирования этого узла, причем это срав- нивающее устройство осуществляет отрицательную обратную связь в цепи формирователя тока поляризации, т.е. на прямой (неинвертирующий) вход операционного усилителя подается потенциал, соот- ветствующий некоторому значению тока поляризации, а на инвертирующий вход подается сигнал с информационных выводов шунта, установленного в цепи тока поляризации.Отклонение тока поляризации в ту или иную сторону от некоторого заданного вызовет соответствующие изменения угла включения тиристоров, шунтирующих вторичную обмотку трансформатора тока 15.

Формул а изо бретени я 1. Тиристорный генератор , содержащий подключенный к входному выпрямителю через Г-образный фильтр инвертор, состоящий из двух последовательно соединенных тиристоров, общий вывод которых через LC- контур смешения соединен с общим выводом встречных диодов, два последовательно соединенных коммутирующих LC- контура, зашунтированных конденсатором

фильтра, выводы которого через первичные обмотки выходного трансформатора соединены с соответствующими общими точками прямых тиристоров и встречных диодов, причем вторичная обмотка выходного трансформатора соединена с цепью нагрузки, а также двухтактную схему управления, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, он снабжен потенциометриче- ским регулятором, трансформатором тока, двумя дополнительными тиристорами, выпрямительным мостом, дополнительным Г- образным LC-фильтром, генератором линейно изменяющегося напряжения, синхронизированным с системой управления, блоком сравнения и формирователем импульсов, причем первичная обмотка трансформатора тока включена между общей точкой встречных диодов и общей точкой коммутирующих LC-контуров, вторичная обмотка подключена к выводам переменного тока выпрямительного моста и зашунтиро- вана двумя дополнительными встречно включенными тиристорами, управляющие переходы которых подключены к формирователю импульсов, входом соединенному с выходом блока сравнения, один вход которого подключен к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения, а второй - к потенциометрическому регулятору, вход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с системой управления, выводы постоянного тока выпрямительного моста через Г-образный LC-фильтр подключены к выводам цепи нагрузки.

2. Генератор по п. 1,отличающий- с я тем. что, с целью улучшения энергетических показателей, он снабжен измерителем тока поляризации и дополнительным блоком сравнения, к входу которого подключены информационные выводы измерителя тока поляризации, включенного в цепь нагрузки, а выход подключен к второму входу основного блока сравнения.

Изобретение относится к преобразовательной технике. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. Тиристорный генератор содержит входной выпрямитель 1, полумостовой инвертор на тиристорах 4, 5 с диодами встречного тока 6, 7. Между общими точками диодов 6, 7 и коммутирующих LC-контуров 9, 10 включен тр-р тока 15с дополнительными тиристорами 16. Генератор линейно изменяющегося напряжения 20 синхронизирован с системой управления 14 и соединен с блоком сравнения 21. Формирователь импульсов 22 соединен с управляющими электродами тиристоров 16. С изменением угла между включением тиристоров 4, 5 и соответствующего тиристора 16 меняется постоянный ток в цепи поляризации магнитострикцион- ной нагрузки. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. со С

Фиг.2

uu

JD

«50

IT

Ш

Ks

ф

Ц I

LJ

J

vo

Н4

И4 to

I

«хэ