Устройство для управления трехфазным преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к схеме управления преобразователем и может быть использовано в выпрямителях, выполненных по трехфазной полумостовой, несимметричной мостовой схемам.

Известна схема управления трехфазным несимметричным мостовым выпрямителем, содержащим релаксационный генератор на однопереходном транзисторе, подключенный плюсовой клеммой через резистор к общей точке соединения катодов трехфазного диодного полумостового выпрямителя, аноды которых подключены к анодам силовых тиристоров выпрямителя, минусовой клеммой к общей точке соединения катодов силовых тиристоров выпрями-- теля, управляющие электроды которых соединены через разделительные резисторы с первой базой однопереход- ного транзистора 1 и 2.

Однако в данной схеме управления трехфазным выпрямителем импульс упоавления подается одновременно на управляющие электроды всех трех силовых тиристоров выпрямителя.

Цель изобретения - уменьшение потребляемой мощности за счет подами импульсов управления отдельно на каждый тиристор преобразователя.

Это достигается тем, что в устройство для управления трехфазным преобразователем, выполненным в вьде полумостового или несимметричного мостового выпрямителя с общими катодами силовых тиристоров, содержащее ограничительный резистор и релаксационный генератор на однопереходном транзисторе, положительный вывод питания которого соединен с катодами трех выпрямительных диодов, причем между положительным и отрицательным

tn

fc:

М

l-xi

ю о

00

выводами питания релаксационного генератора включен ограничитель напряжения введены три дополнительных дио1 да, три импульсных трансформатора, три конденсатора и ключевой элемент управляющий электрод которого связан с выходом, а минусовой электрод отрицательным выводом питания релаксационного генератора, плюсовой электрод соединен с катодами выпрямительных диодов, между анодами которых и минусовым электродом ключевого элемента включены соединенные последовательно с соответствующими конденсаторами первичные обмотки соответст вующих импульсных трансформаторов, к анодам выпрямительных диодов подключены катоды соответствующих дополнительных диодов, аноды которых пред назначены для подключения к анодам соответствующих тиристоров преобразо вателя, для подключения параллельно управляющим переходам которых предназначены вторичные обмотки импульсных трансформаторов, причем первый вывод ограничительного резистора соединен с минусовым электродом ключевого элемента, а второй вывод пред назначен для подключения к катодам тиристоров преобразователя.

На фиг.1 представлена принципиальная схема управления трехфазным мостовым несимметричным или полумостовым выпрямителем с транзистором n-p-n-типа; на фиг.2 - временные диаграммы напряжения на конденсаторах, транзисторе и резисторе схемы управления для фиг.1, собранного по трехфазной полумостовой схеме выпрямления.

Устройство (фиг.1) содержит релаксационный генератор 1 на однопере ходном транзисторе 2, состоящий из времязадающего конденсатора 3, регулировочного резистора 4, сопротивления баз 5,6 и стабилитрона 7, подключенный положительной клеммой к общей точке катодов трехфазного полу мостового выпрямителя на диодах 8-10 аноды которых соединены с точкой соединения катодов диодов 11-13 и первичных обмоток импульсных трансформаторов 14-16, вторые выводы которых соединены с конденсаторами , при этом общая точка соединения конденсаторов 17-19 и релаксационного генератора 1 соединена с эмиттером транзистора п-р-п-типа 20,

20

25

30

35

10

15

50

55

который своим коллектором подключены к положительной клемме релаксационного генератора 1, базой к первой базе однопереходного транзистора 2, и с резистором ограничения 21, вывод которого подключен с общим катодом силовых тиристоров 22-24 выпрямителя, причем нагрузкой 25 в цепи ти- ристорного трехфазного выпрямитепя может быть источник ЭДС, электродвигатель, аккумуляторная батарея или реактивно-активная нагрузка. Вторичные обмотки импульсных трансформаторов 14-1 6 подключены к управляющим электродам силовых тиристоров 22.

Устройство работает следующим образом.

Через диоды 11-13 (фиг.1) положительное напряжение на силовых тиристорах 22-24 подается на последовательные цепочки из диода 11 - импульсного трансформатора 14 - конденсатора 17 резистора ограничения 21 катод силовых тиристоров 22-24, 12-15-18-21 - катод тиристоров 22-24 и 12-16-19-21 - катоды тиристоров 22- 24. В течение каждого интервала, когда на одном из силовых тиристоров 22-24 появляется положительное напряжение происходит заряд одного из конденсаторов . Напряжение заряда конденсаторов 17-19 и напряжение на релаксационном генераторе 1 ограничивается стабилитроном 7.

Одновременно заряжается времязада- ющий конденсатор 3 по цепи аноды тиристоров 22-23 - диоды 11-13 - диоды 8-10 - резистор регулировочный 4 - времязадающий конденсатор 3 - резистор ограничения 21 - катоды тиристоров 22-24. При достижении напряжения отпирания U,м (фиг.2в) на времязадаю- щем конденсаторе 3 происходит отпирание однопереходного транзистора 2, который при разряде времязадающего конденсатора 3 через эмиттерный переход и первую базу однопереходного транзистора 2 подает импульс управления на транзистор 20. Отпирание транзистора 20 сформирует импульс управления для отпирания силовых тиристоров 22-24 за счет одного из конденсаторов 17-19, который до отпирания транзистора 20 заряжен до напряжения стабилизации. Например, для трехфазного полумостового выпрямителя с момента t( (фиг.26,в) начинает протекать ток по цепи: анод силового ти51

ристора 22 - диол 1 импульсный трансформатор 1 - конденсатор 1 - резистор ограничительный 21 - катод силового тиристора 22 и параллельно по цепи: анод силового тиоистора 22 диод 11 - диод 8 - регулировочный резистор 4 - времязздающий конденсатор 3 резистор ограничительный 21 катод силового тиристора 22. При этом происходит заряд конденсатора 17 и времязадающего конденсатора 3. В момент времени сг происходит отпирание однопереходного транзистора 2, который за счет импульса управления отпирает транзистор 20. Отпирание транзистора 20 формирует импульс управления для силового тиристора 22 из-за разряда заряженного конденсате ра 17 через импульсный трансформатор 1 4 - диод 8 - транзистор 20 - конденсатор 17.

Отпирание силового тиристора 22 шунтирует схему управления преобразо вателем и предотвращает повторный заряд конденсаторов 3 и 17. После окончания тока через силовой тиристор 22 положительное напряжения приложится к силовому тиристору 23 и при этом с момента tj времени происходит одновременный заряд конденса торов 3 и 18 по цепи: анод силового тиристора 23-12-15-18-21 катод силового тиристора 23 и анод силового ти ристора 23-12-3- -3-21 - катод силового тиристора 23. В момент времени Ц из-за достижения напряжения на времязадающем конденсаторе 3 напряжения отпирания однопереходного тран1 зистора 2 происходит отпирание транзистора 20 сформированием импульса управления (фиг.2г) за счет разряда заряженного конденсатора 1& по цепи: 18-15-9-20-18 для отпирания силового тиристора 23. Отпирание силового тиристора 23 блокирует повторный заряд конденсаторов 3 и 18 до окончания протекания тока через силовой тирис тор 23. Отпирание силового тиристора 2 и формирование импульса управления происходит аналогично по цепи: анод тиристора 24-13-16-19-21 - ка- год тиристора 2k последующим отпиранием транзистора 20 и формированием импульса управления за счет разряда конденсатора 19 по цепи 19-16-10-20- 19.

Основными преимуществами данной схемы управления преобразователями

772086

являются простота, компактность, высокая надежность и низкая стоимость. На каждой схеме управления по комплектующим экономится 12 транзисторов и по 10 резисторов и конденсаторов (например на установке типа УЗА-150- 80 имеется 14 транзисторов).

Данные схемы управления обесIQ печивают симметричные выходные импульсы во всех фазах, не требуя специального согласования и настройки управляющих цепей отдельных тиристоров, не требует отдельного мсточни15 ка питания для блока управления.

Таким образом схемы управления преобразователем в выпрямительном режиме обеспечивают плавное регулирование током трехфазного моста в пре20 делах от 25 до 100% максимального значения напряжения, обеспечивая угол регулирования от 0 до 120 эл. град. При этом ключевым элементом в схеме могут быть установлены тран25 зистор, тиристор, тиратрон, оптоти- ристор, оптотранзистор и оптодиод.

Формула изобретения

30 Устоойство для управления трехфазным преобразователем, выполненным в виде полумостового или несимметричного мостового выпрямителя с общими катодами силовых тиристоров, содержащее ограничительный резистор и релаксационный генератор на однопе- реходном транзисторе, положительный вывод питания которого соединен с катодами трех выпрямительных диодов.

4/ причем между положительным и отрицательным выводами питания релаксационного генератора включен ограничитель напряжения, отличающееся тем, что, с целью уменьшения

лк потребляемой мощности введены три дополнительных диода, три импульсных трансформатора, три конденсатора и управляемый ключ, вход которого связан с выходом, а первый вывод 35

ел с отрицательным выводом питания релаксационного генератора, второй вывод управляемого ключа соединен с катодами выпрямительных диодов, между анодами которых и первым выводом „

управляемого ключа включены соединенные последовательно с соответствующими конденсаторами первичные обмотки соответствующих импульсных трансформаторов, к анодам выпрямительных диодов подключены катоды соответствующих дополнительных диодое, аноды которых предназначены для подключения к анодам соответствующих тиристоров преобразователя, для подключения параллельно управляющим переходам которых предназначены вторичные обмотки импульсных трансформаторов, причем первый вывод ограничителя тока соединен с первым выводом управляемого ключа, а второй вывод предназначен для подключения к катодам тиристоров преобразователя.

Сущность изобретения: через диоды 11 - 13 осуществляется заряд конденсаторов 17 - 19 и конденсатора 3 релаксационного генератора 1, постоянная времени заряда которого определяет угол включения силовых тиристоров 22 - . После срабатывания релаксационного генератора происходит включение одного из силовых тиристоров и блокирование работы релаксационного генератора, повторный заряд конденсатора которого возможен только после перехода фазного напряжения через ноль, что обеспечивает симметрию управляющих импульсов. 2 ил.

0- &

В

0

А

VJ2 ll№

Г

: с, Г П П

,.

- i

Лл23п2 2

фие.1