Фазосдвигающее устройство Советский патент 1993 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к электронике и может быть использовано в качестве задат- чика фазового угла в системе управления двухфазного и трехфазного тиристорными преобразователями.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при использовании в составе трехфазных и однофазных преобразователей с питанием от линейных напряжений.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы ее сигналов, а на фиг. 3 - .векторные диаграммы этих сигналов.

Предлагаемое фазосдвигающее устройство соединено или с однофазным тири- сторным мостом (тиристоры 1-4) или с трехфазным (тиристоры 1-6), тиристорным мостом, к выходу которого подключен электродвигатель 7. Оно может быть соединено так же и с однофазным или трехфазным ти- ристорно-диодным мостом. Трехфазный ти- ристорный преобразователь содержит три одинаковых фазосдвигающих устройства 8,

9 и 10. Фазосдвигающие устройства 8, 9 и

10 соответственно через устройства запуска тиристоров 11, f2 и 13 подключены к управляющим электродам тиристоров 1-6 силового тиристсрного моста. Фазосдвигающее устройство 8 и устройство запуска тиристоров 11 подключено к однофазному тири- сторному мосту (тиристоры 1-4), подключенному к фазам А и С. Аналогично устройства 9 и 12 соединены с управляющими входами второго однофазного тиристорного моста (тиристоры 3-6), подключенного к фазам В и С. Точно так же устройства 10 и 13 подключены к входам третьего однофазного

00

о

и

о

U-k

тиристорного моста (тиристоры 5, 6, 1, 2), соединенного с фазами В и А. Фазосдвига- ющее устройство 8, включает в себя RC- цепь, включающую резистор 14 и конденсатор 15. Последовательно .с резистором 14 включен дополнительный конденсатор 16. Первый вывод конденсатора 15 подключен к общему проводу схемы с которым так же соединены эмиттер первого транзистора 17 первой проводимости и эмиттер второго транзистора 18.второй проводимости. Между базой и эмиттером транзисторов 17 и 18 включены соответственно резисторы 19 и 20. Второй вывод конденсатора 15 через диод 20 соединен с базой первого транзистора 17 и через диод 21 - с эмиттером третьего транзистора 22 первой проводимости, коллектор которого подклк чён к базе второго транзистора 18. Между базой и эмиттером транзистора 22 включен резистор 23. Вход цепи из резистора 14 и дополнительного конденсатора 16 подключен к фазе, опережающей на 120° вторую фазу, подключенную к силовому тиристор- ному мосту, управляемому данным фазосд- .витающим устройством. В частности резистор 14 и конденсатор 16 подключается к фазе А потому, что выход фазосдвигающе- го устройства 8 через соответствующее устройство запуска тиристоров 11, подключенным к силовому мосту (тиристоры 1-4), вход которых подключен к фазам А и С, из которых как известно, фаза А опережает на 120° фазу С.

Фазосдвигающее устройство 8 работает следующим образом.

Напряжение на конденсаторе 15 может изменяться лишь в диапазоне напряжений от нуля до напряжения управления, которое для данной схемы бывает только положительной полярности и может изменяться от нуля до 10-15 В. При стремлении напряжения на конденсаторе 15 стать отрицательным через диод 20 отпирается базовый переход первого транзистора 17. При стремлении этого напряжения превысить напряжение управления открывается третий транзистор 22, а через него и второй транзистор 18..

Для правильной работы схемы необходимо обеспечить сдвиг фазы тока через резистор 14 и конденсатор 16 относительно фазы А в сторону опережения примерно на 30° (см. фиг. 2).

В конце отрицательной полуволны тока через резистор 14 (фиг. 2,в) напряжение на конденсаторе 15 равно нулю. При нарастании положительной полуволны этого тока положительное напряжение на конденсаторе 15 растет, и при достижении им напряжения управления отпираются транзисторы 22 и 18 (фиг. 2). При этом устройство запуска тиристоров 11 выдает сигнал для запуска силовых транзисторов 1 и 4. Напряжение на

конденсаторе 15 сохраняется равным напряжению управления до изменения полярности тока через резистор 14. Когда полярность этого тока становится отрица- тельной, напряжение на конденсаторе

уменьшается и при его достижении нуля транзистор 17 через диод 20 отпирается, а устройство включения тиристоров 11 подает сигнал для включения тиристоров 3 и 2. Диоды 20 и 21 служат для снятия обратных

напряжений с транзисторов 17 и 22.

Фазы отпирания транзисторов 17 и 18 зависят от величины управляющего напряжения - чем меньше напряжение управления, тем меньше время задержки отпирания

транзисторов 17 и 18 и тем больше выходное напряжение тиристорного преобразователя,

Поскольку, как следует из изложенного, ток через резистор 14 должен опережать на

30 напряжение фазы, а напряжение на конденсаторе 16 отстает на 90° от напряжения на резисторе 14 (ем. фиг. 3); то из векторного треугольника, зная,что

Ri4 Xcie

можно будет найти отношение величины сопротивления резистора 4 к емкостному ср- противлению конденсатора 16

.

й

Фазосдвигающие устройства 9 и 10 имеют такую же схему как и устройство 8. Их входы соответственно подключены к фазам В и С, а их выходы через устройства включения тиристоров 12 и 13 подключены к соответствующим тиристорам трехфазного шестиимпульсного силового тиристорного моста.

Использование предлагаемого фазосд- вигающегоустройства в однофазных и трехфазных тиристорных преобразователях позволяет приобрести этому устройству те же положительные качества какие имеет Фазосдвигающее устройство однофазного тиристорного преобразователя, выполненного по а..с. № 1487135. Ими являются линейность выходного напряжения от входного, отсутствие необходимости настройки равенства углов включен /-/ силовых тиристоров, а также его простота.

Формула изобретения

Фазосдвигающее устройство, содержащее резистор и основной конденсатор, первый вывод которого предназначен для подключения к нейтрали трехфазной сети и соединен с эмиттером первого транзистора первой проводимости и эмиттером второго транзистора второй проводимости, коллектор которого предназначен для подключения к входу блока запуска одной группы тиристоров тиристорного преобразователя, для подключения к входу блока запуска второй группы тиристоров которого предназначен коллектор первого транзистора, база которого соединена с коллектором третьего транзистора второй проводимости, база которого предназначена для подключения к источнику управляющего напряжения, а эмиттер соединен с базой второго транзистора, отличающееся тем, что, с целью

расширения функциональных возможностей при использовании в составе мостовых трехфазных и однофазных преобразователей с питанием от линейных напряжений, введен дополнительный конденсатор, причем второй вывод основного конденсатора через последовательно соединенные резистор и дополнительный конденсатор предназначен для подключения к фазе трехфазной сети, обеспечивающей совпадение фазового угла тока через резистор и фазового угла соответствующего линейного напряжения.

Сущность изобретения: устройство содержит RC-цепь 14, 15, подключенную к источнику переменного опорного напряжения, источник управляющего напряжения, первый и второй транзисторы 17 и 18 соответственно первой и второй проводимости, у которых эмиттеры соединены с общим проводом схемы и с выводом конденсатора RC-цепи, общая точка резистора и конденсатора RC-цепи соединена с базой первого транзистора и с эмиттером третьего транзистора первой проводимости 22, у которого база подключена к источнику управляющего напряжения, а коллектор - к базе второго транзистора. Последовательно с резистором RC-цепи дополнительно включен конденсатор 16, а указанная цепочка из резистора и дополнительного конденсатора подключена к той из фаз питающего напряжения, которая опережает на 120° вторую фазу, подключенную к силовому тиристор- ному мосту, управляемому данным фазосд- вигающим устройством. 3 ил.