УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ Советский патент 1968 года по МПК H02M7/12 H02M1/00 

Известные устройства для управления вентильными преобразователями содержат источник переменного напряжения, трансформатор питания, выпрямитель и импульсные трансформаторы. Они должны удовлетворять двум важным требованиям: обладать высоким быстродействием и обеспечивать симметричный режим работы преобразователя, т. е. фазовые сдвиги между управляющими импульсами Должны быть равными с большой точностью. Если второе требование в настоящее время удается выполнить, используя коммутирующие свойства вспомогательного выпрямителя и тем, что сдвиг всех импульсов осуществляется одним общим элементом, то быстродействие в ряде случаев, является недостаточным.

Особенность описываемого устройства для управления вентильными преобразователями заключается в том, что каждая из первичных обмоток импульсных трансформаторов подсоединена через конденсатор параллельно одному из вентилей выпрямителя, подключенного к источнику переменного напряжения через дроссели и трансформатор питания, т. е. для формирования импульсов управления используются передние фронты обратных напряжений на вентилях выпрямителя. Для расщирения диапазона сдвига фазы управляющих импульсов оно снабжено дополнительными

трансформаторами, вторичные обмотки которых включены последовательно с дросселями и нагруженным на транзистор вспомогательным выпрямителем, подключенным к указанному источнику переменного напряжения через первичные обмотки дополнительных трансформаторов.

На фиг. 1 показана принщшиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 - устройство с дополнительной группой трансформаторов.

Устройство для управления вентильными преобразователями содержит мостовой трехфазный выпрямитель /, включенный на активную нагрузку 2. В качестве основного источника питания выпрямителя / используются три однофазных трансформатора 3, 4, 5, соединенные звездой. В каждую из фаз звезды, образованной этими трансформаторами,

включены вторичные обмотки дополнительных трансформаторов 6, 7 8. Таким образом, результирующее напряжение, приложенное к выпрямителю 1, является суммой напряжений на вторичных обмотках трансформаторов 5, 4,

5 и 5, 7, 8.

Первичные обмотки трансформаторов 6, 7 и 8 включены в фазы вторичных обмоток трансформаторов 9, 10 и 11, соединенных звездой и питающих вспомогательный выпрямируемый транзистор 13, включенный по схеме с общим эмиттером. Трансформаторы 6, 7 к 8 включены таким образом, что вектор основной гармоники напряжения на вторичных обмотках этих трансформаторов отстает от вектора напряжения на соответствующих вторичных обмотках трансформаторов 5, 4 и 5 на 120°. Рассмотрим работу схемы. При открывании транзистора 13 изменяется величина тока нагрузки выпрямителя 12 и, следовательно, ток первичных обмоток трансформаторов 6, 7 и 8. Очевидно, что величина напряжения на вторичных обмотках этих трансформаторов также изменяется. Так как вектор основной гармоники напряжения повернут относительно вектора напряжения вторичных обмоток трансформаторов 3, 4 и 5, то введение управляющего сигнала влечет за собой изменение фазы напряжения, приложенного к выпрямителю 1, относительно питающего напряжения. При этом изменяются по фазе и моменты возникновения на вентилях выпрямителя / обратных напряжений, передние фронты которых используются для получения выходных импульсов, формируемых с помощью импульсных трансформаторов 14, 15, 16, 17, 18 и 19, первичные обмотки которых подключены через емкости 20, 21, 22, 23, 24 и 25 параллельно вентилям выгфямителя /. Фронты обратного напряжения при больших углах коммутации достаточно круты, примерно 10-20 мк.сек и имеют оптимум при угле коммутации 60°. Поэтому выпрямитель искусственно приводится к. этому режиму увеличением нагрузки 2 и дополнительными дросселями 26, 27 и 28.

Описанная схема управления вентильными преобразователями позволяет получить диапазон сдвига фазы импульсов практически без изменения амплитуды примерно 90-100°, вместо ожидаемых 60°. Дополнительный эффект сдвига возникает в связи с увеличением угла коммутации выпрямителя 12 по мере уменьщения сопротивления транзистора, что вызывает сдвиг в сторону отставания основной гармоники вторичного напряжения трансформаторов 6, 7 8.

Для расширения диапазона сдвига фазы до 150° в устройство вводится еще одна дополнительная группа трансформаторов 29, 30 и

31 и нагруженный на транзистор 32 выпрямитель 33, питающийся как и выпрямитель 12 от трансформаторов 9, 10 и 11.

Выпрямитель 55 и трансформаторы 29, 30 и 31 включены аналогично с соответствующим выпрямителем 12 и трансформаторами 6, 7 я 8 с той разницей, что фаза основной гармоники вторичного напряжения трансформаторов 29, 30 и 31 сдвинута на 240° в сторону опережения по отношению к напряжению трансформаторов 6, 7 и 8, т. е. опережает напряжение трансформаторов 3, 4, 5 примерно на 120°. Параллельно входам транзисторов включены диоды 34 и 55. Очевидно, что при

полярности управляющего сигнала t/ynp , обозначенной на фиг. 2 практически весь сигнал попадает на вход транзистора 13, так как диод 35 открыт. При этом транзистор 13 открывается, а транзистор 32 остается закрытым. Управляющий сигнал будет вызывать сдвиг выходных импульсов в сторону отставания. При изменении полярности управляющего сигнала выходные импульсы будут сдвигаться в сторону опережения.

п

Предмет изобретения

1. Устройство для управления вентильными преобразователями, содержащее источник переменного напряжения, трансформатор питаПИЯ, выпрямитель и импульсные трансформаторы, отличающееся тем, что, с целью получения достаточной крутизны и обеспечения симметрии управляющих импульсов, каждая из первичных обмоток импульсных трансформаторов соединена через конденсатор параллельно с одним из вентилей выпрямителя, подключенного к источнику переменного напряжения через дроссели и трансформатор питания.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона сдвига фазы управляющих импульсов, оно снабжено дополнительными трансформаторами, втор.ичные обмотки которых включены последовательно с дросселями и нагруженным на транзистор вспомогательным выпрямителем, подключенным к указанному источнику переменного напряжения через первичные обмотки дополнительных трансформаторов.