УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Советский патент 1971 года по МПК H02M5/42 H02M7/72 

Известно устройство автоматического регулирования тиристорного преобразователя, содержащее формирователь управляющих импульсов, орган измерения угла коммутации, полупроводниковый генератор пилообразного напряжения, блок управления им, снабженный датчиком напряжения питающей сети и транзисторным усилителем, источник опорного напряжения смещения и источник динамического напряжения сменгения. Однако указанное устройство не обеспечивает высокой устойчивости работы преобразователя в инверторном режиме при изменении нагрузки и поддержания минимального, постоянного но величине, угла погасания тиристоров. Предлагаемое устройство отличается тем, что источник динамического напряжения смещения снабжен полупроводниковым элементом, цепь управления которого подключена к выходу органа измерения утла коммутации, и подключенной параллельно полупроводниковому элементу цепочкой из диода и конденсатора, щунтированного регулируемым сопротивлением, расположенным во входной цепи формирователя управляющих импульсов, а транзисторный усилитель блока управления нолупроводниковым генератором пилообразного напряжения снабжен сопротивлением смещения, подключенным между коллектором и базой транзистора, к которой подключен выход датчика напряжения питающей сети. Это отличие позволяет повысить устойчивость работы преобразователя в инверторном режиме при изменении нагрузки и поддержать минимальный, постоянный по величине, угол погасания тиристоров. На чертеже представлена принципиальная схема устройства. Устройство автоматического регулирования тиристорного преобразователя содержит формирователь } управляющих импульсов (нульорган), орган 2 измерения угла коммутации, полупроводниковый генератор 3 пилообразного напряжения, блок 4 управления им, снабженный датчиком 5 напряжения питающей сети и транзисторным усилителем 6, источник 7онорного напряжения смещения и источник 8динамического напряжения смещения. Источник 8 динамического напряжения смещения снабжен полупроводниковым элементом (транзистором) 9, цепь управления которого подключена к выходу органа 2 измерения угла коммутации, и подключенной параллельно транзистору 9 цепочкой из диода 10 и конденсатора 11, щунтированного регулируемым сопротивлением (потенциометром) 12, расположенным во входной цепи формирователя 1 управляющих импульсов, а транзисторный усилитель 6 блока 4 управления полупроводниковым генератором 3 пилообразного напряжения снабжен сопротивлением 13, смещения, подключенным между коллектором и базой транзистора 14, к которой подключен выход датчика 5 напряжения питающей сети.

Устройство авторегулирования производит измерение угла коммутации тиристоров 15 и 16 инвертора и в зависимости от его величины регулирует момент открытия вентилей в соответствии с условием

,

где 6 const - угол погасания,

7 - угол коммутации, |3 - угол зажигания.

Для измерения угла коммутации у используются импульсы напрял ;ения, по длительпости равные углу коммутации, возникающие на обмотках 17 трансформатора тока, нагруженного на индуктивную KaTyuJKy 18 с малым активным сопротивлением.

При протекании по первичным обмоткам трансформаторов тока анодного тока i трапецеидальной формы на зажимах индуктивной катушки 18 возникают импульсы напряжения -- , являющиеся производной от dt

тока i (L - индуктивность катушки 18. Во время коммутации тока имеют место значиd 1

тельно большие величины - по сравнению

dt

с межкоммутационными периодами. Это особенно относится к режиму инвертирования.

В инверторном режиме на катушке 18 возникают четко выраженные импульсы напряжения, щирина которых строго соответствует углу перекрытия 7 тиристоров 15, 16. Однако в получаемых таким образом импульсах наdi

пряжения амплитуда зависит от - и меняется во время процесса коммутации, а также при изменении нагрузки 19 инвертора. Величина сигнала может достигать значений 50 200 в. Подавление начального пика напряжения и сигнала в схеме органа 2 измерения осуществляется сопротивлением 20 и конденсатором 2/. Мостом из диодов 22 импульсы преобразуются в однополярные. Амплитуда ограничивается с помощью одного кремниевого стабилитрона 23. Таким образом, на выходном сопротивлении 24 органа 2 получаются однополярные прямоугольные импульсы напряжения с постоянной амплитудой и длительностью, пропорциональной углу коммутации тиристоров 15, 16.

Разделительный трапсформатор 25 с заземленным экраном между первичной и вторичной обмоткой предназначен для обеспечения помехоустойчивости схемы. Сигнал от органа 2 поступает на транзистор 9. Исходное полол ение транзистора 9 - открытое. В момент прихода на базу транзистора 9 положительного импульса, равного по длительности углу коммутации, транзистор не пропускает. Через коллекторное сопротивление R и развязывающий диод 10 начинает заряжаться конденсатор //.

Таким образом, выбрав постоянную времени RCii KizC, получаем величину среднего значения напряжения на конденсаторе 11, пропорциональную величине угла коммутации Y.

Это напряжение, пропорциональное углу коммутации у, подается на вход формирователя /, работающего в режиме «обратной фазовой характеристики. С увеличением угла

коммутации у увеличивается напряжение на конденсаторе 1J, а следовательно, пропорционально возрастает угол опережения.

С целью получения «обратной фазовой характеристики (с ростом управляющего напряжения /упр. угол р растет, р отсчитывается от л; влево) на вход формирователя 1 подается стабилизированное опорное напряжение смещения, снимаемое с потенциометра 26.

Потенциометром 26 устанавливаетя заданный угол погасания б, а потенциометром J2 схема настраивается таким образом, чтобы соблюдались условия б р - Y: const во всем диапазоне изменения углов коммутации Y.

Формирование пилообразных импульсов с частотой 100 гц осуществляется на генераторе 3 пилообразного напряжения путем заряда конденсатора 27 через сопротивление 28 от

стабилизированного источника +80 в.

После того как напряжение на конденсаторе 27 достигнет величины напряжения управления, срабатывает нуль-орган и выдает импульс. В качестве нуль-органа используется

усилитель постоянного тока с релейной характеристикой и высокой термостабильностью.

Для того чтобы на фазовой характеристике формирователя / не сказывалось искажение

напряжения сети, вызванное работой соседних электровозов на линии в выпрямительном режиме, в блоке 4 управления генератором 3 применена синхронизация узла фазового управления в момент времени питающего

напряжения путем введения датчика 5. Усилитель 6 синхронизирующих импульсов срабатывает в момент перехода питающего напряжения через нуль в фазе л. Синхронизация усилителя 6 осуществляется от напряжекия датчика 5, содержащего трансформатор 29, выпрямительный мост 30 и стабилитрон 31.

На выходе усилителя 6 блока 4 генератором 3 формируются импульсы управления с

частотой 100 гц. Распределение импульсов в различные полупериоды напряжения сети осуществляется выходным усилителем, выполненным на одном тиристоре 32. Питание блока 4 управления генератором 3 осущестПредмет изобретения

Устройство автоматического регулирования тиристорного преобразователя, содержащее формирователь управляющих импульсов, орган измерения угла коммутации, полупроводниковый генератор пилообразного напряжения, блок управления им, снабженный датчиком напря/кения питающей сети и транзисторным усилителем, источник опорного напряжения смещения и источник динамического напряжения смещения, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости работы преобразователя в инверторном режиме при изменении нагрузки и поддержания минимального, постоянного по величине, угла погасапия тиристоров, источник динамического напряжения смещения снабжен полупроводннковым элементом, цепь управления которого подключена к выходу органа измерения угла

коммутации, и подключенной параллельно полупроводниковому элементу цепочкой из диода и конденсатора, щунтированного регулируемым сопротивлением, расположенным во входной цепи формирователя управляющих

импульсов, а транзисторный усилитель блока управления полупроводниковым генератором пилообразного напряжения снабжен сопротивлением смещения, подключенным между коллектором и базой транзистора, к которой подключен выход датчика напряжения питающей сети.

. ILa ) I ff Jjp- bLj r|l|j 0 ....-„.- -iI /-Jy-l.:...E:.::.:. л С PC j