ТИРИСТОРНЬШ РЕГУЛЯТОР ПОСТОЯННОГО НАПРЯЖЕНИЯ С ЗАЩИТОЙ ОТ СРЫВОВ КОММУТАЦИИ Советский патент 1974 года по МПК H02H7/10 H02M3/135 H02M7/515 

1

Изобретение относится к тиристорным импульсным регуляторам постоянного напряжения и решает задачу их защиты от случайных срывов коммутации из-за различного рода помех и кратковременных перегрузок.

Известны тиристорные регуляторы постоянцого напряжения с защитой от срывов коммутации, содержащие основной тиристор регулятора, его коммутирующий конденсатор, подключенный через вспомогательный тиристор параллельно основному тиристору, коммутирующий конденсатор защиты, подключенный к клеммам маломощного источника предварительного заряда и через отключающий тиристор защиты - параллельно основному тиристору регулятора, ждущий блокинг-генератор, подключенный ко входу отключающего тиристора защиты, датчик коммутационных импульсов в цепи нагрузки регулятора, подключенный через формирующую схему ко вхоgy логической схемы совпадения, к другому входу которой подключена цепь управления вспомогательного тиристора регулятора.

В предлагаемом устройстве выход схемы совпадения подключен к одному из раздельных входов триггера, к его другому входу подключена цепь управления основного тиристора регулятора, выход триггера подключен ко входу второй схемы совпадения, другой вход которой через элемент задержки связан с цепью управления вспомогательного тиристора регулятора, а выход - со входом блокинг-генератора. Это обеспечивает оперативное выявление и устранение срыва коммутации до нарастания тока в силовой цепи регулятора.

Кроме того, в предлагаемом устройстве между выходом второй cxciMbi совпадения и входом блокинг-генератора включен ждущий мультивибратор, что, в свою очередь, позволяет предотвратить повторное срабатывание защиты в интервале ее времени восстановления.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из регулятора 1 постоянного напряжепия, исполнптельпого узла 2 защиты и узла 3 выявления срывов.

В состав регулятора 1 входят основной тиристор 4, коммутирующий конденсатор 5,

вспомогательный тиристор 6, коммутирующий трансформатор 7, схема 8 управления и диод 9. К выходу регулятора подключена нагрузка 10.

Исполнительный узел 2 защиты содержит

коммутирующий конденсатор 11, источник 12 для его заряда и отключающий тиристор 13. Узел 3 выявления срывов состоит из формирующей схемы 14, ко входу которой подключены датчики 15 и 16 импульсов коммутации,

схемы 17 совпадения, триггера 18, схемы 19

совпадения, элемента 20 задержки, ждущего мультивибратора 21 и ждущего блокинг-генератора 22.

Устройство работает следующим образом.

Регулирование среднего тока, протекающего через нагрузку, осуществляется изменением скважности включенного состояния тиристора 4. При нормальной работе регулятора от схемы S управления на тиристоры 4 и б поочередно поступают управляющие импульсы. При включении тиристора 4 нагрузка 10 соединяется с источником питания, а конденсатор 5, заряженный в предыдущем цикле работы с полярностью, обозначенной на схеме, перезаряжается с помощью коммутирующего трансформатора 7 через диод 9, приобретая заряд противоположной полярности.

При включении тиристора 6 напряжение конденсатора 5 прикладывается к основному тиристору 4 в запирающей полярности, тиристор 4 закрывается, а конденсатор 5 через тиристор b и нагрузку вновь заряжается до напряжения источника с полярностью, указанной на схеме, возвращаясь в исходное состояние. Для включения тиристора 4 время существования запирающего напряжения на нем должно превысить время его выключения. При невыполнении этого условия основной тиристор 4 не выключается, конденсатор 5 оказывается разряженным, из-за чего дальнейшая работа регулятора становится невозможной: через нагрузку идет неуправляемый ток, величина которого в установившемся режиме может достигнуть опасного предела,-происходит срыв коммутации.

На практике нередко наблюдаются нарушения коммутации импульсных регуляторов на тиристорах из-за сбоев в схеме 8 управления, обусловленных различного рода помехами, и кратковременных перегрузок, возникающих при включении регулятора или сильных возмущениях системы авторегулировапия, причем срывы коммутации носят случайный характер и не искореняются тщательным подбором параметров элементов, рациональной компоновкой, экранированием и введением фильтрующих развязок.

В исполнительном узле 2 защиты конденсатор 11 постоянно подзаряжается от маломощного статического преобразователя 12 постоянного напряжения с полярностью, указанной на схеме. В момент возникновения срыва коммутации регулятора узел 3 выявления срывов коммутации выдает поджигающий импульс на отключающий тиристор 13 защиты, и напряжение конденсатора 11 оказывается приложенным к открытому тиристору 4 в запирающей полярности. Тиристор 4 запирается, срыв коммутации оказывается ликвидированным и регулятор оказывается готовым к следующему циклу коммутации. Поступление очередного поджигающего импульса на основной тиристор 4 открывает его, конденсатор 5 заряжается до напряжения обратной полярности. Дальше регулятор работает самостоятельно.

Узел 3 работает следующим образом. При нормальной работе регулятора на входы формирователя 14 поступают импульсы, соответствующие перепадам напряжения и тока в цепи нагрузки, возникающим в моменты коммутации тиристоров регулятора. При включении вспомогательного тиристора 6 конденсатор 5 перезаряжается через нагрузку и в ее цепи возникает импульс треугольной формы, длительность и амплитуда которого зависит от длительности перезаряда конденсатора 5. При успешной коммутации, когда конденсатор 5 полностью перезаряжается через тиристор 6, амплитуда импульсов на входе

формирующей схемы 14 больше, чем в случае срыва коммутации, когда включение тиристора 4 прекращает перезаряд конденсатора 5. Порог срабатывания схемы 14 выбирается таким, чтобы на ее выходе формировались импульсы только в случае успешной коммутации тиристора 4.

Последовательность импульсов с выхода формирователя 14, содержащая полезные импульсы и помехи, подается на вход схемы 17

совпадения, на второй вход которой поступают импульсы управления тиристора 6. При совпадении во времени импульса управления с импульсом на выходе формирователя 14, что свидетельствует об успешной коммутации

в очередном цикле работы регулятора, триггер 18 устанавливается в таком состоянии, при котором на входе схемы 19 совпадения имеется логический «О. Па левый вход триггера 18 в начале каждого цикла работы

регулятора 1 подаются импульсы управления тиристора 4, устанавливая триггер в состояние «1, а очередным импульсом с выхода схемы 17 эта «1 списывается. Выход триггера 18 связан со схемой 19 совпадения, на второй вход которой подаются задержанные с помощью элемента 20 задержки на время, несколько превышающее суммарное время срабатывания триггера и запирания тиристора 4, импульсы поджига тиристора 6.

При нормальной работе регулятора 1 импульсы с элемента 20 задержки не могут пройти через схему 19 совпадения, так как триггер к моменту их прихода успевает опрокинуться в состояние «О.

При срыве коммутации в тот момент, когда должен закрыться тиристор 4, очередной импульс со схемы 17 не поступает, триггер остается в состоянии «1. В результате импульс с элемента 10 задержки проходит через

схему 19 совпадения и может быть использован для запуска отключающегося тиристора 13, ликвидирующего срыв, через ждущий блокинг-генератор 22. Обычно срывы имеют одиночный характер,

и описанная структура удовлетворительно справляется с их- ликвидацией, но в том случае, когда срывы могут следовать подряд, конденсатор 11 не успеет перезарядиться вторично, причем последующее периодическое поступление управляющих импульсов на тиристор 13 с тактовой частотой не позволит полностью восстановиться заряду на конденсаторе 11. Поэтому в схему введен ждущий мультивибратор 21, осуществляющий задержку в поступлении следующего импульса на включение тиристора 13 на время, необходимое для полного заряда отключающего конденсатора 11 от преобразователя 12.

Использование двух сигналов (по напряжению и по току), подаваемых на вход формирующей схемы 14, обеспечивает более четкую работу устройства, хотя возможна его работа и с каким-нибудь одним из них.

Предмет изобретения

1. Тиристорный регулятор постоянного напряжения с защитой от срывов коммутации, содержащий основной тиристор регулятора, его коммутирующий конденсатор, подключенный через вспомогательный тиристор параллельно осповному тиристору, коммутирующий конденсатор защиты, подключенный к клеммам маломощного источника предварительного заряда и через отключающий тиристор защиты - параллельно основному тиристору

регулятора, ждущий блокинг-генератор, подключенный ко входу отключающего тиристора защиты, датчик коммутационных импульсов в цепи пагрузки регулятора, подключенный через формирующую схему ко входу логической схемы совпадения, к другому входу которой подключена цепь управления вспомогательного тиристора регулятора, отличающийся тем, что, с целью оперативного выявления и устранения срыва коммутации до нарастания тока в силовой цепи регулятора, выход схемы совпадения подключен к одному из раздельных входов триггера, к его другому входу подключена цепь управления основного тиристора регулятора, выход триггера подключен ко входу второй схемы совпадения, другой вход которой через элемент задержки связан с цепью управления вспомогательного тиристора регулятора, а выход -

со входом блокинг-генератора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью предотвращения повторного срабатывания запщты в интервале ее времени восстановления, в нем между выходом второй

схемы совпадения и входом блокинг-генератора включен ждущий мультивибратор.