Реверсивный релейный тиристорный усилитель с искусственной коммутацией Советский патент 1974 года по МПК H02P13/16 H02P5/06 

1

Изобретение может быть использовано в электротехнических установках, в частности, для питания быстродействующих реверсивных приводов постоянного тока мощностью до нескольких киловатт с треугольной тахограммой, для реверса тока в гальванических ваннах, в обмотках возбуждения генераторов и двигателей и в других электрических нагрузках постоянного тока.

Известен реверсивный релейный тиристорный усилитель с искусственной коммутацией в виде моста из двух силовых и двух вспомогательных тиристоров, питающегося от двух последовательно согласно включенных нерегулируемых источников постоянного тока. Нагрузку включают между общей точкой силовых тиристоров и общей точкой источников. Коммутацию тока в нагрузке осуществляется с помощью общей или индивидуальных коммутирующих LC-цепей.

Однако известные устройства характеризуются тем, что для искусственной коммутации силовых тиристоров применяются индивидуальные на каждое направление тока коммутирующие /,С-цепи с зарядом конденсаторов только для напряжения нагрузки либо общая коммутирующая цепь с подзарядом конденсатора от отдельного реверсивного источника.

Наличие индивидуальных коммутирующих цепей или отдельных источников подзаряда

конденсатора усложняет устройство, снижает динамические качества усилителя из-за малой мощности источников подзаряда. Кроме того, если напряжение на коммутирующем конденсаторе не превосходит напряжения нагрузки, что имеет место при отсутствии источников подзаряда, габариты коммутирующих элементов увеличиваются.

Цель изобретения - упростить усилитель и

повысить его быстродействие.

Это достигается тем, что к общей точке анодов силового и вспомогательного тиристоров одного плеча подключен эмиттер р-п-р транзистора, базовый и коллекторный электроды которого присоединены соответственно к катодам силового и вспомогательного тиристоров этого плеча. К общей точке катодов силового и вспомогательного тиристоров другого плеча подключен эмиттер п-

Р-п транзистора, базовый и коллекторный электроды которого присоединены соответственно к анодам силового и вспомогательного тиристоров этого плеча.

На чертеже изображена схема усилителя.

Усилитель содержит источник питания 1, состоящий из двух трехфазных нулевых согласно включенных неуправляемых выпрямителей и обеспечивающий питание нагрузки 2

постоянным током через силовой тиристор 3

или 4 в зависимости от нулевого направления тока.

Выключение силовых тиристоров осуществляется контуром искусственной коммутации, содержащим вспомогательные тиристоры 5 и 6, образующие с силовыми тиристорами мост; обратные диоды 7 и 8 коммутирующий конденсатор 9, катушку индуктивности 10; транзисторы 11 и 12 для иодзаряда коммутирующего конденсатора 9; защитные стабилитроны 13 и 14, балластные резисторы 15 и 16, обеспечивающие включенное состояние силовых тиристоров при прерывистом токе нагрузки; и токоограничивающие резисторы 17 и 18 в коллекторных цепях транзисторов 11 и 12.

Базовый ток транзисторов ограничен резисторами 19 н 20, а защита переходов база - коллектор от обратных напряжений обеснечена диодами 21 и 22.

Включение, выключение и реверс тока в нагрузке 2 осуществляется подачей отпирающих импульсов на соответствующие силовые и вспомогательные тиристоры от вторичных обмоток а, б, в импульсных трансформаторов 23 и 24, первичные обмотки которых подключены к выходу трехпозиционного полупроводникового реле. На вход реле подается задающее напряжение, определяющее необходимую полярность тока в нагрузке.

При отсутствии напряжения на входе реле его выходное напряжение также равно нулю и ток по первичным обмоткам импульсных трансформаторов не протекает. Силовые и вспомогательные тиристоры усилителя заперты, ток в нагрузке равен нулю.

Подача на вход реле напряжения определенной полярности приводит к включению, например, левого плеча реле и протеканию тока по первичной обмотке импульсного трансформатора 23. Во вторичных обмотках этого трансформатора индуктируется имиульс напряжения, длительность которого обусловлена временем насыщения трансформатора, но больше, чем время включения тиристоров.

На чертеже точками обозначены начала обмоток импульсных трансформаторов. Отсюда очевидно, что наводимый во вторичных обмотках трансформатора 23 импульс отопрет тиристоры 3 и 6. При этом к нагрузке 2 будет приложено напряжение одного нулевого трехфазного выпрямителя, а конденсатор 9 зарядится под действием суммарного напряжения обоих выпрямителей, т. е. нод действием линейного выпрямленного напряжения.

После снада тока заряда конденсатора 9 тиристор 6 запирается. Напряжение на балластном резисторе 15 при отпертом тиристоре 3 равно нулю, поэтому транзистор 11 заперт. Напряжение на балластном резисторе 16 равно линейному и нлюсом приложено к базе п-р-п транзистора 12, следовательно этот транзистор отперт и не позволяет разрядиться конденсатору 9 до напряжения меньше линейного.

При уменьшении входного нанряжения до нуля трехнозиционное реле выключается, ток 5 в первичной обмотке трансформатора 23 исчезает н в его вторичных оОмотках наводится напряжение обратной полярности, что приводит к отпиранию тиристора 5 под действием импульса напрялсения вторичной обмотки 6.

0 К онденсатор 9 разряжается через обратный диод 7 и вспомогательный тиристор 5, вызывая выключение силового тиристора 3.

При отсутствии в схеме транзистора 12 конденсатор к моменту коммутации мог бы разрядиться токами утечки через запертые тиристоры и другие элементы схемы до напряжения источника питания, т. е. до ноловины линейного нанряжения. В этом случае коммутирующая способность LC-контура снизилась

0 бы примерно вдвое, что потребовало бы соответствующего увеличения габаритов коммутирующего LC-контура либо его подзаряда от автономного источника. При смене полярности входного сигнала

5 схема работает аналогично. Включается правая половина трехпозидионного реле, импульсом, наведенным во вторичных обмотках трансформатора 24, отпирается силовой тиристор 4 и вспомогательный тиристор 5, подключается к источнику питания нагрузка 2, через отпертые тиристоры 4 и 5 заряжается конденсатор 9. К концу заряда конденсатора выключается тиристор 5, а поддержание напряжения на заряженном конденсаторе на уровне

5 линейного напряжения обеспечивается коллекторным током отпертого транзистора 11. При выключении реле обратным нмнульсом трансформатора 24 от обмотки в отпирается тнристор 6 и током разряда конденсатора че0 рез обратный диод 8 запирается тиристор 4.

Предмет изобретения

Реверсивный релейный тиристорный усилитель с искусственной коммутацией, содержащий мост из двух силовых и двух вспомогательных тиристоров, подключаемый к двум включенным последовательно согласно нерегулируемым источникам постоянного тока, и коммутирующих LC-контур, отличающнй0 с я тем, что, с целью упрощения и повышения быстродействия, к общей точке анодов силового и вспомогательного тиристоров одного плеча подключен эмиттер р-п-р транзистора, базовый и коллекторный электроды которого присоединены соответственно к катодам силового и вспомогательного тиристоров этого плеча, а к общей точке катодов силового и вспомогательного тиристоров другого плеча подключен эмиттер п-р-п транзистора, базовый и коллекторный электроды которого присоединены, соответственно, к анодам силового и вспомогательного тиристоров этого плеча.

Пr

Taok. 4.-J-j JovJ

24-v l