Устройство для формирования импульсов управления Советский патент 1975 года по МПК H02M1/08 

Известны устройства для формирования имнульсов управления, содержащие две идентичные ячейки, питающий трансформатор, два тиристора и коммутирующий конденсатор. Каждая из ячеек выполнена в виде последовательной цепочки из зарядного диода, накопительного конденсатора и первичной обмотки выходного трансформатора и подключена к отдельной вторичной обмотке питающего трансформатора. Тиристоры своими анодами подключены к катодам зарядных диодов. Катоды тиристоров соединены между собой через коммутирующий конденсатор. Кроме того, катод каждого тиристора подключен к точке соединения вторичной обмотки питающего трансформатора и первичной обмотки выходного трансформатора той ячейки, к которой подключен своим анодом другой тиристор.

На вторичных обмотках выходных трансформаторов получают импульсы напряжения экспоненциальной формы со сдвигом по фазе на 180 эл. град.

В известном устройстве к выходному трансформатору каждой ячейки прикладываются однополярные импульсы напряжения, формируемые этой ячейкой. Магнитопровод выходных трансформаторов работает без размагничивания и плохо используется. Это приводит к увеличению числа витков, сечения магнитопровода и соответственно габаритных размеров выходных трансформаторов.

Предлагаемое устройство отличается от известного тем, что с -целью упрощения и повышения к. п. д. в нем первичная обмотка выходного трансформатора включена между катодом одного из тиристоров и общим коммутирующим конденсатором.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит питающий трансформатор 1 с первичной обмоткой 2, вторичными обмотками 3 и 4, зарядные диоды 5 и 6, накопительные конденсаторы 7 и 8, тиристоры 9 и 10, выходной трансформатор 11 с первичной обмоткой 12 и вторичными обмотками 13 и 14, диоды 15 и 16, коммутирующий конденсатор 17.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: f/2 - напряжение первичной обмотки 2 питающего трансформатора 1;

UT, f/s - напряжения на накопительных конденсаторах 7 и 8;

Un - напряжение на коммутирующем конденсаторе 17;

- напряжение на первичной .обмотке 12 выходного трансформатора 11;

Uib, 16 - напряжение на нагрузке, подключенной к вторичным обмоткам 13 и 14 выходного трансформатора И.

С момента времени ti, который соответствует началу проводящего полупериода напряжения первичной обмотки 2 трансформатора 1 для зарядного диода 6, устройство работает следующим образом.

Если конденсаторы 7, 8 и 17 имеют одинаковую емкость, то в момент времени /2 начинает заряжаться накопительный конденсатор 8 по цепи: вторичная обмотка 4 - зарядный диод 6 - накопительный конденсатор 8 - вторичная обмотка 4 трансформатора 1. Накопительный конденсатор 8 заряжается в течение этого полупериода от напряжения, равного 1/4 амплитуды напряжения UH формируемых импульсов управления, до амплитудного значения синусоидального напряжения вторичной обмотки 4 питающего трансформатора 1, равного 3/4 (7и.

В этот же полупериод в момент времени ts, соответствующий углу регулирования фазы управляющих импульсов а, открывается тиристор 9, и начивается разряд заряженного в предыдущий полупериод до напряжения 3/4 L/и накопительного конденсатора 7 по цепи: накопительный конденсатор 7 - тиристор 9 - первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11 - предварительно заряженный до напряжения 1/4 i/H коммутирующий конденсатор 17. Разряд накопительного конденсатора 7 продолжается до тех пор, пока напряжение между ним и коммутирующим конденсатором 17 не перераспределится согласно их емкостям. В рассматриваемом случае после окончания разряда накопительного конденсатора 7 напряжение на конденсаторах 7 и 17 равно 1/4 i/и.

За счет энергии, накопленной конденсаторами 7 и 17, на первичной обмотке 13 выходного трансформатора И формируется импульс напряжения экспоненциальной формы, который имеет полярность, обратную полярности предыдущего импульса на этой же обмотке.

Сформированный в рассматриваемый полупериод импульс напряжения размагничивает выходной трансформатор И.

Следующий полупериод питающего напряжения начинается в момент времени it и является проводящим для зарядного диода 5. В этот полупериод в момент времени 4 начинает заряжаться накопительный конденсатор 7 по цепи: вторичная обмотка 3 питающего трансформатора 1-зарядный диод 5 - вторичная обмотка 3. Накопительный конденсатор 7 заряжается в течение этого полупериода от напряжения, равного 1/4 t/и, до ампли тудного значения изменяющегося по синусоидальному закону напряжения вторичной обмотки 3 питающего трансформатора I, равного 3/4 f/и.

В этот же полупериод в момент времени tg, соответствующий углу регулирования фазы управляющих импульсов а, открывается тиристор 10, и начинается разряд заряженного в предыдущий полупериод до напряжения 3/4 t/и, накопительного конденсатора 8 по цепи: накопительный конденсатор 8 - тиристор

10 - предварительно заряженный до напряжений 1/4 /7и в предыдущий полупериод коммутирующий конденсатор 17 - первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11.

В результате формируется импульс напряжения 6и, и размагничивается выходной трансформатор 11 за счет энергии, запасенной накопительным конденсатором 8 и коммутирующим конденсатором 17. Далее процесс повторяется.

При поочередном отпирании тиристоров 9 и 10 происходит разряд накопительных конденсаторов 7 и 8 и перезаряд коммутирующего конденсатора 17. При этом к первичной обмотке 12 выходного трансформатора 11 прикладываются разнополярные импульсы напряжения, которые перемагничивают магнитопровод трансформатора. Импульсы одной полярности передаются в нагрузку, подключенную через диод 15 к вторичной обмотке 13

выходного трансформатора 11. Импульсы другой полярности поступают в нагрузку, которая подключена через диод 16 к вторичной обмотке 14 выходного трансформатора 11. Таким образом, предлагаемое устройство

позволяет получать импульсы напряжения, следующие с частотой питающего напряжения и имеющие сдвиг по фазе на 180 эл. град.

Предлагаемое устройство для формирования импульсов управления может быть применено для оптирания тиристоров силовых йреобразовательных установок.

Предмет изобретения

Устройство для формирования импульсов управления, содержащее две идентичные ячейки, каждая из которых выполнена в виде последовательной цепочки из зарядного диода и

накопительного конденсатора, подключенного к одной из вторичных обмоток питающего трансформатора и к соответствующему тиристору, анод которого подключен к катоду зарядного диода, а катод связан через общий

для обеих ячеек коммутирующий конденсатор с точкой соединения вторичной обмотки питающего трансформатора и накопительного конденсатора ячейки, и выходной импульсный трансформатор, отличающееся тем, что,

с целью упрощения и повыщения к. п. д., первичная обмотка выходного трансформатора включена между катодом одного из тиристоров и общим коммутирующим конденсатором.

%Uu

1

%и.

Uo

п о

Uii

mvv

,

/ 1l4Uu

Г/чи-и /

Ifu

i

с.a

tjt t iiftgts

Фиг.г