1
Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к устройствам импульсно-фазового управления многофазными вентильными преобразователями.
Известны устройства нмпульсно-фазового управления, выполненные по одноканальному асинхронному принципу, содержащие блок генерации и фазового смещения управляющих импульсов, распределитель и узлы ограничения, вырабатывающие синхронные с сетевым напрялсением импульсы, фаза которых соответствует границам допустимого диапазона смещения управляющих импульсов 1. Распределитель импульсов этих устройств представляет собой сложную логическую схему, содержащую большое количество элементов.
Известны также устройства управления, не содержащие распределителя, его функцию выполняет напряжение сети. Такие устройства применяют лишь для нулевых схем преобразователей. Колебания угла регулирования изза нестабильности сети и неточности настройки генератора в этом устройстве компенсируются сигналом обратной связи, подаваемым на управляющий вход блока генерации и фазового смещения, что требует его тщательной фильтрации. Это требует установки фильтров в цепи обратной связи и приводит к снижению быстродействия устройства управления 2.
Известны также асинхронные устройства управления, сигнал обратной связи в которых вводится непосредственно в релаксационный генератор.
Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок питания, блок генерации и фазового смешения управляющих импульсов и кольцевой коммутатор,
выполненный на вспомогательных тиристорах 3. Блок генерации и фазового смещения выполнен по «вертикальному принципу и содержит релаксационный генератор, формирователь импульсов и транзисторный ключ. Импульсы, вырабатываемые упомянутым блоком, поступают через разделительные диоды на вход кольцевого коммутатора, выполняющего функции распределения. Каждый канал кольцевого коммутатора содержит вспомогательный тиристор и коммутирующий конденсатор. При управлении встречно-параллельно включенными тиристорами число каналов вдвое больше числа фаз питающей сети.
В рабочем состоянии заряд конденсатора релаксационного генератора осуществляется суммарным током стабилизированного блока питания и обратной связи. При этом на силовые тиристоры преобразователя импульсы подаются с частотой питающей сети.
Такое устройство имеет сложную конструкцию и трудный запуск кольцевого коммутатора.
Кроме того, возможен выход фазы управляющих импульсов за допустимые (по условиям коммутации тиристоров) пределы.. При этом очередной тиристор не вступает в работу, и далее нормальный процесс полностью нарушается.
Цель изобретения - повышение надежности запуска кольцевого коммутатора, упрошение устройства, а также исключение перехода фазы управляюш,их импульсов как за верхний, так и за нижний пределы.
Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве кольцевой коммутатор дополнительно снабжен ./ С-цепочкой, включенной через диод между блоком питания и управляюшим электродом одного из вспомогательных тиристоров. В момент подачи напряжения ток заряда конденсатора принудительно включает вспомогательный тиристор, давая разрешение на подачу импульсов на силовые тиристоры одной фазы преобразователя.
Исключение нерехода фазы импульсов за верхний допустимый предел достигается тем, что блок генерации и фазового смешения управляющих импульсов дополнительно снабжен стабилитроном, подключенным параллельно его входу. Этим фиксируется максимальное по модулю значение управляющего напряжения.
Исключение перехода фазы управляющих импульсов за нижний допустимый предел достигается тем, что устройство дополнительно снабжено двумя резисторами и вспомогательным выпрямителем, составляющими три плеча моста постоянного тока, четвертым плечом которого является блок питания, а диагональ моста через разделительный диод подключена к входу упомянутого блока генерации и фазового смещения. Этим фиксируется минимальное по модулю значение управляющего напряжения, причем точка фиксации определяется выходным напрял ением преобразователя.
Иа чертеже представлена блок-схема тиристорного преобразователя с разверткой схем блока генерации и фазового смещения управляющих импульсов, кольцевого коммутатора и ограничителей.
Нагрузка 1 подключена к т-фазному вентильному преобразователю 2. Выход преобразователя 2 через вспомогательный выпрямитель 3 и сопротивление 4 подключен к блоку 5 генерации и фазового смещения.
Блок генерации и фазового смещения содерй ит релаксационный генератор, состоящий из времязадающего конденсатора 6, подключенного через сопротивление 7 к блоку питания 8, и блокинг-генератор, включающий в себя импульсный трансформатор с четырьмя обмотками 9-12.
Обмотка 9 подключена к базе транзистора 13, обмотка 10 включена в его коллекторную
цепь, обмотка 11-к базе транзистора 14, выходная обмотка 12 соединена с входом кольцевого коммутатора 15.
Кольцевой коммутатор 15 содержит т ка-. налов по числу фаз преобразователя. Каждый канал 16 состоит из вспомогательного тиристора 17, коммутирующего конденсатора 18, подключенного между анодными цепями вспомогательных тиристоров 17 соседних каналов.
Цепь управления каждого вспомогательного тиристора 17 соединена через конденсатор 19, диод 20 и конденсатор 21 с выходной обмоткой 12. Общая точка диодов 22, 23 подключена к катоду вспомогательного тиристора 17.
Кольцевой коммутатор 15 дополнительно снабжен / С-цепочкой, состоящей из конденсатора 24 и сопротивления 25, подключенной через диод 26 мзжду блоком питания 8 и управляющей цепью одного из вспомогательных тиристоров 17.
Выход каждого канала кольцевого коммутатора через сопротивление 27 соединен с управляющими электродами силовых тиристоров одной фазы преобразователя.
Эмиттер транзистора 13 соединен с полюсом блока питания 8 через стабилитрон 28. К этой же точке через диод 29 подключена диагональ моста постоянного тока, состоящего из двух резисторов 30, 31 и вспомогательного выпрямителя 3, составляющих три плеча моста, четвертым плечом которого является блок питания 8. Предлагаемое устройство работает следующим образом.
При включении блока питапия 8 ток заряда конденсатора 24 через диод 26 включает вспомогательный тиристор 17, подготавливая входную цепь следующего канала к приему
импульса. Одновременно начинает заряжаться конденсатор 6 через сопротивление 7. Ио достижении напряжения на конденсаторе 6 величины, равной Uy срабатывает блокинг-генератор, выходной импульс которого через обмотку 12 и конденсатор 21 подается на вход кольцевого коммутатора 15, включая вспомогательный тиристор 17 следующего канала.
Коммутирующий конденсатор 18, перезаряжаясь, выключает вспомогательный тиристор
17 предыдущего канала. Цри этом через сопротивление 27 протекает ток перезаряда конденсатора 18. Падение напряжения на сопротивлении 27 используется для управления силовыми тиристорами преобразователя 2. Преобразователь 2 включается и на его выходе появляется напряжение.
Выпрямленное положительное напряжение преобразователя от вспомогательного выпрямителя 3 через сопротивление 4 поступает на
конденсатор 6, изменяя частоту работы блокинг-генератора до обеспечения рабочего состояния устройства для управления и самого преобразователя 2. Для исключения запирания преобразователя при переходных процессах стабилитрон 28
ограничивает величину управляющего напряжения.
Уменьшение выходного напряжения преобразователя 2, вызванное уменьшением напряжения сети или увеличением падения напря женин в э/;ементах преобразователя, вызыва ет снижение напряжения на выходе вспомогательного выпрямителя 3. Это ведет к увеличению )гла проводимости силовых тиристоров преобразователя. Ограничение рабочего диапазона угла проводимости силовых тиристоров преобразователя, т. е. предотвращение перехода управляющих импульсов за нижний допустимый предел достигается фиксацией минимального управляющего напряжения напряжением, снимаемым с общей точки резисторов 30, 31 через диод 29. Так как напряжение на резисторах 30, 31 равно сумме стабильного и опорного, поступающего от вспомогательного выпрямителя 3, то минимальное управляющее напряжение будет обратпо нропорпионально выходному напряжению преобразователя 2.
Использование в устройстве для управления, выполненном по одноканальному асинхронному принципу, новых элементов: RC-H&почки, моста постоянного тока и стабилитрона выгодно отличает предлагаемое устройство от известных, так как повышает надежность запуска кольцевого коммутатора, упрощается устройство и исключается возможность перехода фазы управляющих импульсов за рабочий диапазон.
В результате этого увеличивается надежность многофазного тиристорного преобразователя, частично исключаются аварийные ситуации.
Формула изобретения
1. Устройство для управления силовыми тиристорами многофазного преобразователя, содержащее блок питания, связанньга с блоком генерации и фазового смещения управляющих импульсов и подключенный к нему кольцевой коммутатор, выполненный на вспомогательнь1х тиристорах, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности запуска кольцевого коммутатора и упрощения устройства, кольцевой коммутатор дополнительно снабжен / С-цепочкой, включенной через диод
между блоком питания и управляющим электродом одного из вспомогательных тиристоров.
2. Устройство по п. I, отличающееся тем, что, с целью исключения перехода фазы
управляющих импульсов за верхний допустимый предел, блок генерации и фазового смещения управляющих импульсов дополнительно снабжен стабилитроном, подключенным параллельно его входу.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью исключения перехода фазы управляющих импульсов за нилший допустимый предел, оно дополнительно снабжено двумя резисторами и вспомогательным выпрямителем, составляющими три плеча моста постоянного тока, четвертым плечом которого является блок питания, причем диагональ моста через разделительный диод подключена к входу упомянутого блока генерации и фазового смещения.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1.Деткин Л. П. Системы управления тиристорными и ионными электроприводами. Информэлектро, М., 1971.
2.Патент Англии ЛЬ 973013, кл. Н 2F, 1965.
3.Барановский В. Ю., Эфинди - Заде К. К-, Одноканальная система импульсно-фазового управления выпрямителем. «За технический прогресс, 1974, № 5.
Cemi
