Устргйство для фазового управления тиристорами Советский патент 1977 года по МПК H02M1/08 H02P13/16 

1

Изобретение относится к праобразоватепьной технике и может быть использовано дпя импупьсно-фазового управления тиристорными выпрямителями и переключателями переменного тока.

Известны устройства для фазового управления тиристорами, содержащие .формирователи пилообразного напряжения и Импульсов управления с двухкратной частотой синхронизирующего напряжения и распределитель этих импульсов на два противофазных канала 1, 2.

Однако в этих устройствах с напряжением сети самостоятельно синхронизируются как формирователь пилообразного напрянсения и импупьсов управления, так и распределитель этих импульсов на два противофазных канала, поэтому они содержат большое количество радиотехнических элементов в цепи синхронизации,которые значительно усложняют сборку и наладку и снижают надежность устройства, в работе.

На более близко к изобретению устройство для фазового управления тиристорами, содержащее генератор пилообразного напряженин на однопереходном транзнсгорв с нагрузкой в цепи первой базы и коммутирующий транзистор, подключенный входом к ис- тошику синхронизирующего напряжения, а эмит-терно-коллекторным переходом - парад лельно накопительному конденсатору 3}.

При отрицательном попупериоде ciuixpo низирующего напр.жкения :оммучирующий транзистор запирается н происходит аяряд накопительного конденсатора. Когда мгновенное значение пилообразного напряжеинл на конденсаторе становится равным н-ащ1Я жению пика одн переходного тра)знсгора (ОПТ), последний включается и фор1 ируе1 ся короткий импульс управления. Поспе разряда конденсатора ОПТ не выключается, так как его эмиттерный ток поддержииается начальным зарядным током коиденсатора до коица отрицательного попупериода напряжения. Однако при положительном подуиеркоде напря1кения коммутирующий транзисго|) отпирается и закорачивает конденсатор. Поэтому эмиттерный ток ОПТ падает до нуля и последний выключается. При саедукн щем отрицательном полуиериодй uaiipjc G™ пня коммутирующий транаисгор вновь запирается и процесс повторяется. Однако известное устройство формирует управпения топько ддя одного ка напа с частотой сингсронизирующего напряжения, что значительно ограничивает облас его применения, Цель изобретения расширение обпас- ти применения устройства путем формирования импульсов управпения с двухкратной частотой синхронизирующего напряжения и распределения их на два противофазных канала. Для этого предлагаемое устройство, содержащее релаксационный генератор пилообразного напряжения на однопереходном гранзисторе с нагрузкой в цепи первой базы и коммутирующий транзистор.подключен ный входом к источнику синхронизирующего напряжения, снабжено дополнительным транзисгором и нагрузкой второго канала, причем в разрыв цепи первой базы однопереходного транзистора включен коллекто но-змитгерный переход коммутирующего транзистсра, эмиттер которого соединен с упомянутой нагрузкой через эмиттерноколгаекгорный переход дополнительного тра зистора и нагоузку второго канала. На фиг. 1 дана принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 щземениые диаграглмы напряжений. Устройство содержит накопительный ко№ денсатрр 1, присоединенный одним выводом к эмиттеру однопереходного транзистора -2 и через резистор 3 - к : плюсу источника питания Е„,а другим - к минусу источника „. Между первой базой ОПТ 2 и минусом источника Е подключены две параллельные цепи, каждая из которых сос ит из последовательно соединенных эмитте но-колпекторного перехода транзистора 4 (5) и резистора 6 (7). Вторая база ОПТ соединена с ппюсом источника Е, через термостабилизирующий резистор 8. Змиттерно-базовые переходы транзисторов 4 и 5 зашунтированы соответственно резисторами 9 и 10, а их базы подключены к источнику синхронизирующего напряжения. Схема работает следующим образом. В районе перехода синхронизирующего напряжения UtOT отрицательного в положител ный попупериод (см. фиг. 2 а) ранее вклю ченный ОПТ 2 выключается. С этого момента конденсатор 1 начинает медленно заряжаться от источника питания Еп через р(вистор 3 (см. фиг. 2 б). С другой стор ны ) течение положительного попупериода и через резистор 1О и эмитторно-базовый перокод транзистора 4 проходит блзовый ток, при котором транзистор 4 полностью отпирается, а транзистор 5 наоборот, надежно запирается. При этом через резистор 8, межбазовое сопротивление ОПТ 2, эмиттерно-коллекторный переход транзистора 4 и резистор 6 (нагрузка первого канала) проходит небольщой ток смещения, от которого на резисторе 6 создаерся незначительное падание напряжения U фиг. 2Б). Когда мгновенное значение пилообразного напряжения Ujj (t) на конденсаторе 1 становится равным напряжению пика ОПТ 2, после1Ний включается и конденсатор быстро разряжается через резистор 6 до напряжения и,{ОХфиг. 26), где U, (0) начальное напряжение на конденсаторе 1. В это время на резисторе 6 формируется импульсное напряжение с крутым передним фронтом и амплитудой Urn (Фиг. 2в), где (/д и Ug -напряжение пика и впадины ОПТ 2. После разряда конденсатора 1 через переход ;эмиттер| - первая база ОПТ 2 проходит установивщийсй ;эмиттерный ток Ч , П - f Iляи который выбирается больше тока впадины .ОПТ 2, и поэтому последний не выключается. Однако при мгновенном вначении положительного попупернода синхронизирующего напряжения 0(1) (0,2-О,4).В транзистор 4 начинает запираться, результирующее сопротивление в цепи первой базы ОПТ 2 возрастает, вследствие чего рабочая точка ОПТ 2 перемещается по вольт-амперной характеристике в область с отрицательным сопротивлением и в течение нескольких микросекунд ОПТ выключйет ел. С этого момента конденсатор 1 вновь начинает медленно заряжаться (фиг.2б при Пр,. отрицательном полупериоде напряже- ния Uc,наоборот, отпирается транзистор 5 и надежно запирается транзистор 4. Поэтому при следующем включении .ОПТ 2 ( f tg ) импульс управления формируется на нагрузке второго канала, т. е. на резисторе 7(фиг. 2г), Импульсы регулируются по фазе изменением крутизны пилообразного напряжения с помощью переменного резистора 3. Фаза импульсов может регулироваться также путем наложения пилообразного напряжения на так называемый пьедестал. Для этого нужно подключить источник управляющего напряжения Uy через диод к накопительному конденсатору 1 ( па фиг. 1 показано пунктирной линией). В обоих случаях диапазон регулироаания фазы импульсов практически достигает до 170-175 эл. град. В предлагаемом устройстве для формирования пилообразного напряжения и импульсов управления с двухкратной частотой синхронизирующего напряжения и распределения этих импульсов на два противофазных канала в нем синхронизирован только двухканап ный распределитель импульсов. Благодаря этому удапось значительно сократить копичество элементов цепи синхронизации и до предела упростить устройство. Формула изобретения Устройство для фазового управления тиристорами, содержащее релаксационный генератор пилообразного напряжения на однопереходном транзисторе с нагрузкой в цепи первой базы и коммутирующий транзистор, подключенный входом к источнику синхронизирующего напряжения, отличающееся тем, что, с целью расщирения области применения путем формиро вания импульсов управления с двухкратной частотой синхронизирующего напряжения и распредепення их на два иротпвсфазпых канала, оно снабжено допопннтельиым ri.iaii.-jno тором и нагрузкой второго канапа, причем в разрыв цепи первой базы одноперехэдиоги транзистора включен колпеяторно-эмиттерный переход коммутирующего транзистора, эмиттер которого соединен с упомянутой нагрузкой через эмиттерно-коплекторный переход дополнительного транзистора и нагрузку второго канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Лабунцов В. А. Система 1управления вентильными преобразователями с одноканальным сдвигом противофазных импульсов. Электричество 1970, Nb9|c. 64. 2.Абдулаев А, А. и др. Система управления тиристорного выпрямителя. За .тех- нический i прогресс, Баку, 2,с. 5 1972, № 3. Ривкин Г. А. Преобразовательные устройства, М./Энергия, 197О,с. 328, рис. 11-30,6:.

i3 4Фиг.

Г/2 Ь

5

Z

«

1%

т

нв

11

f//

«

i

J

t

-ants

%