Устройство для импульсно-фазового управления многофазным вентильным преобразователем Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управления вентильными преобразователями.

Известны устройства, которые используют силовые тиристоры в качестве ключей на входе узла обратной связи 1. Но при подключении устройства непосредственно к силовым тиристорам на управляющие цепи преобразователя будет влиять характер нагрузки, а подключение в качестве нагрузки двигателя постоянного тока вообще невозможно.

Наиболее близким техническим решением является устройство для импульсно-фазового управления тиристорами, содержащее источник управляющего напряжения, узел обратной связи по углу включения вентилей преобразователя, выполненный в виде выпрямителя, выход которого защунтирован стабилитроном и подключен через транзисторный интегратор к формирователю импульсов, иа выходе которого установлен импульсный трансформатор, а также устройство снабжено дополнительным тиристором, подсоединенным встречно-параллельно упомянутому стабилитрону, анод которого через вторичную обмотку импульсного трансформатора и резистор

связан с управляющим электродом дополнительного тиристора 2.

Но данное устройство обладает ограниченным быстродействием вследствие того, что интегрирование управляющего сигнала происходит постоянно, а не с момента подачи синхронизирующего напряжения. В результате этого сигнал управления требует ограничения по величине на уровне, не больщем амплитуды синхронизирующего напряжения.

Целью данного изобретения является увеличение быстродействия системы управления тиристорами.

Поставленная цель достигается тем, что в существующем устройстве, содержащем источник управляющего напряжения, сетевой трансформатор со средней точкой, узел обратной связи по углу включения вентилей преобразователя, выполненный в виде выпрямителя, выход которого защунтирован стабилитроном и подключен через интегратор, состоящий из транзистора и интегрирующего конденсатора, к формирователю импульсов с ограничивающим резистором и импульсным трансформатором со средней точкой на выходе и дополнительный тиристор, причем дополнительный тиристор подключен анодом к средней точке сетевого трансформатора и к базе транзистора интегратора, а катодом - к одной из обкладок интегрирующего конденсатора и через ограничивающее сопротивление - к средней точке импульсного трансформатора. Иа чертеже представлена схема устройства для импульсно-фазового управления. Функционально данное устройство состоит из трех узлов; узла 1 синхронизации, интегратора 2, формирователя 6 импульсов. Узел 1 синхронизации состоит из сетевого трансформатора 4, средняя точка вторичной оЬморки которого соединена с базой транзистора 5, с анодом стабилитрона б и с анодом тиристора 7 формирователя 3 имнульсов и занулена. Два других конца обмотки трансформатора 4 через разделительные диоды 8, 9 и резистор lU подсоединены к катоду стабилитрона 6, который в свою очередь через регулируемый резистор И подсоединен к эмиттеру транзистора 6. Интегратор 2 состоит из транзистора 5, интегрирующего конденсатора 12 и резистора, который находится в цени эмиттера транзистора 5. В формирователь 3 импульса также входит интегрирующий конденсатор 12, подсоединенный к аноду динистора 13 и к коллектору транзистора 5. Катод динистора 13 подсоединен к делителю напряжения на резисторах 14, 15. Второй конец делителя соединен с катодом тиристора 7 и ограничивающим резистором 16. Средняя точка делителя напряжения соединена с управляющим электродом тиристора 7, а средняя точка первичной обмотки импульсного трансформатора 17 подсоединена к резистору 16. Концы этой обмотки соединены через разделительные диоды 18, 19 с концами Вторичной обмотки трансформатора 4. Вторичные полуобмотки (обмотка импульсного трансформатора) могут через вынрямительные диоды 20, 21 подключаться на управление силовыми тиристорами поразному в зависимости от конкретной схемы силовой части преобразователя (полностью управляемый однофазный мост, схема Ларионова на тиристорах, трехфазная нулевая схема и т. д.). Предлагаемое устройство работает следующим образом. В эмиттерную цепь транзистора 5 через ограничивающее сонротивление иодается управляющее напряжение Ly. Через переход эмиттер-база транзистора 5 .протекает управляющий ток i/v(1 где у - сопротивление цепи управления. Кроме того, через регулируемый резистор 11 на переход эмиттер-база транзистора 5 поступает ток синхронизации где L/C - напряжение синхронизации, ограниченное стабилитроном 6, с - сопротивление цепи синхронизации. Таким образом, на вход интегратора 2 поступает сумма двух токов (у + /с). В тот момент, когда на выходе интегратора 5 нанрялсение достигает величины t/o - напряжения включения динистора 13 - емкость 12 через включенный динистор 13 разряжается на резисторы 14, 15 и на унравляющий переход тиристора 7. Тиристор / включается, и синхронизирующее напряжение через соответствующий диод 18 или 19 прикладывается к одной из первичных обмоТок импульсного трансформатора 17, при этом на выходе одной из обмоток поЯВляется управляющий импульс. Пока тиристор 7 открыт, потенциалы точек а и б близки к О, т. е. коллекторное питание транзистора 5 отключено и интегрирование прекращается. Тиристор 7 закрывается при переходе синхронизирующего нанряжения через нуль и, таким образом, в начале каждого полупериода вновь на коллектор транзистора 5 подается напряжение и происходит интегрирование до UQ и т. д. Таким образом, предлагаемая система импульсно-фазового управления каждый полунериод вырабатывает управляющий импульс с фазовым сдвигом, пропорциональным вольт-секундному интегралу управляющего напряжения в данный полупериод за время е начала его и до выдачи управляющего импульса. Рассмотрим основные соотношения, характеризующие работу предлагаемого устройства:(7- + « + ..(3) J Uc л J где (/о - напряжение включения динистора 13. Регулировкой резистора 11 можно выставить любой начальный угол фазового сдвига Ко при унравляющем сигнале (. Рассмотрим случай активной нагрузки при 6у 0, , тогда из (3) получим Окончательное выражение для регулировочной характеристики предлагаемого устройства следующее: де L/y - управляющий сигнал, в относиельных единицах. Следовательно, в предагаемое устройство сигнал управления

5 п-риходит без ограничения, при этом используется вольт-секундный интеграл этого сигнала только за время с начала данного полупериода до выработки соответствующего управляющего импульса, это обеспе- 5 чивает существенное повышение быстродействия без усложнения схемной реализации. Ф о р м у л .а и 3 о б р е т е н и яJQ Устройство для импульсно-фазового уп- : равления многофазным вентильным преобразователем, содержащее источник управляющего напряжения, сетевой трансформа- 15 тор со средней точкой, узел обратной связи по углу включения вентилей преобразователя, выполненный в виде выпрямителя, выход которого зашунтирован стабилитроном и подключен через интегратор, состоя- 20

б : V из транзистора и интегрирующего конденсатора, к формирователю импульсов с ограничивающим резистором и импульсным трансформатором со средней точкой на выходе и дополнительный тиристор, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия системы управления, дополнительный тиристор подсоединен анодом к средней точке сетевого трансформатора и к базе транзистора интегратора, а катодом - к одной из обкладок интегрирующего конденсатора и через ограничивающий резистор - к средней точке импульсного трансформатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 385384, кл. Н 02Р 13/16, 197L 2.Авторское свидетельство СССР №. 446939, кл. Н 02Р 13/16, 1970.

V Й.