Тиристорный формирователь импульсов для управления инвертором Советский патент 1979 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в системах управления тиристорными инверторами повыша1ной частоты.

Известны тиристорные формирователи управляющих импульсов, выполненные по полумостовой схеме, работа которых основана на разряде конденсаторов через тнристоры на первичные обмотки выходных трансформаторов 1. Выходные импульсы этого формирователя пмеют короткий передний фронт и немного более длинный задний фронт.

Однако длительность заднего фронта импульса ири работе на повышенных частотах может быть недостаточной для надежного включения силовых тиристоров инвертора.

Наиболее близким по технической сущности является тиристорный формирователь также выполненный по полумостовой схеме с выходными трансформаторами и содержащий последовательно соединенные накопительные конденсаторы, где параллельно каждому из основных накопительных конденсаторов подключены дополнительные цепочки накоиительных конденсаторов, а между средними точками конденсаторов включены индуктивности. Выходной импульс этого формирователя состоит из «форсируюи1ей части - высокой амилитуды и малой длительности и «удерживающей части - небольшой амплитуды и

большой длительности. В этом формирователе параметры как «формирующей так и «удерживающей части импульса управления зависят от соотнощения индуктивности сопротивления, вносимого нагрузкой.

При изменении соиротивления нагрузки, разряд в цепи, образованной дополнительными конденсаторами и индуктивностью может иерейти из апериодического в колебательный, что может привести к значительным изменениям параметров выходного импульса 2.

Целью настоящего изобретения является расщирение функциональных возможностей путем снижения зависимости параметров

управляющих имиульсов от нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что в тиристорном формирователе импульсов для управления инвертором повышенной частоты, выполненном но полумостовой схеме с выходными трансформаторами, содержащем тиристоры, последовательно соединенные накопительные конденсаторы, параллельно которым включены дополнительные цеиочки накопительных конденсаторов, первичные обмотки выходных трансформаторов выполнены с отводами, причем начальный отвод первичной обмотки подсоединен к аноду соответствующего тиристора, основные накопительные конденсаторы включены между первым от начального отводом первичной обмотки трансформатора и катодом соответствующего тиристора; между каждым последующим и начальным отводами включены цепочки из двух диодов соединенных последовательно в прямом по питанию направлении, а между средними точками каждой цепочки диодов и катодами тиристоров включены вышеупомянутые дополнительные цепочки накопительных конденсаторов.

Включение дополнительных цепочек накопительных конденсаторов между средними точками диодов и катодами тиристоров исключает возможность появления колебательного разряда в цепи формирования импульсов управления при изменениях нагрузки.

На фиг. 1 приведена схема формирователя; на фиг. 2а - эпюра напряжения на тиристорах; на фиг. 26 - форма импульса выходного тока,

где ф - длительность «формирующей части;

ty - длительность «удерживающей ча-. сти импульса.

Формирователь содержит последовательно соединенные тиристоры 1 и 2, к анодам которых подключены начальные отводы первичных обмоток выходных импульсных трансформаторов 3 и 4. Основные накопительные конденсаторы 5 и б включены между первыми от начального отводами трансформаторов и катодами соответствующих тиристоров. Между начальным и последующими отводами первичной обмотки трансформатора 3 включены последовательно по два диоды 7, 8 и 9, 10, а трансформатора 4 - диоды 11, 12 и 13, 14 в прямом по питанию направлении. Между средними точками диодов и катодами тиристоров включены дополнительные цепочки конденсаторов 15, 16 и 17, 18. Формирователь подключен к источнику 19 питания.

При отсутствии входных импульсов управления на тиристорах 1, 2 каждый из конденсаторов 5, 6 заряжен до половины напряжения источника, а конденсаторы 15, 16 и 17, 18 заряжены до напряжения, меньшего половины напряжения источника 19, иа величину падения напряжения на диодах соответственно 9, 7 и 13, И. При включении тиристора 1 конденсатор 5 начинает разряжаться на часть первичной обмотки выходного импульсного трансформатора 3 (точки 20, 21), формируя передний фронт выходного импульса. Одновременно с разрядом конденсатора 5 происходит дозаряд конденсатора 6 до напряжения источника 19 питания по цепи: плюс источника 19, тиристор 1, импульсный трансформатор 4, Минус источника 19 и дозаряд конденсаторов 17 и 18 по цепям соответственно; плюс источника 19 и тиристор 1, диод 13, минус источника 19, плюс источника 19, тиристор 1, диод 11, минус источника 19. Конденсаторы 17 и 18 дозаряжаются до иапряжеиия меньшего напряжения источника 19, на величину падения напряжения на диодах.

Разряд конденсатора 5 через часть первичной обмотки (точки 20 и 21) выходного импульсного трансформатора 3 создает на последующих отводах 22, 23 первичной обмотки запирающее напряжение тем большее, чем больще коэффициент автотрансформации между обмотками образованными отводами 20 и 22 и отводами 20, 21 и соответственно отводами 20, 23 и отводами 20, 21.

По мере разряда конденсатора запирающее напряжение, приложенное к диодам, снижается и при достижении в точке 22 напряжения, меньшего чем напряжение на конденсаторе 15, диод открывается и конденсатор 15 начинает разряжаться, формируя плоскую «удерживающую часть выходного импульса управления.

Дальнейший разряд конденсаторов 5 и 15 приводит к уменьшению напряжения в точке 23 и открыванию диода 10. При этом в цепь разряда подключается конденсатор 16, который служит для дальнейшего формирования «удерживающей части выходного импульса управления.

Переход тока тиристора 1 через нулевое значение, происходящий после заряда конденсаторов 6, 17, 18, выключает тиристор 1. На этом заканчивается формирование одного управляющего импульса.

Открывание тиристора 2 формирует управляющий импульс тока на импульсном трансформаторе 4. При этом процессы протекают аналогично вышеописанным. Напряжение на конденсаторах 6, 17, 18 немного

превышает напряжение источника 19, а конденсаторы 5, 15, 16 заряжены до небольшого напряжения.

Длительность «форсирующей части выходного импульса определяется величинами

емкости конденсаторов 5 и 6, а амплитуда задается напряжением источника 19 и коэффициентом трансформации.

Длительность «удерживающей части выходного импульса определяется эквивалентной величиной параллельно соединенных емкостей 5, 15, 16 или 6, 17, 18. Амплитуда зависит от коэффициентов автотрансформации соответствующих частей обмоток. Использование предложенной схемы формирователя позволит снизить влияние нагрузки на параметры управляющих импуль сов, что дает возможность применить описанный формирователь в управлении цепяtviH с изменяющейся нагрузкой, работа на

которую встречается наиболее часто.

Кроме того, изменяя количество отводов первичной обмотки и места подсоединения накопительных конденсаторов к выходному импульсному трансформатору можно получать импульсы любой необходимой формы.

Формула изобретения

Тиристорный формирователь импульсов для управления инвертором повышенной частоты, выполненный по полумостовой схеме с выходными трансформаторами, содержащий тиристоры, последовательно соединенные накопительные конденсаторы, параллельно которым включены дополнительные цепочки накопительных конденсаторов, отличающийся тем, что с целью расширения функциональных возможностей путем снижения зависимости параметров управляющих импульсов от нагрузки, он дополнительно снабжен диодами, а первичные обмотки выходных трансформаторов выполнены с несколькими отводами, причем начальный отвод первичной обмотки подсоединен к аноду соответствующего тиристора, основные накопительные конденсаторы включены между первым от начального отводом первичной обмотки трансформатора и

катодом соответствующего тиристора, между каждым последующим и начальным отводами включены цепочки из двух диодов, соединенных последовательно в прямом по питанию направлении, а между средними

точками каждой цепочки диодов и катодами тиристоров включены вышеупомянутые дополнительные цепочки накопительных конденсаторов.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Горбачев Г. И. Индуктивно-емкостной преобразователь в системе управления тиристорными автономными инверторами. Сборник докладов научно-технической конференции. Подсекция промышленной электроники. Москва, изд. МЭИ, 1967.

2.Авторское свидетельство СССР № 490233, кл. Н 02 М 1/08, 1972.

,J

Фиг.2