Тиристорный регулятор переменного напряжения Советский патент 1980 года по МПК H02M5/04 G05F1/44 

(54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОРПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области р&гулированйя переменного напряжения на переменной активно-индуктивной нагрузке. В адСТНОСТИ, оно может быть ИСПОЛ

зовано для плавного пуска.и регулирования скорости асинхронного даигателя.

Известны регуляторы переменного на- . пряжения, содержащие силовую часть и схему управления, гальванически связанную с силовой частью

В этих регуляторах выходное Hanpst Мнение изменяют по. фазовому принципу.

Недостатком указанных тирйсторньк регуляторов 5юляется то, что длительность управляющих импульсов зависит от вели- ,5 чины нагрузки и меняется с измекев ам ее параметров. Кроме этого в схеме регулятора l3 наличие синхронизирующего трансформатора, источников смещения и управления приводит к увеличению габа- 20 ритов и веса устройства, так как каждьй источник содержит выпрямительные диоды, сглаживающий фильтр, и трансформатор. А в схеме регулятора И ток управления силового тиристора протекает через нагрузку регулятора, что является недостатком, так как при большбм сопротивлении нагрузки ухудшается условие открытия силовьк тиристоров .

Также следует отметить, что при мвяпых индуктивнпстяк нагрузки и относительно меньщей величине нагрузочного сопротивления напряжение на управляющих электродах силового тиристора может достигать недопустимых значений, что является причиной выхода, из строя силового тиристора,Кроме этого недостатком указанных схем тляется то, что тиристоры отпираютЬя несимметрично в полупериода сетевого напряжения. Это про исходит потому, что в схеме Щ имеются два транзистора, у которых имеет место технологический разброс коэффици ента усиления, в результате чего по$шпяетсн ассиметрия момента включения транзисторов, что, в свою очередь, приводит к ассиметрии момента отпирания тиристоров, А в схеме 2 крутизна пе 734860рсднего тока управления силовых, тиристоров небольшая и определяется папараметрами активно-индуктивной нагруз Следовательно, из-за наличия большого разброса величин токов управления одного и того же типа тиристоров имеет место асимметрия момента отпирания ти-ристоров, Из известных тиристорных регуляторов переменного напряжения наиболее близким по технической сущности к изобретению являе7;ся тиристбрный регулятор, описанньгй в 4). Этот регулятор состоит из включенна го в цепь переменной активно-индуктивной нагрузки двунаправленного управляемого ключа, выполненного, например, в виде двух встречно включенных тиристОгров и диодов, и связанного по цепи yrtравления с катодом маломощного тиристора, подсоединенного своим анодом к об щей точке цепочки из баластного резисто ра и стабилитрона, через которую формирователь импульсов управления подключе к выходу выпрямителя, соединенного сво им входом со входными выводами регуля тора., Однако и в этом регуляторе длительность управляющего импульса зависи от параметров нагрузки, что, к тому же, уменьшает крутизну переднего фронта управляющего импульсбг и затрудняет Ёключение ключа в начале полу пери ода сетевого напряжения. Кроме того, при определенных условиях в этом регуляторе возможен случай, когда через управляющий переход тиристорного ключа пробегает ток, направленньй встречно от носительно тока нагрузки и обуславливающий уменьшение последнего. Цель данного изобретения - повышение надежности регулятора, путем обеспечения независимости длительности управляющего импульса от параметров нагрузки. Цель достигается тем, что каждый тиристор указанного ключа зашунтирован цепочкой из двух включенных междусобой согласно и встречно по отношению к тиристору вспомогательных диодов, общие точки этих цепочек соединень че резвключенные последователько конденсатор и резистор, к каждой из этих -точе через дополнительный диод в прямом направлении подсоединен анод маломощного тиристора, а последовательно-согласно с каждым тиристором ключа включен разделительный диод. На чертеже представлена схемп тиристорного рег-улятора переменного напряжения. Тпристорный регулятор переменного напряжения содержит две пары встречно включенных тиристоров 1, 2 и диодов 3, 4 разделительных диодов 5, 6, последовательно подключенных к силовым тиристорам, маломощные вспомогательные диоды 7, 8 и 9, 10, шунтирующие соответственно силовые тиристоры 1 и 2, две параллельные цепочки, одна из которых-состоит из последовательно включенных конденсатора 11 и резистора 12, а /ругая - 93 встречно включенных Маломощных дополнительных диодов 13, 14, аноды которых соединены с баластным резистором 15 и к&тодом стабилитрона 16, являющихся нагрузкой маломощного выпрямителя, собранного на диодах 17, 18, 19, 20, тиристора 21, катод которого соединен с силовыми тиристорами, соответственно, через диоды 22, 23, и формирователя импульсов 24. Нагрузка 25 включена между общими точками диодов 3, 5 и 4, 6, соответственно. Сущность работы схемы заключается в следующем. На зажимы 26, 27 подается переменное напряжение. Пусть зажим 26 имеет полржительный потенциал относительно зажима 27. Тогда сетевое напряжение выпрямляется диодами 17, 18, 19, 20 И часть выпрямленного напряжения стабилизируется стабилитроном 16. Получив питание со стабилитрона 16, формирователь импульсов 24 образует импульс на входе тиристора 21 и последний отпирается. При этом образуется отпирающий ток силового тиристора 2 по цепи: зажим 26, диод 17, резистор 15, тиристор 21, moR 22, управляющий переход тиристора 2, зажим 27. При этом образуется удерживающий ток тиристора 2 в открытом состоянии, независимо от параметров нагрузки 25, по ц&пи: зажим 26, диод 17, резистор 15, диод 14, диод 10, тиристор 2, зажим 27., С момента отпирания тиристора 2 цепочка, состо5пцая из последовательно соединенных тиристоров 21, диода 23, правляющий переход тиристора 2 шунтируется цепью, состоящей из последовательно включенных диода 14, диода 10, тиристора 2. В результате этого ток, протекающий через управляющий переход силового тиристора 2, автоматически исчезает и образуется задний фронт управ573lunoJUGio ммпулг.са. Одновременно с момен 141 отппрайия тиристора 2 протекает удерживающий ток тиристора 2 в открь том состоянии по цепи: зажим 26, диод 7, конденсатор 11, резистор 12, диод 10, тиристор 2, зажимы 27. Следует отметить, что иэ-за отсутствия индуктивности в цепи, где образуется удерживающий ток тиристора в открытом состоянии, длительность отпирающего импульса силового тиристора определяется собственным временем включения тиристора. Ток нагрузки образуется по цепи: зажим 2.6, диод 3, нагрузка 25, разделительный диод 6, тиристор 2, зажим 27, Аналогично отпирается тиристор 1. При положительном потенциале зажима 27 относительно потенциала зажима 26 сетевое напряжение выпрямляется диодами 17, 18, 19, 20 и часть выпрямленно го напряжения стабилизируется стабилитроном 16, напряжение последнего подает ся на вход формирователя импульсов 24 и образуется импульс на входе тиристора 21, в результате последний отпирается. При этом образуется отпирающий ток силового тиристора 1 по цепи: зажим 27, диод 18, резистор 15, тиристор 21, диод 23, управляющий переход тиристора .1, зажим 26; В этом случае тиристор 1 удерживается в открытом состо5шии током, протекающим по цепи: зажим 27, диод 18, резистор 15, диод 13, диод 8, тиристор 1,. зажим 26. С момента отпирания тиристора 1 цепочка, состоящая из последовательно соединенных маломощного тиристора 21, диода 23, управляющий переход тирист1(ра 1 шунтируется цепью, состоящейиз последовательно включенных диода 13, диода 8, тиристора 1. В результате ток, , протекающий через управляющий переходти ристора 1, автоматически исчезнет и образуется задний фронт управляющего импульс Одновременно с момента отпирания, тирист ра 1 протекает удерживающий ток тириотора I в открытом состоянии по цепи: зажим 27, диод 9, резистор 12, конденсатор 11, диод 8, тиристор 1, зажим 26. Ток нагрузки образуется по цепи: зажим 27, диод 4, нагрузка 25s раздел- литепьный диод 5, тиристор 1, зажим 26 Таким образом, длительность отпирак щего импульса силовых тиристоров 1, 2 остается узкой и не зависит от параметров нагрузки 25 и из изменения, так как тиристоры 1, 2 отпираются и удерживаются в открытом состоянии током держивающих (вспомогательных) цепей, благодаря наличию, разделяющих диодов, 5, 6, которые разделяют цепи нагрузки 25 и указанные (вспомогательные) це пи удержания. Формула изобретения Тиристорньй регулятор переменного напряжения, состоящий из двунаправленного тиристорного ключа, включенного в цепь переменной индуктивной нагрузки и связанногопо цепи управления с катодом маломощного тиристора, подсоединенного своим анодом к общей точке цепочки из баластного резистора и стабилитрона, че 63 которую формирователь импульсов управления подключен к выходу вьтрямителя, соединенного входом со входными вььводами регулятора, отличающий- с я тем, что, с целью пов.ышения надежности путем обеспечения He3aBHcmv(ocTH длительности управляющего импульса от параметров нагрузки, каждый тиристор, указанного ключа зашунтирован цепочкой из двух включенных согласно между собой и встречно по отношению к тиристору диодов,общие точки этих цепочек соединены через включенные последовательно конденсатор и резистор, к каждой из этих точек через дополнительный диод в прямом направлении подсоединен анод маломощного тиристора, а последовательно - согласно с каждым тиристором включен разделительный диод. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 342268, кл. Н 02 М 5/22, 1970. 2.Авторское свидетельство СССР № 519831, кл. Н 02 М 5/257, 1974, 3.|1ванчук Б. И. и fsp. Схемы импульсного управления тиристорными усилителями, М., 197О, с. 68. 4.Тиристоры (технический справочник), М,: Энергия, 1971, с, 240, рис. 9-32.