Устройство для регулирования напряжения Советский патент 1980 года по МПК G05F1/14 H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротах- нике, В частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, В электроприводах с многоступен чатым регулированием напряжения на нагрузке. Известно устройство для регулирования напряжения, содерьчащее трансформатор, отпайки обмотки которого пошшю- чены к тиристорам, связанными с блоком управления, состоящим из формирователя управляюшах импульсов и фазосдвигающах элементов для низшей и высшей ступени регулирования, соединенных через соответствующие схемы совпадения с управляющими электродами тиристоров и переключатель ступеней, вход которого соединен с выходом формирователя и фазосдвигающего элемента низшей ступени рег улирования, а выход - с одной из схем совпвцгэния высшей ступени регулирования р и 2 , Недостатком известного устройства ЯБ1ЯРГСЯ TOj что оно не имаэт фиксации при переключении ступеней регулирования, т.е. В случае исчезновения управляющего импульса В момент пере,хода со ступени на ступень возникает неустойчивый регким работы устройства. Цель изобретения - повышение устойчивости и надежности работы устройства. Указанная цель достигается тем, что устройство снабмчено логическим блоком, имеюЕщм два ограничителя длительности импульсов, ВХОДЫ которых соединены с формирователями управляющих импульсов, ВЫХОД одного из Hitx через вспомогательную схему совпадения, а другого непосредственно подключен к схеме ИЛИ, выход которой соединен со входом переключателя ступеней регулирования, а вькод последнего через диффере щируюж Ю цепь и пороговый элемент соединен со входом вспомогательной схемы совпадения и через диод с другим ВХОДОМ порогового элемента, к KoTopON-ry чере.з другой диод В том же напраЕУте.нии подключен выход ограничителя длит.ельностн вьгсшей ступени регулирова1тя, причем точка сор-пчиЗ НИИ диодов через ксп-щенсатор иод.1слточ.еи к общей шин Во Таким образом, сущность изобретония загслючаеэся в введении логического бпо Ка,. включенного мендту формироватачЕм управляющих импульсов и блоком ПЕ;ре- ключения ступеней регулированияв При этом вышеуказанноз соединэниэ эламеитов логического блока мяжду сдобой, а самого блока с формировгэтелам управляющих имг5ульссв и Hepe.iXiso-jarsля ступеней регулирования обзсп5Ч1;:;вр ет подключение имнульсов управления и последующей ступени рег /лкровапт г и отключение импудшсов упрдвпйнртя or этой стуиени нри разнькх угнал задэр -:,;: открытия тиристоров., близких к иа-алу ;области унравляемости ступени рег-ули- рОЕания. HpH4evi угол задержки тиристоров, при котором происходит- -юд ключетше имиульсон управпэкиЯ; мэпъл с угла задержки открытия тиристоров, котором происходит ОТ.КЛЮЧйПЛ1е ЭМЛГл. импульсоБэ на величину возмо/;.ногС ска кooбpaзнor o изменэп.ил угла комму гаиит что в целом обесгшчиваэ : устойчио ст работы устройства ч продессе иоре/уго--чения стуненей регулирования. На фиро 1 ириз д с. о I устройства для рот 11 IT f i г i ния; на фиг 2 f i JHIt r Устройство с 1/1 r I т Ui rэлемент. 1 нервен tT 1эни in i тель 2 ступеней регулирования, фазо-распределители 3.4 (схемы со..пя) нервой стуиенИ} тиристоры , и 8 нервой ступени, фазосдвигающий эпэ- мент 9 второй ступени, CX.BMJ- 10 i;;o3надения, фазорасггредали: еии 11„ 12 (схемы совпадени/) второй ступени. тиристоры 13; 14 второй ступени формирователь 1,5 упра.тжяющих имп шьсов {формирователь), ограничите-пи 16 1.; длительности импульсов,, схпму l-UIH 18 диф4 ере1щирующуто цепь 19, порого1зый элемент 20, BcnoMoraTejfbHyTo cxey.y 2.1 совпадения, конденсатор 22, разделител ные диоды 23,24 трансформатор 2.3., электродвигатель 26, логический бло112 На фиг, 2 а-б - форма питающего выпрямитель синусоидального ианря:ж1Э ния (в начала кащюго полупериода синусоидальное напряжеине искажйно за счет работы выпрякдатбпэй п этребйтелей); в г - икпульсы наиря-л ения на выходе формирователя уп):;ав:ля ощкх имггульсов начало имггульсов управ;.1еиия совпадает с началом области управляемости выпрямителя- д - импульсы на вькоде ограничителя 16 длительности имну шсов,: ж - импульсы На выходе огра)1ичителя 17 длительности имнyльcoJi| и -.. имлульсы упра.влания фазосдвигающего элемента 1; к - сигналы на входе схемы ИЛИ J.S при этом на верхней дгшграко/ш показан момент нропадаяия сигнала на вььходе П5реключатеу1я 2 ступеней, л импулр с напряжения иа вььходе диффэрзндирзтошей цени 19 при пропадании нафяжэиия на выкодз .)эключаталя 2 ;г-угте :;ей,, вследствие выкода импульса управиэция фазосдвигающего элемента 1 из зоны соопадения с импуттьсом выхода 5;:раничит8л.я 16 длительности имиз-льсов м « сигнал на выходе порогового злементад появившийся после подачи на входе этого элемента сггиала с вых.ода липференлирующэй цепи 19; н - сигн1эл, разнозначный Игднульсу с аык.одг ограничителя 17 длительности импульсоВз. вььдолениый fca выходе юпомог тел} ной схеЬТЪ 21 совпадения н поступающий но вх(1Д ьерЕключатйля 2 ступеней через с.кзму ИЛИ 18j, п - управляющий им-riyj H c фазосдвигающего элемз гта 1 показан в положениИс при KOTOpovi пере- к.ч;очател; :1 ступеней снимаэт- с входа зломо:та iO . лазрушающий скгнап ufs подклгоченва имп пьза управления фазос.цвигшошего элем9 -1та 9 ко второй ступени регулирования. Сущность работы ус р л{ства зак;но- чается в тоМ;. что подключение имнуль™ COR у 1раг..пе)пш к постедуюяюй с:гупе ::л регулирования и отключение ;ямпульсов управления от этой ступен осуществляется при разньк уппал, задзрмжи отпира-иия тиристоров, .ах к началу облас-ги управляемости ступени, причем ухоп задержки открьг.гия THpHCTopoBj при ко- jopoM производится подключение имп;/-льсов управления, меныие угла задернскй открьпгия тгфисторОВ при К зтором происходит отключение этих- импульсов ;va величину возможного скачкообразного изменения ;лла комм,)1ациИо Устройство работаэт след аоящм об-разойОдноканальный фаою-сдвигавдщий эл гмент 1 фо|)МИруЕТ регулируемые по фа-39 импульсы управления которые ч. фазораспредёлителн 3,А поступают н-- ти-iJHCTOiibr 5,65.7; и 8 nepBofJ ступени . прямителя. Фазорасгцодаление осущсстышется с помошыо сигналов, получаемых с формирователя управляющих HN пульсов 15, Однокапальный фазосдвигаю- щий элемент 9 формирует регулируемые по фазе импульсы управления- дгш второй ступени выпрямителя. Эти импульсы через схему 10 совпадения и фазораспределители 11, 12 поступают на тиристоры 13,14 BTopovi сту пени. Сигнал, разрешающий подключение импульсов управления к второй ступени, формируется в пере1шючател8 2 ступеней Работа этого блока заключается в том, что при заходе кмпульсов управления фазосдвигающего элемента 1 в зону, близкую к заднему сЬронту первой коммутации тока, и совпадающей -с началом области управляемости выпрямителя, он вьщает cnrvian на вход схемы 10 совпадения, которая и подключает фазосдви- гшощий элемент 9 ко второй ступени выпрямителя. При этом логический блок 27 включа ч в себя ограничители 16,17 длительности импульсов cxeiviy ИЛИ 18, дифференцирующую цепь 19, пороговьШ элемент 2О схему 21 совпадения, конденсатор 22 и разделительные диоды 23 и 24. Ограничитель 16 длительности импульсов огра ничивает по длительности поданные на его вход импульсы до величины в несколько (2-3) эл. град. Ограничитель 17 длительности импульсов ограничивает по длительности поданные на его вход им нульсы, причем длительность ограничения на 2-3 эл. град, превышает сумму, состоящую из длительности импульса на выходе ограничителя 16 длительности „ импульсов и длит ель ностИ, равной скачку угла коммутации при изменении режима работы вьтря О1теля или реактанса в цепи питания, или в цепи разгрузки выпрямителя, изменяюдщх режим работы этого выпрямителя. Действие порогового элемента 2О заключается в том, что пр наличии питания и отсутствии входного импульса, напряжение на выходе элемента отсутствует. При подаче импульса на &ход порогового элемента на ег-о вьг ходе появляется напряжение. Снятие напряжения с выхода порогового элемакга осуществляется отключением его питания При уме Шшении и приближении к нулю угла задержки отпирания тиристоров первой ступени рагупирования импульсы управления фазосдвигающего элемента 1 совпадают во врамопи (фазе) сначала с фронтом импульсов ограничителя 17 длительиост н-мпульсоп, а затем с задним фронтом км 1ульсов ограничителя 16 длительности пмлуга сов. При совпадет-пи во времени и.мпульсов фазосдви- гающ&го элемента 1 с пмщ льсамн огран1-;чнтрля 17 длитапьности имп льсов avшлoг чнos совпадопис этпх пмпульсов на входе пере1сл;очатг пя 2 ступеней не прояаходит, так как на выходе порогового элемента 2О ц оходэ вспомогательной схемы 21 совпадения сигнал отсут-. ствуЕУг, а поэтом-) «мпульс с выхода ограи1ч 1твля 17 дл1ггв,гьност11 импульсов на вход переключателя 2 ступеней не поступаат и соотве-тственно отс; тствует на выхода. При совпадении во времени нмпульсов фазосдвигающего элемента 1 с нмпульсами ограничителя 16 длитеагьнос- ти импульсов одновременно происходит их совпадение на входа переключателя 2 ступеней, а па его выходе появляется сигнал ц разрешает прохождение импульсов управления фазосдвигающего злемеита 9, через схему 10 совпадения, фазораспределнтелн 11, 12 на тиристоры 13, 14 второй ступени выпрямителя. При подключении второй ступени выпрям 1теля режим его работы изменяется. Уменьшается JT-XL первой коммутации тока, увеличивается область управляемости выпрямит.ля. При этом нача;1о формирования импулъсоз фазораспределения смещается влэво и соответса.чзенно смещаются впэзо .мпул1зСы ка вьгх.оде ограничителя 16 дл-,.Ы1ости импульсов, импульсы фазосдвигающего элемента 1 выходят из зорты сойгитдения с импульсами ограничит эля 16 длг тельиостк импульсов. Сигнал via выходе пере1 лючателя 2 ступецей исчезаете Дяфкрэр нцкрующая цепь 19 выделяет загашй при спаде сигнала на выхода переключателя 2 сту- пеягй и подаат аго на пороговый элемент 2О. Пороговый элемент 20 рует сигнал, разрешающтгй прохождение импульсов огранпч 1таля 17 длительности импульсов на ппре&чючатель 2 ступеней через cxeMj 21 совпадения м с ещИЛИ 18с Подключепие импульса с выхода ограничителя 17 длитапьности импульсов на нход перзключатачя 2 ступеней восстанавлнБает скгншт па выходе последнагоо Вторая ступень пьпрямитэ-ля остается включонпой При увеличении угла задержки отпирания TispiicTopa пар77Лввой ступени выпрямителя имггульс ф|Юо сдвигающего элемента 1 выходит и;: зоны совпадения с импульсом ог{)аиичнтв. ля 17 длительности импульсов и но выходе переключателя 2 ступеней сигнал исчезает. Одновременно снимается питание порогового элемеша 20 н напрягкокие на его выходе исчезает, Понто;-1ное появление сигнала на выводе переключателя 2 ступеней возможно только при совпадении сигналя фазосдпигающего элемента 1 с сигналом о:раничите пя 16 длительности, импульсов. Назначение раздвлит шьных диодов 23 24 - разделение собой двр1 нсточииков питания порогового элемента 20, в качестве которых испсиьзуются выход ограничитЕУШ 16 шштельностк им пульсов и выход переключателя 2 ступо ней. Конденсатор 22 стаб шизирует питание в нере.ходны.х режимах, Таким образом, при совпадении импульсов с задним фропягом импульсов ос ществляется подключение имнульсов управления к последующей ступени регулирования, а отключение импульсов управления от этой ступени осуществляется при выходе импул1зСа из области задне- .го фронта импульса.

зобретения

Формула

Устройство для регулирования вапря™ женин, содержащее трансформаторротпайки обмотки которого подключены к тиристорам,. связанным с блоком управл;эния5, состо5Шщм из формироватгзля и фазосдви-

Источники информадии, принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР N3 44О282, кп, Н О2 Р 13/16, 1974.

2 Авторское свидетшьстао СССР № 34О283, кл, Н О2 Р 13/16, 1974, гшоищх .wjuMnHTOB для .й И высшей с-т/пенпй рот-улирования, соеди11онн.ьгх че ре-з соотвгггствутощие схпмьд совп.аления с управляющими электродами, тирнсторои, и пороключатель ступеней, вход которого соединен с выходом формирователя и фазосдвигающйго элемента ци-шшй ступени регулирования, а выход - с одной из схем соБпад.8НИЯ высшей ступени регулирования, отличающееся том что, с цвлью повыщения устойчивости и надежности, оно снабжено логическим блоком, имеющим два ограничителя длитальности импульсов, входы которык соединены с формирователем, а выход одного из них через вспомогатвяьнуто схему совпадения, а другого непосредст- венно поД1У1ючен к схеме ИЛИ, выход которой соединен со входом пере1иж чателя ступеней регулирования, а выход последнего через диг))ферениирующую цепь и пороговый элемент соединен со входом вспомогательной схемы совпадения и через диод с другим входом порогового элемента, к которому через другой диод в том же направлении под1слючен выход ограничителя длительности высщей ступени 8гулирования, причем точка соединения диодов через конденсатор под1У1Ючена к общей щине.

Сч)

3 &