Способ управления электронным вентилем и устройство для его реализации Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛEKTPOHHЫ ВЕНТИЛЕМ И УСТРОЙСТВО для ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Изобретение относится к промышленной электронике, а именно к высоковопьт нъел преобразователям тока, и может быт испол&зовано в лшшях электропередач по стоянного toKa вьюокого напряж ош н в источниках реактивной мопшос-га с электронными вентнлямя. Известны прео%азовательньге устройства, в которых применяется электронная лампа практически без потребления тока в управления в качестве элетлента защиты ot коротких замыканий в цепи нагрузки и как последовательный регулирующий элемент ll. Если в относительно маломощных установках в качестве ключа применяются триоды с левыми анадно-сеточными характеристиками, то при увеличении мошнос-га возйЕикает необходимость применени мощных модуляторных ламп, а также электроннолучевых вентилей, в которых мощность цепи управления может составить значительную величину, что является недостатком известных устройств. Известен способ управления электрон- нопучевым вентилем, в соответств1ш с которым подают импульсы напряжения, с|(азированные с анодным напряжением и имеющие необхрдимую для работы преобразователя длительность, на сетку указанного вентиля и стабилизируют управляющий импульс по току на проводящего состояния вентшш с целью снкх ения мощности, выделяемой на сетке 2}, Устройство, реализующее указанный способ, содерхагт датчики тока вентиля и падения напряжения иа вентиле с пороговым элементом на выходе, блок питания управляющет э электрода, включающий в себя источник питания и соединенный последовательно с ним управляемый ювоч, в частности в виде элетстронной лампы, в сеточной цедш которой включены источник отрицательного смещения и источник управлякяцего сигнала. При этом датчики тока вентиля и падения напряжения на нем через схему логического умаюжения связаны с цепью управлетдая jTcaаанного управляемого ключа (3 . При атом способе мощность управления вентилем при мапьгх токах, нагрузк снижается нропорционалъмо уменьшению напряжешгя шравления} .однако в стабк пизирзт онием элементе выделяется значительная мощность, что делает ус-:фой ст.во для угфавления электронным вентилем излишне громоздкой и снижает ее КПД. Меяоду тем сохранение вехшщ ны тока тфавпения равной номинальноii при сниже ши тока анода не вызьшаетс необходимостью . и.рль и-зобретения - умеш-дче ше потер -fi iUiccTH КЗ упрвБЛяютдем эпекфоде вен lunsi и в цепи управле1шя. Укозэ.ииая цель достигается тем, что .|.;.;пгчиг{у гока уттраБлегШЯ изменяют проRvjMijTOHaabHO изменению велхг-п-гаы тока ;;7;:ода. Для этого в устройство упракп&ш й.:1октронным вентилем, содержащее блок щгтагам управляющего эле1рода, включаю ;;.: .В себя -источшпс питатпгп и соединен г(;;1о иоследовате.лыю с аим электрсинлщо .jfiF,-iny с источником отрииательного слметя IM fa JT нсточшшом з-тгравля.кэщего с.итнала Б ceT-QHHoff цени, датчик тока вентила, длпгяк напряжения на вентште с 1а6рогов Г)::гемемтом на Bbixolie и блок логит юского ;ум {ожения. в.)соды которого связаны с уicaoCiim/oib.-iH .датчиками, введен регул -.г.уемый источшш посто ппюго 1юпр5-чже1шя с дв;/мя входам.и, электрип.ески расдаизан ;Г.-мн с выходом, включекный в цепь сет .указанной электрокной л.мн.ы иоследоваТЗпъио с ИСТОЧ7ОПСОМ OTpHuaTej-ibHoro сме ш.ошет, причем к из упомянутъгх входов подк.шочен вьтход датчика т-эка, а к другому - выход блока логического укоюжени.я „ ; На фгач 1 приведены эзссперименталь пые характеристюси электронколу евого вентиля (ЭЛЕ) на ф.щч 2 устройство, реализующее пред хагаемый способ;, на фиг. 3 анх5дио сеточная характеристик используемой в yci poficTBe электрош-юй лампы. Как Б1ЗДНО из характеристик, приведе ньк на (. 1, где 1 -кривые зависиMocTjt анодного тока oi анодтюго напряж 1ПШ п(1 f-) разных значе ниях управляющего напряжения; Д кривые завистлости тока управляюшего электрода от анодного напряже1шя 1 fn )при разных значениях управляющего напряжетшя, можно выбрать рабочую обпас1ъ Щ ЭЛВ таким образом. яобь при j:3MeueifflK тока анода i в диапазоне от О до номинального зна-ченкя 3„, ток jQ, iw.i управления не выхоravi за пределы точек, соответствующих резкому возрастанию зависимости L ( -а) та область лекшт на пересечении луча I с кривыми и . При эюм обеспечиваетск приблизи ельная пропорциональность (линия, tV ) между ГОКОМ анода ( 1 ) к током упра(з ления ( i ). Таким образом, лри регугафовании тока анода от номинального значения Зд до нупя ток управления i будет приблизительно линейно y /Ieньшaтьcй, Устройство, реализующее предлагаемый способ управления, содерж51т источник 1, подключеннь й .через ЭЛВ 2 к нагрузке 3. Цепь унраъляющего электро-да 4 ЗЛВ через злeктpo пI o лампу 5 подключена к источт-шку . 6. В цепь сетки ла1.дпы 5 .включень ИСТОЧШЕК управления 7, источник отрицательного смещения 8 и perym ijQMbiK источнкк постоянного напряжения 9, тлеющий два входа 1О и 11. На вход 1О поступает сш-кал с да этика тока вентиля 12, а на вход 11 - с датчика 13 напряже шя на вентиле. Между датчиком напряжения 13 и входом 11 регулируемого, ис.точника постоянного напряжения включено пороговое устройство 14, и блок логического умножения И 15, второй вход которого подключен к выходу датчшса тока 12. Устройство работает следующим образом. Сигнал 1 (см. фиг.З) превышает напряжение отсечки UQ . При подаче сигнала j, со схемы управления 7 лампа переводится в режим начальной проводимости с током управления вентиля (анодным током лампы 5) iy . При этом через вентиль начнет проходиэъ небольшо.й ток и с датчика тока постуш1Т разрешающий сигнал на схему И 15, одновременно при малом анодном . токе резко возрастет напряжение на венжле, которое превысит напряже1ше устанНОВ1СИ порогового устройства 14. Схема И сработает и выдаст сигнал на регулируемый ис1Х)чник постояшюго напряжешш 9 и его напряжение nrfu) (индекс указывает на обратнуюсвязь по напряжешпо)-переведет лампу 5 в реж.чм насыще1шя при максимальном токе Анодный ток вентилр при этом установится в соответствии с величинам.и напряжения источника 1 и сопротивлешгя 5736 нагрузки 3. Далее практически одновременно последует 2 процесса: нагфяже юе на выходе источника 9 дополнительно увеличится на величину из-за обратной связи по току IT уменьшится на вел}П ину , так как напряжени на вентиле при увеличешти анодного тока упадет ниже напряжеш1;я уставки порогового устройства 14. Таким образом, установится рабочий режим, соответствующи току управления I 1 . При необходимости дальнейшего уменьшения тока IQ, ток управления будет также уменьшсться под действием обратной связи по току. Если же по условиям анодной цепи вентиля потребуется увеличение тока ig те будет повторяться MexaiffiH3Nt работы схемы, описанный выше. Предлагаемое устройство обеспечивает оптимальный pejKiDvi управления электронным вентилем в схеме коммутатора постоянного тока при регулировании тока нагрузки в ицфоком диапазоне. Расчеты показывают, что применение такого способа в элект1эош1ых коммутаторах обеспечивает значт стельный экономичесхшй эффект за счет снижения потерь в цепях управления и возможности прлд{енения менее мощных и более дешевых элементов вьтходных цепей в схеме управпеютя Формула изобретени 1. Способ управления элект1эо1шым вентилем, состоящий в том, что подают напряжение постояшюго тока, на его управляющий электрод и воздействуют на величину тока управления, о т л и чающийся тем, что, с целью j- ieitbшетшя потерь ктошности на управляющем электроде и в цепи утфавления, величину -трка управлешгя изменяют гфопорциопально изменешпо велзгчины тока анода. 2. Устройство для реаяизашш способа управления элоктронньпч- вентилем по п. 1, содержащее блок питаш1я управляющего электрода, включающий в себя источшгк питатшя и соединеннее последовательно с шгм электронную лампу с ксточшгком отрицательного смещения источником ртравляющего сигнала в сеточной цепи, датчик тока вентиля, датчик напряжения на вентиле с пороговым элементом на выходе и блок логического умножеш{я, входы которого подключены соответственно к датчику тока и пороговому элементу, о т л и ч а ющ е е с я тем, что в него введен регулируеК1ый источшгк постоятюго напряжеШ1Я с двумя входами, электрически развязанными с выходом, включенный в цепь сепш указанной, электронной лампы последовательно с источником отрицательного CMeaiemiH, причем к однок(у из упомянутых входов подключен выход датчшса тока, а к другому - выход блока логического умножешги. Источники информашш, принятые во вдагкгашге при экспертизе 1.Патент США Hi 3546606, кл. 328-267, ,1970. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке ХЬ 2376896/07, кп. Н u2 F 13/16, 1976. 3.Авгхэрское свидетельстпо СССР по К-з 23787О8/О7, кл. Н О2 Р 13/16, 1976.