Многоканальное устройство фазового управления тиристорами выпрямителя Советский патент 1980 года по МПК H02P13/24 H02M1/08 

Изобретение относится к электротех нике, а именно к системам управления тиристорными выпрямителями. Известны устройства фазового управ ления современных выпрямительных агрегатов, которые обычно содержат в каждом канале генератор пилообразного напряжения, блок сравнения с управляющим сигналом, пороговый элемент и выходной каскад. Недостатком устройст является то, то они сложны,/ имеют низкую надежность и большие масса-габаритные характеристики. Применение.-дросселя насыщения для создания регулируемой задержки импульсов позволяет намного упростить схему одного канала устройства фазового управления. Известно устройство, выполненное на основе дросселя насыщения, зашунтированного стабилитроном, защищенное от колебаний напряжения сети и не требующее специального источника питания, так как вход каждого канала устройства подключен к аноду и катоду управляемого им тиристора. Это устройство является наиболее близким по своей технической сущности к заяв ляемому. Однако из-за большого значе 1ния минимального угла регулирования коэффициент мощности выпрямителя будет, низким. При углах регулирования меньше минимального выпрямитель работает ненадежно, так как отдельные тиристоры могут вовремя не открыться. Для увеличения максимального угла регулирования необходимо увеличивать габариты и массу дросселя насыщения. Целью настоящего изобретения является повышение КПД выпрямителя и расширение диапазона изменения углов регулирования. Поставленная цель достигается тем, что многоканальное устройство фазового управления тиристорами выпрямителя, содержащее в каждом канале дроссель насыщения, рабочая обмотка которого подключена к управляющему электроду тиристора, стабилитрон, соединенный со вторьм выводом рабочей обмотки, гасящий резистор и диод, подключенный ко входу канала, и другой диод, включенный между управляющим электродом и катодом тиристора, дополнительно снабжено двумя транзисторами, диодом, двумя резисторами и стабилитроном, параллельно которому подключен конденсатор, одна из обкладок которого подключена к другому выводу первого стабилитрона и ко входу канала через последовательно соединенные третий диод, зашунтированный эмиттерным переходом первого транзистора, гасящий резистор и первый диод, а вторая обкладка - к управляющему электроду тиристора и через резистор - к базе этого транзистора,коллектор которого соединен с эмиттером второго транзистора, у которого эмиттерный переход зашунтирован дополнительным резистором, коллектор подключен-к катоду тиристора, база ко второму выводу рабочей обмотки дросселя насыщения.

На фиг. 1 приведена схема одного канала устройства фазового управления на фиг. 2 - временные диаграммы работы его в однофазном.выпрямителе с активной нагрузкой; на фиг. 3 - включение каналов устройства в трехфазный мостовой выпрямитель.

. Выходы 1, 2 каждого канала устройства (фиг. 1) могут быть подключены к аноду и катоду управляемого тиристора, к конденсатору RC-цепи защиты тиристора от перенапряжений, к отдельной обмотке силового трансформатора между фазами питания, но при этом выход 1 обязательно должен быть подключен к катоду тиристора. Выход 3 подключается к управляющему электроду тиристора. Обмотки управления 4, 5 исмещения 6, 7 всех каналов соединяются последовательно и согласно- и подключа ются к системе регулирования вы ходного тока (напряжения) выпрямителя.

Каждый канал устройства содержит гасящий резистор 8 и диод 9, катод которого подключен ко входу, диод 10 и резистор 11, управляющие транзистором 12, конденсатор 13, стабилитрон 14, дроссель насыщения 15 и резистор 16, шунтирующий эмиттерный переход транзистора ЗЙ. Диод 18находится в цепи заряда конденсатора, а стабилитрон 19 нужен для защиты транзистора 12 от пробоя при выключении им тока в рабочей обмотке дросселя насыщения.

Устройство работает следующим образом.

Когда напряжение Ujj (фиг. 2) на входе 1, 2 отрицательное, конденсатор 13 заряжается через диоды 18, 10, 9 и резистор 8 до тех пор, пока напряжение Uc на нем не достигнет величицы UC,T , при которой пробивается стабилитрон 14. Все это время транзисторы 12 и 17 закрыты. Входное напряжение, пройдя один или несколько максимумов, уменьшается, и когда оно вновь достигнет напряжения , до которого конденсатор уже должен быть заряжен, диоды 9, 10, 18 закрываются и открывается транзистор 12 током раряда конденсатора через резистор 11.

|При этом конденсатор подключается через транзистор 12 к резистор 16 к рарочей обмотке дросселя насыщения 15, и начинается рост тока Дц в этой обмотке .

Сопротивление резистора 16 подобрано так, что до момента насыщения дросселя транзистор 17 закрыт. При насьвдении дросселя ток рабочей o6NioTки ограничивается ее активным сопротивлением, напряжение на резисторе 16 возрастает и транзистор 17 открывается. Конденсатор 13, у которого израсходовано на разряд через резистор 11 и дроссель насыщения 15 не более 1/3 запасенной энергии, подключается через транзисторы 12 и 17 к выходам 1, 3 канала, и на силовой тиристор подается управляющим импульс тока 1 Bbiv После разряда конденсатора канал устройства возвращается в исходное состояние.

Ток 3)с1с дросселя, а следовательно, (И угол регулирования об зависит от токов, подаваемых в обмотку управления 4, 5 и смещения 6, 7.

При использовании предлагаемого устройства управления в мостовом выпрямителе для надежного включения необходимо пусковое устройство состоящее (фиг. 3) из диода 20, резистора 21 и пускового реле 22 с контактами 23.

Описанное устройство фазового управления отличается простотой, экономичностью и устойчивостью рабЬты вы-. прямителя. Применение этого устройства позволит создать выпрямители с повышенным КПД и расширенным диапазоном изменения углов регулирования..

Формула изобретения

Многоканальное устройство фазового управления тиристорами выпрямителя, содержащее в каждом канале дроссель насьпцения, рабочая обмотка которого подключена к управляющему электроду тиристора,.стабилитрон, соединенный со вторым выводом рабочей обмотки, гасящий резистор и диод, подключенный ко входу канала, и другой диод, включенный между управляющим электродом и катодом .тиристора, о т-личающ еся -тем, что, с- целью повышения КПД вьшрямителя и расширения диапазона изМенения углов рё гулирования, QHO дополнительно снабжено двумя транзисторами, диодом, двумя резисторами и стабилитроном, параллельно которому подключен конденсатор, одна ИЗ обкладок которого . подключена к другому выводу первого стабилитрона и ко входу канала через последовательно соединенные третий диод зашунтированный эмиттерным переходом первого транзистора, гасящий резистор и первый диод, а вторая об5 кладка - к управляющему электроду