Устройство для фазового управления тиристорным преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в тиристорных преобразовате- j лях постоянного тока.

Известно устройство для управления преобразователями содержащее генератор напряжения пилообразной формы, выходное напряжение которого JQ с помощью отделяющих диодов сравнивается с синусоидальными напряжениями, вырабатываемыми обмотками синхронизирукидих трансформаторов таким образом, что нарастание пилообразного на-,, пряжения начинается в момент перехода синхронизирующего напряжения через ноль.

Недостатком этого устройства является значительная мощность генерато- 2о ра пилообразного напряжения, искажение управляющего напряжения, запаздывание запуска формирователя импульсов.

Из известных устройств наиболее 25 близким по технической сущности является устройство 2, содержащее узел синхронизации, источник управляющего напряжения и фазосдвигающий узел,состоящий из узла сравнения и конденса- Q

тора, соединенного одним выводом через резистор с источником постоянного напряжения, а другим выводом через диод с источником управляющего напряжения, причем узел сравнения имеет дополнительный транзистор с диодом в цепи коллектора и резистором в цепи базы, причем диод подключен к точке соединения конденсатора и источника управляющего напряжения,эмиттер транзистора подсоединен к точке подключения источника управляющего напряжения, а резистор - к коллектору транзистора уэла сравнения.

Недостатками известного устройства являются необходимость гсшьванической развязки источников питания и управления, а также низкая помехоустойчивость.

Целью настоящего изобретения является уменьшение габаритов и повышение помехоустойчивости.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для фазового управления тиристорным преобразователем, содержащее узел синхронизации, источник управляющего напряжения и фазосцвиганлций узел, состоящий из двух транзисторов п-р-п и р-п-р типа.

иода и конденсатора, соединенного первым выводом через резистор с источником постоянного напряжения, а вторым выводом через второй диод с источником управляющего напряжения и формирователь импульсов, дополнительно введены источник напряжения сравнения и еще два дополнительных диода, причем первый вывод конденсатора соеинен с эмиттером транзистора П-р-п типа, база которого соединена с каодом первого диода и с катодом первого дополнительного диода, анод первого диода подключен к коллектору транзисторар-П р типа и к входу формирователя импульсов, анод первого дополнительного диода соединен с отрицательным выводом источника напряжения сравнения, коллектор транзистора п-РПтипа соеди.нен с базой транзистора р-п-р типа и с выходом узла синхронизации, второй вывод конденсатора соединен с катодом второго диода и анодом второго дополнительного диода, анод второго диода соединен с отрицательным выводом источника управляющего напряжения,а катод второго дополнительного диода, а также положительные выводы источника напряжения сравнения и источника управляющего напряжения и эмиттер транзистора р-п--р типа соединены с общей шиной питания.

На фиг. 1 представлена схема устройства для фазового управления тиристорным преобразователем; на фиг.2временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит узел 1 синхронизации, фазосдвигающий узел 2 и формирователь 3 импульсов. Узел синхронизации состоит из резисторов 4 и 5, стабилитрона 6, конденсатора 7 и диода 8. Фазосдвигающий узел 2 состоит из двух транзисторов п-р-п типа 9 и р-п-р типа 10, четырех диодов 11, 12, 13 и 14, конденсатора 15, резистора 16, источника 17 управляющего напряжения и источника 18 напряжения сравнения. Формирователь 3 импульсов состоит из резисторов 19, 20, 21, конденсатора 22, транзистора 23 и источника напряжения питания.

Устройство работает следугацим образом.

В момент времени t О, когда напряжение синхронизации имеет отрицательное значение, транзисторы 9 и 10 и транзистор 23 открыты. Транзисторы 9 и 10 включены так, что поддерживают друг друга в открытом состоянии. Конденсаторы 15 и 22 разряжены, потенциалы на обоих выводах конденсаторов равны потенциалу .общей шины питания. В момент времени t, когда напряжение 24 синхронизации (см. фиг.2) переходит через ноль, на стабилитроне 6 возникает напряжение 25, равное по величине напряжению на стабилитроне. Из этого напряжения Формируется положительный импульс 26, который поступает на базу транзистора 10.При этом транзисторы 9 и 10 закрываются. На эмиттере транзистора 9 напряжение j становится равным напряжению источника 17, конденсатор 15 начинает заряжаться через источник постоянного напряжения, диод 12 и резистор 16. По мере заряда конденсатора 15 напряQ жение на нем увеличивается, вызывая увеличение напряжения на эмиттере транзистора 9, которое равно сумме напряжения управления и напряжения на конденсаторе 15. Это суммарное напряжение будет увеличиваться до тех 5 пор,пока не достигнет значения напряжения источника 18.В этот момент открывается диод 11, что приводит к :1отпиранию транзистора 9 и 10. При этом конденсатор 15 разряжается через диод 14, транзисторы 9 и 10. Пог тенциал на эмиттере транзистора 9 снова становится равным О, а форма напряжения 27 имеет вид прямоугольной трапеции. Угол фазового сдвига ot определяется временем заряда конденсатора 15 до момента, когда суммарное напряжение на эмиттере транзистора 9 достигает величины напряжения источника 17. Так как величина напряжеНИН сравнения является постоянной, то с увеличением напряжения управления уменьшается величина напряжения на конденсаторе 15, в результате чего уменьшается величина угла фазового сдвига. Таким образом осуществляется обратная линейная зависимость между напряжением управления и величиной угла фазового сдвига. При этом достигается прямая зависимость между напряжением управления и выходным напряжением преобразователя. Транзистор 10 является одновременно элементом одновибратора, который составляет узел 2. В момент времени -t транзистор 10 закрыт, конденсатор 22 зае ряжается до величины напряжения питания. В момент времени -fc , когда транзистор 10 откроется конденса-с тор 22 разряжается до нуля. В период разряда конденсатора 22 на базе транзистора 23 возникает положительный потенциал и транзистор 23 закрывается. После разряда конденсатора 22 через резистор 20 потечет ток и транзистор 23 откроется. Таким образом на выходе формирователя 3 илтульсов 55 будет сформирован импульс 28.

Данное техническое решение позволяет упростить устройство, уменьшить его габариты и повысить помехоустойчивость.

0 Блок управления тиристорного агрегата в целом упрощается за счет того, что все источники питания, управления и синхронизации подключены к одной общей шине. Такое соединение 5 позволяет от одного комплекта источНИКОВ осуществлять питание и синхронизацию нескольких преобразователей. За счет этого же повышается помехоустойчивость устройства.

Формула изобретения

Устройство для фазового управления тиристорным преобразователем,содержащее узел синхронизации,источник управляйадего напряжения и фазосдвиГсцоций узел, состоящий из двух транзисторов п-р -п и р-п-р типа, диода и конденсатора, соединенного первым выходом через резистор с источником постоянного напряжения, а вторым выводом через второй диод с источником управляющего напряжения и формирователь импульсов, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов и повышения помехоустойчивости, оно снабжено источником напряжения сравнения и двумя дополнительными диодами, причем первый вывод конденсатора соединен с змиттером транзистора п-р-п типа, база которого соединена с катодом первого

диода и с катодом первого дополнительного диода, анод первого диода подключен к коллектору транзистора р-п-р типа и к входу формирователя импульсов, анод первого дополнительного диода соединен с отрицательным выводом источника напряжения сравнения, коллектор транзистора п-р-п типа соединен с базой транзистора р-п-р типа и с выходом узла синхронизации, второй вывод конденсатора соединен с катодом второго диода и анодсм второго дополнительного диода, анрд второго диода соединен с отрицательньм выводом источника управляющего напряжения, а катод второго дополнительного диода, а также положительные выводы источника напряжения сравнения и источника управляЕоцего напряжения и эмиттер транзистора р-п-р типа соединены с

общей 111иной питания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 144896, кл. Н 02 М 1/04, 1961.

2. Авторское свидетельство СССР № 508889, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.