Устройство для управления тиристорами Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ

I

Изобретение относится к источникам питания с повышенной стабильностью выходного напряжения.

Известно устройство, для управления тиристорами, содержащее фазо-импульсный блок 1.

Такое устройство не обеспечивает в ряде случаев требуемого уровня стабильности выпрямленного напряжения и имеет недостаточно высокую надежность работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, в котором импульсы регулируемой частоты от задающего генератора подаются на вход делителя частоты. С выхода делителя в момент времени, обусловленный коэффициентом деления, поступает сигнал на вход формирователя импульсов. Узел синхронизации позволяет синхронизировать начало счета импульсов делителем частоты с началом каждой из полуволн сетевого напряжения. С формирователя импульсов сигнал подается на усилитель, откуда уже сформированные импульсы поступают к тиристорам. Задающий генератор регулируемой частоты, являющийся преобразователем напряжение - частота, в зависимости от подаваемого на его

ВХОД сигнала меняет свою частоту и тем самым меняется фаза включения тиристора 2.

Однако это устройство не обладает необходимой надежностью в работе из-за того, что в схеме не предусмотрено ограничения рабочей зоны регулирования, что при индуктивной нагрузке и при многофазной системе может привести к выводу из строя элементов силовой цепи. Недостатком устройства является также невысокая стабильность выходного напряжения, так как

10 при изменении температуры частота задающего генератора меняется при неизменном управляющем сигнале.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что

15 устройство управления тиристорами, содержащее задающий генератор, синхронизатор, подключенный к сети, и последовательно соединенные формирователь импульсов, выходной усилитель, снабжено элементом И,

20 счетчиком, блоком сравнения и блоком формирования цифрового управляющего кода, причем выходы задающего генератора и синхронизатора подсоединены ко входам элемента И, вход которого соединен со входом счетчика, выход счетчика подключен ко входу блока сравнения, другой вход которого соединен с выходом блока формирования цифрового управляющего кода, а выход - со входом формирователя импульсов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма (в виде графиков) работы отдельных узлов устройства: а - сетевое синусоидальное напряжение; б, в - синхронизирующие сигналы на выходе синхронизатора 10 для положительного и отрицательного полупериодов; г - сигналы с задающего генератора 1; д, е - пачки импульсов на выходах логического элемента И, для положительного и отрицательного полупериодов; зц - сигналы, формируемые логической схемой сравнения чисел 4, для некоторого промежуточного значения в соответствии с установленным кодом в схеме формирования цифрового управляющего кода 5; 5 - сигналы на выходе формирователя импульсов 6; и - напряжение, снимаемое с выходов тиристоров 8 для некоторого промежуточного значения; к - максимальное напряжение, снимаемое с выходов тиристоров 8, которое соответствует минимальному углу открывания; - угол, соответствующий коэффициенту мощности нагрузки; б - минимальный угол открывания тиристоров, который допускает схема формирования цифрового управляющего кода 5.

Устройство состоит (см. фиг. 1) из последовательно соединенных задающего генератора 1, элемента И 2, счетчика 3, блока 4 сравнения, к которому подключен блок 5 формирования информационного управляющего кода формирователя импульсов 6, усилителя 7, тиристоров 8 с нагрузкой 9 и синхронизатора 10, соединенного с силовой сетью и элементом И 2.

Устройство работает следующим образом (в описании, на схеме и диаграммах работа устройства представлена для одной фазы).

Напряжение сети, поступая на вход синхронизатора 10, преобразуется из синусоидального в симметричные прямоугольные импульсы (для каждого полупериода), которые позволяют синхронизировать начало счета импульсов с началом каждой из полуволн сетевого напряжения. В элементе И 2, на входы которого поступают импульсы с задающего генератора 1 и синхронизатора 10, формируются пачки импульсов. Длительность каждой пачки равна длительности полупериода сетевого напряжения. В счетчике 3, вход которого связан с выходом элемента И 2, с началом каждой пачки начинается счет импульсов.

В блоке 4 сравнения происходит сравнение двух чисел: - счет импульсов, отсчитываемое счетчиком 3 и числом, которое

поступает с блока формирования цифрового управляющего кода 5. В момент времени, когда обе величины становятся равными, с выхода логической схемы сравнения чисел 4 поступает сигнал на вход формирователя импульсов 6, где формируются импульсы длительностью, необходимой для поджига тиристоров.

Эти импульсы в усилителе 7 усиливаются и через развязки в виде импульсных трансформаторов поступают на управляющие электроды тиристоров 9.

Меняя код блока формирования цифрового управляющего кода 5, с выхода блока 4 поступает сигнал соответственно с другим временным интервалом относительно начала полупериода, а следовательно изменится и фаза открывания тиристора. В качестве задающего генератора 1 может быть использован кварцевый генератор, частота которого практически не зависит от температуры, поэтомуИ фаза открывания тиристоров при неизменном коде блока формирования цифрового управляющего кода 5 не изменится при изменении температуры.

Для того, чтобы работу устройства можно было согласовать с коэффициентом мощности cos Ч индуктивной нагрузки, необходимо, чтобы наименьщий угол открывания тиристоров б отвечал условию , где (р - угол сдвига фаз между напряжением на нагрузке и током. С этой целью блок формирования цифрового управляющего кода 5

0 ограничивает зону регулирования максимально допустимой заранее установленной величиной кода управления, при которой удовлетворяется это условие.

Это может быть достигнуто сигналом запрета на дальнейшее увеличение величины

S управляющего кода. Этот сигнал вырабатывается схемой при достижении значения кода управления равного заранее установленной величины.

Для введения соответствующего кода

jj в блок формирования цифрового управляющего кода 5, т.е. для управления всего устройства возможны различные варианты, как например: при помощи цифрового коммутатора, через цифровой датчик вал-код изменением угла поворота, подачей соответствующего напряжения через преобразователь напряжение - код.

Последний способ наиболее приемлем при использовании устройства управления тиристорами в стабилизированных источниках питания.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорами, содержащее задающий генератор, синхронизатор, подключенный к сети, и последовательно соединенные формирователь импульсов и выходной усилитель, отличающевся тем, что, с целью повышения надежности работы устройства, оно снабжено элементом И, счетчиком, блоком сравнения и блоком формирования цифрового управляющего кода, причем выходы задающего генератора и синхронизатора подсоединены ко входам элемента И, выход которого соединен через счетчик со входом блока сравнения, другой вход которого соединен

1п1.8ыЗ Фаг.1

с выходом блока формирования цифрового управляющего кода, а выход - со входом формирователя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

Чити

/Л