Одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных преобразователях переменного напряжения в постоянное, у которых катоды тиристоров имеют общую точку.

Известны одноканальные устройства управления, содержащие трехфазный генератор импульсов, формирующие цепи, фазосдвигающие устройства, распределитель импульсов, построенный по схеме тиристорного кольцевого счетчика с отдельным углом синхронизации 1.

Такое одноканальное устройство отличается большой сложностью из-за наличия многих элементов схемы, что приводит к снижению надежности, а фильтр цепи синхронизации становится причиной асимметрии выходного напряжения.

Из известных одноканальных устройств управления вентильным преобразователем наиболее близким по технической сущности является одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем с катодной группой тиристоров 2, которое содержит последовательно соединенные генератор опорных напряжений, формирователь импульсов и диодный распределитель

импульсов с катодной группой и импульсным трансформатором. В таком устройстве управляющее напряжение сравнивается с опорным напряжением.

Недостаток такого устройства - сложность, невысокая надежность работы, наличие асимметрии, обусловленной разбросом параметров элементов, входящих в генератор опорного напряжения, влияние изменений питающего напряжения преобразователя на величину тока нагрузки.

Целью изобретения является упрощение

10 устройства и повышение его надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем с катодной группой тиристоров, содержащее диодный распределитель импульсов и источник нап15ряжения управления, введены релейный элемент с ключом на выходе и датчик тока нагрузки, выход которого соединен с входом релейного элемента через источник напряжения управления, а ключ релейного элемента включен в нулевой провод диодного распределителя импульсов.

В качестве датчика тока нагрузки может быть использован измерительный шунт. Релейный элемент может быть выполнен на усилителе постоянного тока, триггере Шмидта и транзисторных ключах.

На чертеже представлена нринципиальная схема одноканального устройства управления вентильным преобразователем с катодной группой тиристоров.

Одноканальное устройство управления вентильным преобразователем с катодной группой тиристоров содержит датчик 1 тока, 8 качестве которого использован измерительный шунт, включенный последовательно с нагрузкой 2 вентильного преобразователя. Выход датчика 1 тока соединен с входом релейного элемента 3 и последовательно - с источником 4 напряжения управления. Ключ 5 введен в нулевой провод диодного распределителя 6 импульсов. Диодный распределитель 6 импульсов содержит трехфазный трансформатор 7 и диоды 8-10.

Обмотки трансформатора 7 вклк)чены в «звезду с нулевым проводом, первичные обмотки подключены к силовой сети, а вторичные через диоды 8-10 соединяются с управляющими электродами соответствующих тиристоров 11 -13. Нулевая точка вторичных обмоток через ограничивающий резистор 14 и ключ 5 соединена с катодами тиристоров 11 -13 вентильного преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

На вход релейного элемента 3 с источника 4 напряжения управления подается напряжение управления U. Ключ 5 релейного элемента 3 замыкается, так как выполняется условие:

и - кТ Д,

где кЗ иос.вь1ходное напряжение датчика 1 тока нагрузки 2; 2Д-щирина петли гистерезиса релейного элемента 3 (подбирается меньшей, чем амплитуда пульсаций напряжения датчика 1 тока нагрузки 2).

Величина Т/( U, равна О в начальный момент времени. Распределитель 6 импульсов осуществляет подачу отпирающего сигнала на тот из тиристоров И -13, на аноде которого наиболее высокий потенциал. Если наиболее высокий потенциал на аноде тиристора 11, то отпирающий сигнал проходит по цепи: конец обмотки фазы А распределителя 6 импульсов, диод 10, управляющий электрод тиристора 11, катод тиристора 11, ключ 5, ограничивающий резистор 14, общая точка диодного распределителя. Тиристор 11 открывается и к нагрузке 2 прикладывается напряжение фазы А. Ток нагрузки 2 под действием напряжения фазы А возрастает. Напряжение с датчика 1 тока увеличивается и при

и - КЭ Д

срабатывает релейный элемент 3 и ключ 5 размыкается, снимая отпирающее напряжение с тиристора 11. Достигнув максимума, ток нагрузки 2 и, соответственно, напряжение датчика 1 тока начинают уменьшаться под действием уменьщающегося напряжения фазы А. При выполнении условия:

и - к1 д

срабатывает релейный элемент, и ключ 5 замыкается.

Диодный распределитель б импульсов подает отпирающий сигнал на тиристор 12, анод которого оказывается под наиболее высоким потенциалом по цепи: конец обмотки фаза В распределителя 6, диод 9, управляющий электрод тиристора 12, катод тиристора 12, ключ 5, ограничивающий резистор 14, общая точка диодного распределителя 6. Тиристор 12 открывается и к нагрузке 2 прикладывается напряжение фазы В. Ток tl нагрузки 2 под действием напряжения фазы В возрастает. Как и в случае работы тиристора 11 ключ 5 размыкается, а потом замыкается.

Диодный распределитель 6 импульсов подает отпирающий сигнал на тиристор 13, анод которого теперь оказывается под наиболее высоким потенциалом по цепи: конец обмотки фазы С распределителя 6, диод 8, управляющий электрод тиристоров 13, катод тиристора 13, ключ 5, резистор 14, общая точка диодного распределителя 6. Открывается тиристор 13 и к нагрузке 2 прикладывается напряжение фазы С.

Далее процесс работы повторяется. Таким образом, устройство работает в автоколебательном режиме с частотой колебаний 3f, где f - частота питающей сети.

При большом входном напряжении управления и напряжение Ц кЗ датчика 1 тока не успевает достичь величины U + + Д за время работы одного тиристора, релейный элемент не срабатывает и ключ 5 остается замкнут. Распределитель 6 импульсов, подает отпирающие сигналы на каждый из тиристоров 11 -13 в течение времени нахождения анода тиристора под наиболее высоким потенциалом, что обеспечивает максимальное напряжение на нагрузке до момента достижения напряжения LL К11 величины и + А.

После этого устанавливается рассмотренный выще автоколебательный режим.

Использование предлагаемого одноканального устройства для управления вентильным преобразователем обеспечивает по сравнению с существующими устройствами следующие преимущества:

простоту изготовления, минимальные затраты и надежную работу за счет значительного сокращения числа элементов, входящих в, устройство;

высокую симметрию выходного напряжения, определяемую симметрией напряжения сети, так как в устройстве нет элементов, вносящих асимметрию.

Формула изобретения

Одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем с катодной группой тиристоров, содержащее диодный распределитель импульсов и источник напряжения управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства и повыщения его надежности, оно снабжено релейным элементом с ключом на выходе и датчиком тока нагрузки, выход которого соединен со входом релейного элемента через источник напряжения управления, а ключ релейного элемента включен в нулевой провод диодного распределителя импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

№ 568137, кл. Н 02 Р 13/16, 1977 (прототип).