Устройство для формирования импульсов управления Советский патент 1981 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к импульсной технике, предаазначено для получения им пульсов напряжения, которые мо1ут быть использованы для отпирания тиристоров. По основному авт. св. № 4657ОО известно устройство для формирования нмпульсов управления, которое содержит две идентичные ячейки, каждая из которых BJ Iполнена в виде последовательной цепочки из зарядного и накопительного конденсатора и подключенной к одной из вторичньк обмоток питающего трансформатора и к соответствующему тиристору, анод которого подключен к катоду зарядного диода, а катод связан через общий для обеих ячеек коммутирующий конденсатор с точкой соединения вторичной обмотки питающего трансформатора и накопительного конден сатора ячейки, первичная обмотка выходного трансформатора включена между катодом одного из тиристоров и общим коммутируют щнм конденсатором Ц. На вторичных обмотках выходного трансформатора получают импульсы напряжения экспоненциальной формы со сдвигом по фазе 180 эл. град. Во всем акв. пазоне изменение угла регулирования фазы формируемых импульсов их длительность составляет t зГ. В свою очередь постоянная времени Т цепи формирования определяется емкостью накопительных конденсаторов, коммутируй, щего конденсатора к сопротивлением нагрузки (цепи управляющих электродов тиристоров преобразователя), подключенной к вторичным обмоткам выхошюго траноформатора. При управлении работой преобразовательной установки импульсами напряжения, имеет место режим, когД|а на управляющих электродах ее тиристоров сохраняется положительное напряжение, при отрицательном напряжении на анодах этих тиристоров. Длительность этого режима зависит от соотношения между угл.ом регулирования о(, постоянной времени Т угловой частотой и) переменного напряжения, питающего преобразовательную новку. при изменении угла регулирования от 130-3«(.до 18О эл. град, длительнос этого режима увеличивается от нуля до Э В этом режиме в тиристорах преобразовательной установки увеличиваются потери от обратного тока, появляется дополнит л ный их нагрев, ухудшаются условия запирания тиристоров. В результате этого уху шаются условия работы тиристоров, увели чивается вероятность их повреждения, что в целом снижает надежность преобразовательных установок, и повышает расход этюктроэнергии. Цель изобретения - повышение надежности и КПД. Поставленная цель достигается тем, что устройство по авт. св. № 465700 снабжено генератором импульсов и двуполярным ключом, при этом вход генератора подключен к первичной обмотке питающего трансформатора, вход генера™ тора соединен со входом ключа, а выход этого ключа подключен параллельно, первичной обмотке выходного трансформатора. В качестве генератора может быть использовано устройство, которое обеспечивает получение импульсов в моменты прохождения синусоидального напряжения через нуль jЗвyпoляpный ключ может быть выполнен на симисторе, двух тиристорах, вклю ченньйс встречно-параллельно, или в виде диодного моста и тиристора, подключенно го к его выходу. На фиг, 1 представлена принципиальна схема предлагаемого устройства. Устройство содержит питйющий трано форматор 1 с первичной обмоткой 2, вторичньп н обмотками 3 и 4, зарядные диоды 5 и 6, накопительные конденс торы 7 и 8, формирующие тиристоры 9 и 1 Oj выходной трансформатор 11с пер вичной обмоткой 12 и вторичньши обмоткамк 13 и 14, диоды 15 и 16, коммутирующий конденсатор 17, двуполярный 18 с диодным мостом 19 и тиристором 20, генератор 21. На фиг. 2 показаны временные диаграммы, которые поясняют работу предлагаемого устройства в режиме, когда 18О-3 и)Т cXL 180 эл. град. На временных диаграммах приняты следующие обозначения: Uj - напряженве первичной обмотки 2 питающего трансформатора Ij и, напряжение на накопительных конденсаторах 7, 8i 74 Ц - напряжение первичной обмотки 12 выходного трансформатора 11; U-)- напряжение на коммутирующем конденсаторе 17; Ui напряжение на выходе генератора 21. Рассмотрим работу устройства, начиная с момента времени t , который соответствует началу проводящего для зарядного диода 6 полупериода напряжения первичной обмотки 2 питающего трансформатора 1. В момент t заканчивается процесс формирования импульса напряжения, который начался в предыдущий по; период напряжения первичной обмотки 2 питающего трансформатора 1. В момент t, напряжение вторичной обмотки 4 питающего трансформатора 1 становится равным напряжению накопительного конденсатора 8 и он начинает заряжаться по цепи: вторичная обморка 4 питающего трансформатора 1 зарядньй диод 6, Если конденсаторы 7, 8 и 17 имеют одинаковую емкость, то накопительный конденсатор 8 заряжается в течение этого полупериода от напряжения, равного 1/4 амплитуды Uh формиpyeMbiX импульсов напряжения до амплитудного значения синусоидального напряжения вторичной обмотки 4 питающего -фансформатора 1, равного 3/4 U . В этот же полупериод в момент t , соответствующий углу регулирования ,тС фазы формируемых импульсов, открывает ся формирующий таристор 9 и начинается заряд заряженного в предыдущий полупериод До напряжения 3/4 U накопительного конденсатора 7 по цепи: фор, мирующий Тиристор 9 - первичная обмотка 12 вькодного трансформатора 11 предварительно заряженный до напряжения 1/4 и коммутирующий конденсатор 17. В момент tu, который соответствует окончанию .рассматриваемого полупериода и началу следующего полупериода питающегч) напряжения, на выходе генератора 21 появляется импульс напряжения, которь Й поступает на вход ключа 18,образованный управляющим электродом тиристора 2О. Тиристор 20 отпирается и первичная обмотка 12 вькодного трансформатора 11 шунтируется цепью, образованной тиристором 20 и двумя диодами моста 19. В результате этого постоянная времени цепи формирования уменьшается практически До нуля, процессы разряда конденсатоpa 7 И перезаряда, конденсатора 17 ускоряются и заканчиваются в момент ti , После окончания разряда накопитепьного конденсатора 7 напряжение между ним и коммутирующим конденсатором 17 распределяется согласно их емкостям и в рассматриваемом случае имеет величину, равную 1/4 Кц . За счет энергии, накопленной конденсаторами 7 и 17, на первичной обмотке 12 выходного трансформатора 11 формиру ется импульс напряжения амплитудой Uj, , .который имеет длительность, меньшую ЗГ; и полярность, обратную полярности.предь дущего импульса на этой же обмотке. Следующий полупериод питающего напря жения, который начинается в момент tt является проводящим для зарядногю диода 5. В момент tjэтого полупериода начинает заряжаться накопительньй конденсатор 7 по цепи: вторичная обмотка 3 питающего трансформатора 1 - зарядный диод 5. Накопительный конденсатор 7 заряжается в течение этого полупериода от напряжения равного 1/4 ии,до амплитудного значения изменяющегося по синусоидальному закону напряжения вторичной обмотки 3 питаю щего трансформатора 1, равного 3/41), . В этот же полупериод в момент tj, , соответствующий углу регулирования (К, фазы формируемых импульсов, открывается формирующий тиристор 10 и начинается разряд заряженного в предыдущий полупериод до напряжения 3/4 U накопительного конденсатора 8 по цепи: формирующий тиристор 10 - предварительно заряженный до нагфяжения 1/4 U, в предыдущий полупериод коммутирующий конденсатор 17 - первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11. В момент tJOкoнчaния рассматриваемо го полупериода питающего напряжения на выходе генератора 21 появляется импульс напряжения, которым отпирается тиристор 2О ключа 18. В результате этого первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11 закорачивается и процесс формирования импульса заканчивается. Таким образом, за счет энергии, запасенной накопительным конденсатором 8 и коммутирующим конденсатором 17, фс мируется на первичной обмотке 12 выхо. ного трансформатора 11 импульс напряжения амплитудой и и и длительностью t ц ЗГ. При очередном отпирании формирующих тиристоров 9 и 10 происходит разряд накопительных конденсаторов 7 и 8 и перезаряд коммутирующего конденсатора 17. При этом, к первичной обмотке 12 вь ходного трансформатора 11 приклаДьшается поочередно разнополярныв импульсы напряжения. При 18О - 3u)t оС 18О эл. град, длительность этих импульсов напряжения укорочена и меньще 3 I . Импульсы напряжения одной полярности передаются в нагрузку, подключенную через диод IS к вторичной обмотке 13 вько него трансформатора 11. Им1туяьсы Другой Полярности поступают в нагрузку, которая подключена через диод 16 к вторичной обмотке 14 выходного трансформатора 11. Данные преимущества устройства достигаются тем, что у импульсов нагфяжения на вторичных обмотках 13 и 14 выходного трансформатора 11 длительность уменьщается при углах регулирования 18О-5a t оС 18О эл. град. Формула изобретения Устройство для,формирования импульсов управления по авт. св. № 4657ОО, отличающееся тек что, с целью повьпиения надежности и КПД, оно снабжено генератором импульсов напряжения н двуполярным ключом, причем вход генератора подключен к первичной обмотке питающего Т трансформатора, вькод генератора соединен со входом ключа, а выход ключа подключен параллелшо первичной обмотке выходного трансформа тора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 465700, кл. Н 02 М 1/08, 1973.