Тиристорный регулятор переменного напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02P13/30 H02P7/60 

54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения на статорной обмотке асинхронного электродвигателя с целью плавного пуска и изменения его частоты вращения.

Известен тиристорный регулят ор переменного напряжения, содержащий силовую часть и схему управления, гальванически не связанную с силовой частью и независимым управлением .

Недостатком этого регулятора является то, что имеет место ассиметрия по фазе управляющих импульсов, обусловленная разбросом собственного времени включения маломощных тиристоров Тэ, Т+. Кроме того длительность отпирающих импульсов силовых тиристоров меняется в зависимости от изменения их момента поступлення и ее максимальная величина будет равняться 180 эл. град.,что является причиной повыщения нагрева управляющего перехода силового тиристора. В свою очередь это приводит к уменьщению надежности работы тиристора.

Из известных тиристорных регуляторов переменного напряжения, содержащих силовую часть и схему управления, гальваничес2

ки связанную с силовой частью, наиболее близким по технической сущности является тирнсторный регулятор, содержащий включенные встречно-параллельно между собой цепочки из последовательно соединенных тиристора и силового диода, катод тиристора и анод диода каждой из которых образует общую точку, и формирователь импульсов управления, выполненный в виде источника постоянного напряжения, выходные выводы которого соединены через управляемый ключ с управляющими электродами тиристо10ров.

В этом устройстве управляющие импульсы на управляемый ключ можно подавать с выхода фазосдвигающего элемента, выполненного, например по схеме (3.

Недостатком известного устройства явля15ется возможность сбоев в работе регулятора при колебаниях нагрузки.

Цель изобретения- повыщение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве источник постоянно20го напряжения выполнен в виде выпрямительного моста, диагональ переменного тока которого включена последовательно через резистор и конденсатор с нторичпой обмоткой тра11сформ;1тор ч. первичная обмотка которого включена riapa./i./iejif)iio входным ВЕ)Водам, и двух диодов, каждьгн из которых включен между катодом соответствующего тиристора и одним из выводов диагонлли переменного тока выпрямительного моста, соглас-но с соответствующим тиристором, при этом анод упомя.нутого тиристора соединен через дополнительно введенный развязывающий диод с другим выводом диагонали неременного тока выпрями- тельного моста.

На чертеже представлена схема устройства.

Силовая часть устройства содержит тиристоры I и 2, силовые диоды 3 и 4 и нагрузку 5.

Формирователь импульсов состоит- из развязывающих диодов 6 и 7, диодов 8 и 9 мостового выпрямителя, составленного из диодов 10-13, трех цепочек фазосдвигающего элемента, каждая из которых состоит, cooTBeTCTBeHtro, первая из стабилитрона 14 и маломощного тиристора 15, вторая из резистора 16 с переменным сопротивлением и конденсатора 17;третья-изстабилитоона 18, а также транзистора 19, коллектор которого соединен с управляющими электродами силовых тиристоров, соответственно, через диодь 20 и 21, а база транзистора соединена с анодом маломощного тиристора через резистор 22.

В схему фазосдвигающего элемента входит также динистор 23, катод которого соединен с управляющим электродом маломощного тиристора, а анод Соединен с обшей точкой соединения .конденсатора 17 и резистора 16. В схему источника постоянного напряжения входят; трансформатор 24 соответственно с первичной 25 и вторичной 26 обмоткамп, причем последняя соединена с входом мостового выпрямителя через последовательно соединенные конденсатор 27 и резистор 28.

Схема работает следующим образом.

На зажимы 29.и 30 подается переменное напряжение. Пусть зажим 29 в рассматриваемый момент времени имеет положительный потенциал относительно зажима 30. При этом на зажимах 31 и 32 вторичной обмотки трансформатора 24 появляется напряжение, причем зажим 31 имеет положительный потенциал относительно потенциала зажима 32. Напряжение обмотки 26 вынрямляегся диодами 10-13 и стабилизируется стабилитроном 18. Этим напряжением заряжается конденсатор 17 через резистор 16 и при достижении напряжения конденсатора 17 напряжения переключо1гпя дпнигтора 23, послед НИИ включается. В результате конденсатор 17 начинает р;1.чряжаться по lunui: конденсатор 17, линистпр 23, упряпляюший переход тиристора 15. конденсатор 17 разряд

ным током включается тиристор 15. С момента отпирания тиристора 15 появляется ток базы транзистора 19 по цепи: переход эмиттер - база транзистора 19, резистор 22, тиристор 15. В результате этого транзистор, работающий в ключевом режиме, открывается и появляетсяток по цепи: зажим 31, резистор 28, конденсатор 27, диод 10, транзистор 19, диод 20, управляющий переход тиристора 1, диод 8, зажим 32. Этим током открывается тиристор 1. После отпирания тиристора 1 появляется ток но цепи: зажим 31, резистор 28, конденсатор 27, диод 6, тиристор 1, диод 8, зажим 32. Если величина этого тока не меньше тока удержания .тиристора I, то тиристор удерживается в

открытом состоянии этим током независимо от параметров нагрузки 5 и их изменения в период эксплуатации. Следует отметить, что с момента отпирания силового тиристора Т вход маломощного мостового выпрямителя шунтируется последовательно соединенными дирдом 6, тиристором 1, диодом 8. Поэтому с момента отпирания тиристора I по его входной цепи ток исчезнет, образуется задний фронт управляющего импульса тиристора 1.

Таким образом, независимо от параметров нагрузки 5 тиристор 1 отпирается узким отпирающим импульсом, длительность которого определяется собственным временем включения силового тиристора.

Аналогично образуется управляющийлмпульс для силового тиристора 2, но со сдвигом на 180 эл. град, относительно момента появления управляющего импульса тиристора 1.

Изменение величины напряжения на нагрузке 5 достигается изменением величины сопротивления резистора 16, так как при этом изменяется скорость заряда кон.денсатора, следовательно и моменты включения динистора 23, тиристора 15, транзистора 19, что и является причиной изменения момента поступления отпирающих импульсов силовых тиристоров.

Предложенная схема обеспечивает надежную работу регулятора, независимо от характера нагрузки.

Формула изобретения

Тиристорный регулятор переменного напряжения, содержащий включенные встречно-параллельно между собой цепочки из последовательно соединенных тиристора и силового диода, катод тиристора и анод силЬвого диода каждой из которых образуют общую точку, и формирователь импульсов управления, выполненный в виде источника

постоянного напряжения, выходные выводы которого соединены через управляемый ключ с управляющими электродами тиристоров, отличающийсА тем, что. с целью повьпиения

надежности, источник постоянного напряжения выполнен в виде выпрямительного моста, диагональ переменного тока которого включена последовательно через резистор и конденсатор с вторичной обмоткой трансформатора, первичная обмотка которого включена параллельно входным вь1водам, и двух диодов, каждый из которых включен между катодом соответствующего тиристора и одним из выводов диагонали переменного тока выпрямительного моста, согласно с соответствующим тиристором, при этом анод упомянутого тиристора соединен через

дополнительно введенный развязывающий диод с другим выводом диагонали переменного тока выпрямительного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

3.Авторское свидетельство СССР № 603091, кл. Н 02 Р 13/16, 1976.