Трехфазный тиристорный регулятор переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02M5/04 H02P13/30 

ки, элементы которой соединены в треугольник. Недостаточен диапазон регулирования выходного нагфяжения. Кроме того, сложна схема, например, в случае применения регулятора по цепи статора, что в свою очередь снижает эксплуатационную надежность. Цель изобретения - упрощение регулятора, повышение надежности и расширение диапазона регулирования. Поставленная цель достигается тем, что в трехфазный тиристорный регулятор переменного нагфяжения, содержащий цепочки из встречно-параллельно соединенных силовых диода и тиристора, каждая из которых включена между входным и выходным выводами соответствующей фазы, вспомогательные тиристоры, каждый из которых включен через резистор между анодами и ухфавляющим электродом тиристора соответствующей цепочки, фс змирователи импульсов, выполненные каждый в виде разрядного конденсатора, включенного через разделительный диод и пороговый элемент параллельно переходам управляющий электрод-катод тиристора одной из цепочек и соответствующего ему вспомогательного тиристора, введ ны пять групп дополнительных диодов по три диода в каждой группе, дополнительные переменные резисторы, шунтирующие диоды и интегрирующие конденсаторы, гфичем параллельно ра ядному конденсатору каждого из формирователей импульсов через два дополнительных резистора, каждый из которых зашукгирован одним из шунтирующих диодов в нахфавлении, обратном зарядному току разрядного конденсатора, включены два интегрирующих конденсат(а, общая точка соединения одного из которых с катодом шунтирующегодиода и анодом соответствующего днода первой группы через соот ветствующий переменный резистор соединена с катодом одного нз диодов второй группы, в которой аноды всех диодов объединены и их точка соединения через другой переменный резистор и соответ ствующий дополнительный резистср соеди нена с общей точкой соединения катодов диодов третьей группы, анод каждого из KOTqpbix соединен с катодом соответству ющего диода четвертой группы и одним из выходных выводов, общая точка соедн нения указанных переменного н дополнительного резисторов через другие дополнительные резисторы подключена к анодам диодов группы, а общая точка соединения катодов диодов первой группы через соответствующий дополнительный резистор соединена с общей точкой соединения анодов диодов пятой группы, катод каждого из которых подключен к одному из входных выводов. На чертеже представлена электрическая схема трехфазного тиристорного регулятсра напряжения. Регулятор содержит силовые диоды 1-3, каждый из которых образует с, одним из силовых тиристоров 4-6 встречно-параллельную цепочку, включенную между соответствующим входным и выходным выводами. Нагрузка 7 может быть соединена как в треугольник, так и в звезду без заземления, нулевой точки. Аноды и управляющие электроды силовых тиристоров через резисторы 8 - 1О соединены вспомогательными маломощными тиристорами 11-13. Схема фазоймпульсного yipaBления содержит формирователи импульсов. разрядные конденсаторы 14-16 которых через пороговые элементы, например, динисторы 17 -19 и разделительные диоды 2О-22 подключены параллельно переходам управляющий электрод - катод силовых и вспомогательных тиристоров.Параллельно разрядным конденсаторам через дополнительные резисторы 23-28, шунтированные в o6paTHoivf направлении по отношению к зарядному току разрядных конденсаторов шунтирующими диодами 29-34, подключены интегрирующие конденсаторы 35-40. Дополнительные диоды 41-55 объединены в пять групп, первая из которых включает диоды 4143, вторый - диоды 44-46, третья диоды 47 - 49, четвертая - диоды 50 52 и пятая - диоды 53-55. Точки соединения интегрирующих конденсаторов 36, 38, 4О и катодов шунтирующих диодов 30, 32, 34 соединены с анодами днодов 41-43, образующих вспомогательную схему перезаряда конденсаторов, причем катоды этих диодов через дополнительный резистор 56 подключены к анодам дополнительных диодов 53-55 катоды которых подключены к входным выводам для подключения трехфазной сети переменного тока. Кроме того, точки соединения интегрирующих конденсаторов 36, 38, 40 и катодов шунтирующих диодов 30, 32, 34 через переменные резисторы 57-59 подключены к катодам развязывающих цепи конденсаторов диодов 44 - 46, анодная группа которых через переменный резнстюр 6О, ограничивающий дополнитель. ный резистор 61 подключена к катодной группе дополнительных диодов 47-49, подключенных анодами к выходным выводам для подключения трехфазной нагрузки 7. Общая точка соединения переменно го резистора 60 и резистора 61 подключена через дополнительные резисторы 62-64 к анодам дополнительных диодов 5О-52, катоды котсрых в свою очередь подключены к выходным выводам для подключения трехфазной нагрузки. Тиристорный регулятор работает следующим образом. Когда нагфяжение на разрядных конденсаторах 14-16 не успевает достигнуть напряжений переключения динисторов 17-19, управляющие импульсы на вспомогательные тиристоры не подаются, и все три силовых тиристрра и три неуправляемых диода, заперты в течение всего периода частоты питания сети, поскольку нулевая точка схемы соединения элементов нагрузки изолирована. Появление управляющих сигналов мож но рассмотреть на примере включения силового тиристора 4. Заряд положительным напряжением разрядного конденсатора 14, включенного параллельно переходам управляющий электрод - катод силового тиристсфа 4 и вспомогательного тиристора 11, начинается по цепи: входной вывод одной на фазы питающей сети (в зависимости от чередования фаз), силовой диод 2, дополнительный диод 48, резистор 61, переменный реэистор 6О, являющийся развязывающим дополнительный диод 44, переменный резистор 57, к которому подключены обкла ша интегрирующего конденсатора 36, резистор 24 к которому, в свою , подключена обкладка второго интегрирующего конденсатора 35, резистор 23. Когда нафяжение на емкости 14 достигает на1фяжения переключения динистора 17, на ущ)аеляюащй электрод вспомогательно го тиристора 11 подается импульс тока, последний включается и включает силовой тиристор 4. Аналогичным образом 1ЧЗОИСХОДИТ включение силовых тиристоро 5 и 6. При этом перезаряд разрядных и интегрирующих, например ра ядной емкости 14, интегрирующих емкостей 35 и 36 происходит по цепи: щунтирующив диоды 29 и ЗО, диод 43 вспомогательной схемы перезарядка емкостей, резнетор 56, диод 54 или 55 в зависимости от чередования фаз питающей сети. Посл включения, нахфимер, силового тиристора 4, переменный peaHCTqp 60 и схема управления щунтируется резистором 64 и диодом 52 {сопротивление резисторов 6264 выбирается значительно меньшим, чем переменного резистора 6О), чем устра1шется ненужное рассеивание мощности на переменном резисторе 60 и схеме управления. Фазу ущзавляющнх импульсов, подаваемых на управляющие электроды силовых тиристоров, а следовательно, и выходное напряжение регулятора, регулируют при помощи переменного резистора 60, симметрия выходного напр$1жеш1Я по фазам устанавливается юри помощи переменных резисторов 57 - 59. При этом интегрирующие емкости 35-40 играют роль фильтров, но основное их назначение - обеспечение возможности плавного регулирования минимального нащэяжения на нагрузке, т.е. они увеличивают постоянную времени заряда разрядных конденсаторов, обеспечивая требуемую гпу6jmy регулирования выходного напряжения, начиная с нуля и до номинального значения. Подключение вспомогательной схемы перезаряда разрядных и интегрирующих емкостей {диоды 41-55, резистор 56) позволяет четко ограничить угол управления тиристорами в пределах 120° и исключить появление скачка напряжения на нагрузке при максимальном угле управления {устраняет аварийный режим). ПодклЕЬчение, как показаш) на схеме, параллельно разрядным конденсаторам 14-16 интегрирующих емкостей 35-40 через резисторы 23-28, щунтированные диодами 29-34 и далее соединение обкладок интегрирующих емкостей 36, 38, 4О через переменные резисторы 57-59 с катодами дополнительных развязывающих диодов 44-46, аноды которых через переменный резистор 60 я резистор 61 подключены к катодной группе дополнительных диодов 47 -49, аноды соединень с вькодными выводами для подключения нагрузки 7, является гфеимуществом предлагаемого технического решения. Схема угфавления тч)исторами значительно упрощается, что повьпиает ее надежность. Шунтирование схемы улравления при открытии силовых и вспомогательных тиристоров резисторами 62 64 и диодами 5О-52 устраняет рассеивание энергии на элементах схемы упр&е ления и при индуктивном характере нагрузки обеспечивается трюбуемая ЩЕфШш импульсов управления, что также повьшает надежность работы устройства в целом.

Одним из полезных применений трехфазного тиристорного регулятора может быть применение его для плавного пуска асинхронных электродвигателей большой мощности, параметрического регулироваHviH скорости их вращения и повьоиения COS .Кроме того, тиристорный. регулятор не чувствителен к чередованию фаз и может быть применен при любой нагрузке, элементы которой могут быть соединены как в звезду, так и в треу гопьник. Обеспечение плавного регулирования выходного нагряжения в щироких пределах позволяет применить предлагаемое устройство в тех областях техники, где требуется регулируемое трехфазное переменное нахфяжение.

Формула изобретения

Трехфазный Т1фнстсрный регулятор переменного ващ яжения, содержащий цепочки из встречно-параллельно соединенных силовых -диода и тиристора, каждая из которых включена между входным и выходным выводами соот ветствующей фазы, вспомогательные Т1фисторы, каждый из которых включен через резистор между анодом и управляющим электродом Т1фистора соответствующей цепочки, формирователи импульсов, выполненные каждый в виде разрядного конденсатора, включенного через разделительный диод и пороговый .элемент параллельно переходам у1фавляющий электрод - катод Т1фисуора одной из цепочек и соответствующего ему вспомогательного тиристора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и расщирения диапазона регул выходного напряжения, введены пять групп дополнительных диодов по три диода в

каждой группе, дополнительные и переменные резисторы, шунтирующие диоды и 1Штегрирующие конденсаторы, причем параллельно разрядному конденсатору каждого из формирователей импульсов через два дополнительных резистора, каждый из которых зашуиггирован одним из шунтирующих диодов в направлении, обратном зарядному току разрядного конденсатора, включены два интегрирующих конденсатора, общая точка соединения одного из которых с катодом шунтирующего диода и анодом соответствующего диода первой группы через соответствующий переменный резистор соединена с катодом одного из диодов второй группы, в которой аноды всех диодов объединены и их точка соединения через другой переменный резистор и соответствующий

дополнительный резистор соединена с общей точкой соединения катодов диодов третьей группы, анод каждого из которых соединен с катодом соответствующего диода четвертой Группы и одним из выходных выводов, общая точка соединений указанных переменного и дополнительного резисторов через другие дополнительные резисторы подключена к анодам диодов четвертой группы, а общая точка соединения катодов диодов первой группы через соответствующий допоУшительный pe3HCTqp соединена с общей тдчкой соединения анодов диодов пятой группы, . катод каждого из которых подключен к одному из входных выводов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Гельман М. В. и др. Тиристорные peгyлятqзы переменного напряжения. М.,

Энергия, 1975.

2.Иванчук Б. Н. и др. Тиристорные усилители в схемах злектроцзивода. М., Энергия, 1966, с. 61, рис.23.