Коммутирующее устройство Советский патент 1982 года по МПК H03K17/567 

(ЗЮ КОММУТИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах несимметричного управления вентильных преобразователей перемен ного тока в постоянный. Известны устройства для управления вентилями, содержащие тиристоры резисторы, диоды и трансформатор,вы ходная обмотка которого соединена с вентилем fl . . Недостатком известных устройств является низкая надежность. Наиболее близким техническим решением к изобретению по средствам и достигаемому результату является коммутирующее устройство, содержащее две шестифазные группы тран-; зиСторных каскадов с трансформаторами, входные обмотки которых подсо динены одними выводами через диод и делитель напряжения, зашунтированны конденсатором, к клемме для подключения минусового вывода источника тока и одновременно к коллекторам соответствующих транзисторов, эмиттеры которых соединены с клеммой для подключения плюсового вывода источника тока, и вторыми выводами к клемме для подключения минусового выводи источника тока, а дополнительные обмотки подсоединены одними выводами к эмиттерам соответствующих транзисторов и вторыми - через первый и второй диоды соответственно к базам транзисторов фазных транзисторных каскадов причем дополнительная обмотка трансформатора каждой нечетной фазы связана с базами транзисторов одноименной и последующей фаз другой группы, а дополнительная обмотка трансформатора каждой четной фазы - с базами транзистора одноименной фазы другой группы и транзистора последующе.й фазы данной группы 2 . Недостатками известного устройства являются невозможность его использования при ширине импульсов управ3Эления, меньшей 60 эл.град, и низкая надежность работы в динамических режимах когда импульсы управления резко смещаются по фазе. Цель изобретения - повышение надежности коммутирующего устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве каждый транзис тор снабжен дополнительным диодом и второй дополнительной обмоткой,подсоединенной одним полюсным выводом к эмиттеру соответствующего транзистора и вторым полюсным выводом через встречно-последовательно соединенные дополнительный основной диоды - к противоположному полюсному выводу первой дополнительной обмотки. На чертеже приведена принципиальная электрическая схема коммутирующего устройства. . Коммутирующее устройство содержит две шестифазные группы транзисторных каскадов с трансформаторным выходом. В соответствии с порядком чередовани фаз транзисторы первой группы обозначены 1-6, а транзисторы второй группы - . Выходные трансформато ры транзисторных каскадов кроме первичной обмотки 13 включенной в коллекторную цепь транзистору, и выходной обмотки Н имеют две дополни тельные обмотки 15 и 16. Первые дополнительные обмотки 15 трансформатора каждой нечетной фазы подключены через основные разделительные диоды 17 на входы транзисторов одноименной и последующей фаз другой группы а каждой четной фазы - на входы тран зистора одноименной фазы другой группы и транзистора последующей фазы данной группы. Вторые дополнитель ные обмотки 16 трансформатора каждой нечетной фазы подключены противоположными концами по отношению к об-, моткам 15 через дополнительные разде лительные диоды 18 на вход транзистора последующей фазы другой группы а каждой четной фазы - на вход транзистора последующей фазы данной группы. Для ограничения величины от рицательной полуволны напряжения, которая возникает в обмотках трансформатора после окончания импульса управления, служат защитные диоды 19, подключенные одним концом к коллекторам транзисторов и объединенные другими концами в общую точку Между общей точкой диодов 19 и общей точкой первичных обмоток 13 включена параллельная RC-цепочка 20. Входная шестифазная система импульсов управления шириной 30-120 эл.град. подключена ко входу транзисторов через резисторы 21, в соответствии с порядком чередования фаз входных импульсов входйые клеммы обозначены 22-27. Коммутирующее устройство работает следующим образом. При первоначальном поступлении входных импульсов управления, когда этому предшествовало закрытое состояние всех транзисторов 1-12, первый из импульсов управления, например, импульсов первой фазы, поступающий на вход 22, может вызвать отпирание одного из двух транзисторов - либо транзистора первой группы, либо транзистора второй группы 7. Одновременное их отпирание невозможно из-за наличия цепей, по которым передаются запирающие сигналы через диоды l7 с обмотки 15 трансформатора транзистора 1 на вход транзистора 7 и с обмотки 15 трансформатора транзистора 7 на вход транзистора 1. Если произойдет отпирание транзистора 1, то запирающий сигнал с обмотки 15 его трансформатора будет поступать через разделительный диод 17 также и на вход транзистора 8, что исключает возможность его отпирания входным импульсом второй фазы со входа 23 на протяжении длительности входного импульса со входа 21. После окончания импульса первой фазы, когда транзистор 1 выключается, в обмотках его трансформатора будет индуктироваться напряжение противоположной полярности, обусловленное спаданием намагничивающего тока в первичной обмотке 13. Замыкаться этот ток будет через диод 19 и RC -цепочку 20, поэтому форма, величина и длительность отрицательной полуволны напряжения определяется параметрами RC-цепочки. При достаточно большой емкости форма напряжения близка к прямоугольной, а при достаточно малом сопротивлении резистора амплитуда напряжения будет ограничена небольшой величиной; длительность полуволны примерно равна отношению вольтсекундной площадки положительного импульса в первичной обмотке к амплитуде отрицательной полуволны; 5 Следовательно, регулируя величину сопротивления резистора RC-цепочки, можно в широких пределах изменять длительность отрицательной полуволны напряжения второй дополнительной обмотки 16. Это напряжение через дополнительный разделительный диод 18 будет поступать на вход транзистора 8 и не допустит его отпирания входным импульсом со входа 23, если этот импульс поступит после окончания импульса на входе 21. Таким образом, независимо от того произойдет ли поступление входного импульса на вход 23 до момента окончания импульса на входе 21 или после, транзистор 8 оказывается запертым и от входного импульса на вхо де 23 произойдет отпирание только транзистора 2. С обмотки 15 трансформатора этого транзистора во время положительной полуволны генерируемог импульса через разделительные диоды 17 будут поступать запирающие сигналы на входы транзистора 8 и 3, а после окончания положительной полуволны импульса запирающий сигнал бу дет поступать на вход транзистора 3 с обмотки 16. Благодаря этому транзистор 8 будет удерживаться в закрытом состоянии до момента окончания отпирающего импульса на входе 23 (даже в том случае, если к этому времени запирающие сигналы с обмото трансформатора 1 прекратятся), а к моменту поступления на вход 2 отпи рающего импульса третьей фазы будет удерживаться в закрытом состоянии транзистор 3 и произойдет отпирание только транзистора 9- Аналогичным о разом к моменту поступления входног импульса четвертой фазы на вход 25 будет удерживаться в закрытом состоянии транзистор k и произойдет отпирание только транзистора 10. Затем последовательно произойдет от пирание транзисторов 5 и 6 и к нача нового периода на входе транзистора 1 будут присутствовать запирающий сигнал с одной из дополнительных обмоток .трансформатора транзистора 6. Поэтому во втором периоде напряжения сети от входного импульса пер вой фазы.произойдет отпирание транзистора 7. Потом последовательно произойдет отпирание транзисторов 8, 3, , 11, 12, т.е. всех тех, которые оставались запертыми на протя жении всего первого периода. В на6чале третьего периода напряжения сети запирающий сигнал с одной из дополнительных обмоток трансформатора транзистора 12 поступает на вход транзистора 7. Это приводит к отпиранию входным импульсом первой азы транзистора 1, т.е. к началу нового цикла работы. В связи с использованием вторых дополнительных обмоток длительность запирающих сигналов, поступающих на вход транзисторов с трансформаторов предыдущих фаз, определяется не только шириной импульсов управления, но также и шириной отрицательной полуволны напряжения, которая возникает в обмотках трансформатора после окончания импульса управления. Такое расширение запирающего сигнала обеспечивает работоспособность коммутирующего устройства при ширине импульсов управления, меньшей 60 эл.град., и обеспечивает высокую надежность его работы в динамических режимах. Формула изобретения Коммутирующее устройство для несимметричного управления вентильным преобразователем, преобразующее шестифазную систему импульсов частоты питающей сети в две шестифазные системы импульсов вдвое меньшей частоты со взаимным сдвигом импульсов одноименных фаз на период частоты сети, содержащее две шестифазнь1е группы транзисторных каскадов с трансформаторами, входные обмотки которых подсоединены одними выводами через диод и делитель напряжения,зашунтированный конденсатором,к клемме для подключения минусового вывода источника тока и одновременно к коллекторам соответствующих транзисторов, эмиттеры которых соединены с клеммой для подключения плюсового вывода источника тока, и вторыми выводами - к клемме для подключения минусового вывода источника тока, а дополнительные обмотки подсоединены одними выводами к эмиттерам соответствующих транзисторов и вторыми - через первый и второй диоды соответственно к базам транзисторов фазных транзисторных каскадов, причем дополнительная обмотка трансформатора каждой нечетной фазы связана с базами транзисторов 792 одноименной и последующей фаз другой группы, а дополнительная обмотка трансформатора каждой четной фазы с базами транзистора одноименной фазы другой группы и транзистора последующей фазы данной группы, о Т личающееся тем, что, с целью повышения надежности, каждый трансформатор снабжен дополнительным диодом и второй дополнительной рбмоткой, подсоединенной одним полюс ным выводом к эмиттеру соответствующего транзистора и вторым полюсным выводом через встречно-последовательно соединенные дополнительный и основной диоды - к пpotивoпoлoжнoмy полюсному выводу первой дополнительной обмотки. Источники информации, принятые во вчйгмание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 760330, кл. Н. 02 М 1/08, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 266042, кл. Н 03 К 17/56, 19б5.

11 2} г;- 25 2о г.