Устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами выпрямителя высокочастотного преобразователя и для его защиты.

Известны устройства управления трехфазным выпрямителем, в которых синхронизация с питаемой сетью осуществляется при помощи диодного или транзисторного коммутатора в момент перехода напряжения сети через нуль О 3 или в моменты естественной коммутации .

Недостатком этих- устройств является потребление большой мощности диодными коммутаторами и потребность в понижающем трансформаторе в транзисторах коммутаторах, а также отсутствие точной синхронизации момента прохождения напряжения сети через ноль.

Наиболее близк по технической сущности к предлагаемому является устройство одноканальной системы

т1равления трехфазнь 1 выпрямителем, содержащее нагруженный на резистор неуправляемый выпрямитель, выполненный на диодах и содержащий вспомогательные диоды, генератор пилообраз- i ного напряжения с источником питания, подключенным через фазосдвигающий блок и промежуточный формирователь импульсов с импульсными трансформаторами выходного усилителя импульсов ГзД.

10

Недостатки известного устройства заключаются в больших потерях в нагрузочном резисторе неуправляемого выпрямителя и достаточно больших габаритах пиковых трансформаторов, а также в наличии сложного выходного усилителя, представляющего собой шестиячейковое распределительно-усилительное устройство, к тому же неспособное формировать подтвершдающие импульсы управления, подаваемые на тиристоры выпрямителя. Цель изобретения - упрощение устройства и повышение надежности его работы. Поставленная цель достигается тем, что для упрощения оно снабжено резис торами, блокирующими конденсаторами, диодами, транзисторными и тиристорными оптронами, входы которых включены попарно последовательно с диодами неуправляемого выпрямителя и шунтированы встречно включенными с ними вспомогательными диодами, причем выходы транзисторных оптронов подключены через дополнительные резисторы к источнику питания генератора пилооб-: разного напряжения и к блокирующим конденсаторам через параллельно включенные диод и резистор, подключенные ко входу генератора пилообразного напряжения, а выходы тиристорных оптронов подключены к импульсным трансформаторам выходного усилителя. На чертеже представлена электрическая схема устройства. Устройство содержит неуправляемый выпрямитель, состоящий из диодов 1-6 и нагруженный на резистор 7- Кроме того, выпрямитель состоит из транзисторных 8-f3 и.тиристорных оптроновIl-IS входы которых включены попарно последовательно в ветви неуправляе мого выпрямителя и шунтированы встреч ными диодами 20-25. При этом выходы транзисторных оптронов 8-13 дополнительные резисторы 26-31 подключены к источнику питания генератора 32 пилообразного напряжения и к блокирую щим конденсаторам через параллельно включенные диод 39 и резистор jO, которые в свою очередь подключены ко входу генератора 32 пилообразного напряжения, выход которого связан через фазосдвигающее устройство 41 и промежуточный формирователь k2 импуль сов с входом выходного усилителя 43, питаемого от высокочастотного блока 4 инвертора 45 преобразователя. В свою Ъчередь, выходы тиристорных оптронов 14-19 включены в цепь импульсных трансформаторов 46-51 выходного усилителя 43, вторичные обмотки которых подсоединены к управляющим

переходам тиристоров управляемого выпрямителя 52.

Шунтирование светодиодов встречными диодами 20-25 и включение в цепь коммутации неуправляемого вьпрямителя диодов 1-6 позволяет использовать светодиоды с пониженным обратным напачки импульсов поступают на выходной усилитель ВУ 43, где, усиливаясь, высокочастотные пачки импульсов поступают через импульсные трансформаторы 46-51 и фототиристоры 14-13 на управляющие переходы тиристоров выпрямителя 52. Причем благодаря синхропряжением без понижающего трансформч тора. Устройство работает следующим образом. С момента естественной коммутации через каждую пару последовательно сое диненных светодиодов 8 и 14, 9 и 15, 10 и 16, 11 и 17, 12 и 18, 13 и 19 протекают импульсы тока длительность, равной 1/3 периода питающей сети, с интервалом следования, равным периоду и амплитудой определяемой сопротивлением нагрузочного резистора (которое раза в три больше, чем в известных устройствах). Причем очередная пара светодиодов и, соответственно, их фотополупроводниковые элементы вступают в работу относительно предыдущей пары со смещением, равным 1/6 периоПри этом каждый блокирующий конденсатор .предварительно заряженный в интервале непроводимости светодиодов и их фототранзисторов 2/3 периода по цепи: Е генератора 32 пилообразного напряжения - соответствующие резисторы 26-31 конденсатор 33-38 - Е генератора 32 (ГПН) пилооб разного напряжения,разряжается на резистор 40 через соответствующие фот тотранзисторы 8-13 в момент его отпирания, т.е. в момент естественной коммутации соответствующих светодиодов 8-13 неуправляемого выпрямителя. В результате на входе ГПН 32 появляются короткие импульсы с интервалом в 1/6 периода, синхронизированные с моментом естественной коммутации неуправляемого выпрямителя. Сформированное на выходе ГПН 32 пилообразное напряжение с частотой 300 Гц поступает на фазосдвигающее устройство (ФУ) 39 Р котором определяется момент подачи импульса управления в соответствии с сигналами синхронизации и управления. Сигнал с ФУ 41 поступает на вход промежуточного формирователя импульсов (ПФИ) 42, осуществляющего формирование высокочастотных пачек широких импульсов. обеспечивающих подтверждающие импульсы. С выхода ПФИ 42 высокочастотные низированному отпиранию фототиристо.ров выходные импульсы поступаю лишь на те тиристоры управляемого вы прямителя 52, на которых в данный момент положительное напряжение. Таким образом, в предлагаемом изобретении исключаются специальные пиковые трансформаторы - относительно большие по габаритам и трудоемкие в изготовлении - и сложное шестиямей новое усилительно-распределительное устройство. Задачу усиления импульсов управле ния может выполнять в данном устройстве выходной усилитель на одном транзисторе. Все это значительно упрощает систему управления трехфазным выпрямителем. Увеличение сопротивления нагрузоч ного резистора 7 уменьшает мощность потерь в резисторе, и, соответственно, подогрев устройства управления, что в конечном счете повышает надежность устройства. На управляющие переходы тиристоро управляемого выпрямителя только в ин.тервале их проводимости подаются высокочастотные пачки импульсов, обеспе чивающие подтверждающие импульсы,что значительно повышает надежность работы выпрямителя ипозволяет ему работать в режимах прерывистого тока. Формула изобретения Устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты, содержащее нагруженный на резистор неуправляемый выпрямитель, выполненный на диодах и содержащий вспомогательные диоды, генератор пилообразного напряжения с источником питания, подключенный через фазосдвигающий блок и промежуточный формирователь импульсов к импульсному трансформатору выходного усилителя импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, оно снабжено резисторами, блокирующими конденсаторами, диодами, транзисторными и тиристорными оптронами, входы которых включены попарнс последовательно с диодами неуправляемого выпрямителя и шунтированными встречно включенными с ними вспомогательными диодами, причем выходы транзисторных оптронов подключены че рез дополнительные резисторы к источнику питания генератора пилообразного напряжения и к блокирующим конденсаторам через параллельно включенные диоды и резистор, подключенные к ВХОДУ генератора пилообразного напряжения, а выходы тиристорных оптронов подключены к импульсным трансформаторам выходного усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Писарев А.Л., Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразователями. М., Энергия, 1975, с. 30-35, 67-72. 2.Авторское свидетельства СССР № 603089, кл. Н 02 Р 13/16, 1976. 3.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 02 Р 13/16, 1975.