Устройство для управления тиристором Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

(5) УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть ис7. пользовано в системах управления тиристорными блоками с отбором мощности от сети переменного тока напряжением 220/380 В. Известны устройства для управлени тиристорами, содержащие накопительный конденсатор, ключевой блок и фор мирующий конденсатор Cl. Недостатком известных устройств является невысокая надежность, обусловленная отсутствием автоматическог изменения тока управляемой цепи. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления т ристором, содержащее два тиристорных оптрона, светоизлучающие диоды которых подсоединены к клеммам для подключения источника управляющего напряжения, восемь резисторов, два последовательно соединенных конденсатора, один из которых подключен чере первый резистор к аноду тиристора пе вого оптрона, два транзистора, стабилитрон, два диода и клеммы для подключения источника тока, анода,катода,управляющего электрода тиристо. ра и нагрузки, одна из клемм для подсоединения которой соединена с первой клеммой для подключения источника тока , а другая клемма - с клеммой для подключения анода тиристора 2. Недостатками известного устройства являются невысокие надежность и экономичность. Цель изобретения - повышение надежности и экономичности устройства для управления тиристором. Поставленная цель достигается тем, что тиристор первого оптрона подсоединен катодом к одной к одной из клемм для подключения источника тока и одновременно через второй резистор, зашунтированный стабилитроном,к точке подсоединения первых выводов третьего, четвертого и пятого резисторов, клемме для подключения катода 39 тиристора и общей точке включения по следовательно соединенных конденсато ров, подсоединенных через последовательно соединенные шестой резистор и первый диод к клемме для подключения управляющего электрода тиристора, второй вывод третьего резистора подсоединен через тиристор второго оптрона к эмиттеру первого транзисто ра, база которого подсоединена через седьмой резистор к зажиму первого резистора,соединенного с первым конденсатором, коллектор первого транзистора соединен черезпеременный восьмой резистор с обкладкой второго Конденсатора и одновременно с эмитjrepOM второго транзистора, выполненного двухбазовым, одна база которого подсоединена к аноду первого диод вторая база двухбазового транзистора подсоединена к второму выводу четвер того резистора, второй вывод пятого резистора подсоединен к катоду второго диода, анод которого связан с клеммой для подключения анода тиристора. На- фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для .управления тиристором; на фиг. 2,- временные диаграммы, поясняющие его работу. Устройство для управления тиристором содержит клеммы для подключения нагрузки 1, одна из которых подключена к клемме для подсоединения анода тиристора 2 и к аноду первого диода 3, подсоединенного своим катодом к первому резистору k, первый ко денсатор 5 одной обкладкой подключенный к клемме для подсоединения катода тиристора 2, а другой - к восьмому переменному резистору 6, регулирующему угол открывания тиристора при максимальном токе управляемой цепи, и к эмиттеру первого од нопереходного транзистора 7, второй конденсатор 8,второй обкладкой соединенный с клеммой для подключения катода тиристора 2, а первой - с первым переменным резистором 9, регулирующим угол открывания тиристора 2 при минимальном токе управляемой цепи, и с седьмым резистором 10 для выбора рабочего режима второго транзистора 11, база котррого подключена к резистору 10, шестой резис тор .12, одним концом соединенный с клеммой для подключения катода тиристора 2, а другим - с первой базой -транзистора 7 и анодом второго, диода 13, подключенного своим катодом к управляющему электроду тиристора 2, четвертый резистор И для выбора рабочего режима транзистора 7, одним концом соединенный со второй базой транзистора 7, а другим - с третьим резистором 15 для выбора рабочего режима транзистора 11 и катодом стабилитрона 16, подключенным своим анодом к катоду тиристора 2 и зашунтированным вторым резистором 17, образующим делитель напряжения для положительных полупериодов сетевого напряжения, первый оптрон 18 для включения максимального тока управляемой э;1ектрической цепи и гальванической развязки управляющей и силовой цепей, соединенный первым и вторым выводом соответственно с эмиттером транзистора 1 1 и с четвертым резистором 15, а третьим и четвертым выводами - с Клеммами 20 и 21 для подключения ис гочника управляющего напряжения, втсДрой оптрон 19 для включения минимального тока управляемой цепи и гальванической развязки управляющей и силовой ,, подключенный первым выводом к клемме для подключения катода тиристора 2, четвертым - к переменному резистору 9, а вторым и третьим выводами - к клеммам 1 и 22 для подсоединения источника управляющего напряжения . Устройство для управления тиристором в режиме максимального тока управляемой цепи работает следующим образом. При поступлении управляющего напряжения на клеммы 20 и 21 открызает:ся оптрон 18, и положительные полупериоды напряжения (фиг. 2а), образованные из сетевого напряжения при помощи делителя из резисторов и 17 диодов 3 и 16, поступают через резистор 15( оптрон 18 и открытый транзистор 11 на конденсаторы 5 и 8. Заряд конденсаторов 5 и 8 проходит до тех пор, пока Напряжение на конденсаторе 5, поступающее на эмиттер однопереходного транзистора 7, не сравняется с напряжением его второй базы, на которую через резистор И подаются положительные полупериоды питания. Во время отрицательных полупериодов питания, когда напряжение на заряд конденсаторов 5 и 8 не поступает, конденсатор 8 разряжается незначительно (фиг. 26), так как оптрон 19 за5крыт. Ток дозаряда конденсатора 8 в начале каждого положительного полупе риода небольшой, позволяющий транзис тору 11 работать на нижнем участке рабочей характеристики, а это, в свою очередь, ограничивает ток заряда конденсатора 5. Конденсатор 5 при этом заряжается до большего напряжения (фиг. 2 г ) до наступления момента сравнения с напряжением на змитте ре транзистора 7. В момент сравнений напряжений на второй базе и эмиттере транзистора 7 он открывается, и конденсатор 5 начинает разряжаться по цепи: транзистор 7, диод 13, тиристор 2, Одновременно увеличивается ток через вторую базу транзистора 7, который ограничи вается резистором Н..Так как сопротивление в цепи разряда конденсатора 5 небольшое ( несколько десятков Ом), он разряжается быстро, и во время разряда формируется положительный импульс напряжением 6-7 В и длительностью 2-3 МКС (фиг. 2 е), открывающий тиристор 2. Как только ток разряда конденсатора 5 становится равным пороговому току закрывания транзистора 7, транзистор закрывается, и форми рование импульса прекращается, Так как напряжение на конденсаторах 5 и 8 не превышает Ь В, а тиристор при максимальном и минимальном т ках управляемой цепи запускается короткими импульсами, длительность которых не зависит от угла аткрывания тиристора, то снижается мощность отбора от сети. В режиме минимального тока управляемой цепи устройство работает еледующим образом. Одновременно с управляющим напряжением, подаваемым на. клеммы 20 и 21 подается управляющее напряжение на клеммы 21 и 22. При этом открывается оптрон 19, чем обеспечивается воз можность разряда конденсатора 8 во время отрицательных полупериодов питающего напряжения, заряд и разряд конденсатора 8 происходит до меньшего напряжения, чем при максимальном токе управляемой цепи (фиг. 2 В) . В результате этого ток дозаряда конденсатора 8 в начале каждого положительного полупериода больше, чем при максимальном токе управляемой цепи, что позволяет транзистору 11 работат на верхнем участке рабочей характеристики , тем самым увеличивается ток 9 4 0116 заряда конденсатора 5. Конденсатор 5 К моменту сравнения напряжений на второй базе и эмиттере транзистора 7 заряжается до меньшего напряжения (фиг. 2д) за меньший промежуток времени , чем при максимальном токе управляемой цепи. Токовый .импульс разряда конденсатора 5 (фиг. 2 формируется так же, как и при максимальном токе управляемой цепи, .Однако он опережает токовый импульс разряда этого же конденсатора при максимальном токе управляемой цепи в сторону меньшего напряжения положительного полупериода сетевого напряжения, т.е. угол открывания тиристора 2 меньше, чем в первом режиме, а следовательно, ток управляемой цепи также меньше. Таким образом, использование изобретения обеспечивает повышение надежности и экономичности устройства для управления тиристором. Формула изобретения Устройство для управления тиристором, содержащее два тиристорных оптрона, светоизлучающие диоды которых подсоединены к клеммам для подключения источника управляющего напряжения, восемь резисторов, два последовательно соединенных конденсатора, один из которых подключен через первый резистор к аноду тиристора первого оптрона, два транзистора, стабилитрон, / два диода и клеммы для подключения . источника тока, анода, катода, управляющего электрода тиристора и нагрузки, одна из клемм для подключения которой соединена с первой клеммой для подключения источника тока, а другая клемма - с клеммой для подключения анола тиоистооа, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и экономичности, тиристор первого оптрона подсоединен катодом к одной из клемм для подключения источника тока и одновременно через второй резистор, зашунтированный стабилитроном, к точке подсоединения первых- выводов третьего, четвертого и пятого резисторов, клемме для подключения каТода тиристора и общей точке включения последовательно соединенных конденсаторов, подсоединенных через последовательно соединенные шестой резистор и первый диод к

клемме для подключения управляющего электрода тиристора, второй выводтретьего резистора подсоединен через тиристор второго оптрона к эмиттеру первого транзистора, база которого подсоединена через седьмой резистор к зажиму первого резистора, соединенного с первым конденсатором, коллектор первого транзистора соединен через переменный врсьмой резистор с обкладкой второго конденсатора и одновременно с эмиттером второго тразистора, выполненного двухбазовым, одна база которого подсоединена к

аноду первого диода, вторая база двухбазового транзистора подсоединена к второму выводу четвертого резистора, второй вывод пятого резистора подсоединен к катоду второго диода, анод которюго связан с клеммой для подключения анода тиристора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

e jijoii