Устройство для управления тиристорным преобразователем переменного напряжения Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к устройствам для управлен14Я статическими преобразователями , с целью получения требуемого значения выходного параметра , выполненным на полупроводниковых приборах с управляющим электро дом, и может быть использовано для измерения напряжения, следовательно, и тока на активной или индуктивной нагрузке, включенной в цепь питания через тиристор в частности для управления напряжения на катушке элект ромагнита вибробункера автомата распаковки микросхем. Наиболее близким к предложенному является устройство для регулирования тиристбрным преобразователем переменного напряжения, содержащее фазосдвигающую цепочку из последовательно соединенных конденсатора и ре зистора, один из выводов которого соединен с первым выводом для подклю чения источника переменного напряжения, пороговый элемент и импульсный трансформатор, при этом первичная обмотка импульсного трансформатора образует последовательную цепь с пороговым элементом, шунтирующую конденсатор Dl Однако такое устройство имеет не полный диапазон регулирования фазового сдвига в области фазовых углов, т.е. 120°. Цель изобретения - расширение диапазона регулирования. Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены первый диод и узел из соединенных параллельно конденсатора и второго диода, первый диод соединен параллельно с конденсатором фазосдвигающей цепочки, а узел из соединенных параллельно конденсатора и второго диода включен между вторым выводом для подключения источника переменного напряжения и другим выводом фазосдвигающей цепочки, при этом аноды первого и второго диода образуют общую точку. Такое выполнениеустройства позво ляет расширить диапазон регулирования фазового сдвига импульсов управ ления от О до 180, при котором про исходит изменение напряжения и тока на нагрузке от Нуля до максимального значения. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройст ва; на фиг. 2 - временные диаграммы напряжений. Схема устройства включает резистор 1, переменный резистор 2, резистор 3, переменный резистор h, первый диод 5, конденсатор 6, второй диод 7, конденсатор 8, пороговый элемент 9 (динистор), первичную об-, мотку 10 импульсного трансформатора 11, вторичную обмотку 12 импульсного трансформатора, диод 13 выходной цепи, тиристор 1, нагрузку 15- При этом резисторы 1, и конденсатор 8 образуют фаэсэсдвигающую цепочку. На фиг. 2 показаны временные диаграммы напряжении 16 на тиристоре И, напря жений 17, на конденсаторе б напряжений 18 на конденсаторе 7. Устройство работает следующим об разом. При включении источника питания (сеть 50 Гц, 220 В) напряжение no дается на закрытый тиристор k чере нагрузку 15 и на вход устройства, при котором происходит заряд и разряд конденсаторов 6 и 8. В положительный полупериод амплитуды напряжения источника питания происходит изменение полярности и разряд конденсатора 6 через резисторы 2,3 и 4 и конденсатор 8. В начальный период разряда конденсатора 6 диод закрыт, так как потенциал на катоде диода 5 больше потенциала на аноде последнего, при котором происходит задержка заряда конденсатора 8 от источника питания. В дальнейшем по мере разряда конденсатора 6 происхо дит увеличение положительного потен циала на аноде диода 5 и амплитуды напряжения на конденсаторе 8 от источника питания через резисторы 1 и 4, причем разряд конденсатора 6 происходит раньше достижения максимального значения амплитуды напряжения на конденсаторе 8. В отрицательный полупериод напряжения источ ника питания происходит разряд конденсатора 8 и эаряд конденсатора 6. 9 При разряде конденсатора 8 через резисторы k, 2, 3 конденсатор 6 диод 7 закрыт, при этом происходит задержка повышения амплитуды напряжения на конденсаторе 6. В дальнейшем по мере увеличения амплитуды напряжения на конденсаторе 6 происходит уменьшение амплитуды напряжения на конденсаторе: 8, причем разряд последнего происходит по времени раньше достижения максимального значения амплитуды напряжения на конденсаторе 6. Далее процесс разряда и заряда конденсаторов 6 и 8 в каждый из полупериодов аналогично повторяется, причем амплитуда напряжения на конденсаторе 8 по отношению к амплитуде напряжения на аноде тиристора по фазе отстает примерно на 90 эл.град., а амплитуда напряжения на конденсаторе 6 отстает по фазе по отношению к амплитуде напряжения на, катоде тиристора 14 примерно на 90 эл.град. При уменьшении сопротивления переменного напряжения резистора 4 происходит увеличение амплитуды напряжения на конденсаторах 6 и 8. Амплитуда напряжения на конденсаторе 8 будет нарастать до тех пор, пока не достигнет величины, несколько превышающей значение амплитуды напряжения включения динистора 9В период включения динистора 9 в проводящее состояние происходит изменение полярности на конденсаторе 8 при нулевом напряжении на конденсаторе 6. При включении динистора 9 на обмотку 10 импульсного трансформатора 11 подается ток от источника питания через резисторы 1 и А и разрядный ток конденсатора 8. По мере разряда конденсатора 8 происходит увеличение тока в цепи разряда, достигая максимального значения при минимальном значении напряжения на конденсаторе 8. В этот момент изменяется полярность на обмотке 10, ток которой при изменении своего направления и замыкает по цепи динистор 9 и конденсатор 8. Конденсатор 8 при изменении полярности перезаряжается ,«ерез резисторы 1 и t и диод 5 до амплитуды напряжения, равной падению напряжения, на динисторе 9 в открытом состоянии. При этом ток, протекающий от источника питания через резисторы 1 и 4, больше суммы токов удержания динистора 9 в открытом состоянии тока заряда конденсатора 8. Динистор 9 остается открытым до окончания положительной амплитуды напряжения источника питания. При протекании через обмотку 10 тока от источника питания и тока разряда конденсатора 8 во вторичной обмотке об разуется импульс управления с крутым передним фронтом, протекающим че рез диод 13 в цепь управления тирис тора 1, приоткрывая последний. При открытии тиристора 1 через нагрузку 15 протекает в положительный полупериод напряжения источника питания ток, образующий на нагрузке 15 падение напряжения, равное разности между напряжением источника питания и падения напряжения на тиристоре I В отрицатель..чый полупериод напряжения источника питания происходит из менение полярности и разряд конденсатора В.и изменение полярности и заряд конденсатора 6 до максимально го значения. В дальнейшем при неизменном значении сопротивления переменного резистора процесс включения и выключения динистора 9 повтор ется. При уменьшении сопротивления переменного резистора k происходит сдвиг по фазе относительно напряжения на аноде тиристора импульса управления в цепи управления послед него, при котором происходит плавно увеличение напряжения, следовательно и тока, на нагрузке 15- Одновременно происходит увеличение амплиту ды, напряжения на,конденсаторах 6 и и уменьшение заряда и разряда конде сатора 8 и 6, причем разряд последнего происходит раньше, чем заряд конденсатора 8. При дальнейшем умен шении сопротивления переменного резистора происходит увеличение напряжения на конденсаторе 8 до ампли туды напряжения включения динистора 9. Таким образом, при определенном значении сопротивления переменного резистора вследствие увеличения амплитуды напряжения на конденсаторе 8 в положительный полупериод напряжения источника питания в цепи управления образуется два импульса, причем первый сдвинут по фазе на 70 эл.град. по отношению к напряжению на аноде тиристора Н. При умень шении сопротивления переменного резистора до минимального значения (примерно до нулевого значения) происходит увеличение количества импульсов в цепи управления тиристора в положительный полуперид напряжения сети, следующих друг за другом через каждые,.примерно, 10 эл.град., причем первый импульс управления смещен по фазе на 180 эл.град. относительно напряжения в положительный полупериод напряжения на аноде тиристора 1. Одновременно при увеличении, количества импульсов управления происходит сдвиг напряжения на конденсаторах 6 и 8 и уменьшение времени заряда и разряда последних. Следовательно, включение диода 7 и параллельной диодно-емкостной цепочки, состоящей из диода 5 и конденсатора 6, расширяет диапазон регулирования фазового сдвига импульсов управления в пределах 0-180 зл.град., следовательно, и изменяет плавно ток (напряжение) на нагрузке от нулевого до максимального значений. Переменный резистор .2 и резистор 3 включены в связи с разбросом напряжения включения динисторов с целью установления при неизменном максимальном значении сопротивления резистора Ц на нагрузке 15 нулевого значения напряжения. Количество импульсов, образующихся в цепи управления тиристора It, зависит от напряжения включения динистора 9, чем меньше напряжение включения последнего, тем больше импульсов управления и наоборот. Предлагаемое устройство обеспечивает более широкий диапазон регулирования по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для управления тиристорным преобразователем переменного напряжения, содержащее фазосдвигающую цепочку из последовательно соединенных конденсатора и резистора, один из выводов которой соединен с первым выводом для подключения источника переменного напряжения, пороговый элемент и импульсный трансформатор, при этом первичная обмотка импульсного трансформатора образует последовательную цепь с пороговым элементом, шунтирую1дую конденсатор, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, в него дополнительно введены первый диод и узел из соединенных параллельно конденсатора и второго диада, первый диод соединен параллельно с конденсатором фазосдвигаЮщей цепочки, а узел из соединенных параллельно конденсатора и второго диода включен между вторым выводом для подключения источника переменного напряжения и другим выводом фазосдвигающей цепочки, при этом аноды первого и второго диода образуют общую точку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР V 296209, кл. Н 02 Р 13/16, 1971.