Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное Советский патент 1982 года по МПК H02P13/30 

1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для регулирования напряжения в цепи первичных обмоток трансформаторов.

Известен регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения, содержащий трансформатор, регу. лирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно соединенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, формирователи управляющих импульсов, к входам которых подключены вход фазосдвигающего устройства и через запирающие диоды - обмотки трансформаторй датчика тока и обмотки трансформатора питающего напряжения tl Недостатки преобразователя - повышенная сложность из-за наличия датчика тока и отсутствие автоматической подстройки фазы управляющих импульсов, что может привести к насыщению трансформатора при включениях.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий трансформатор, регулирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, фильтр низших частот, вход которого подключен

10 параллельно регулирующему элементу, релейный элемент с регулируемой шириной петли гистерезиса, вход которого соединен с выходом фильтра, и .J формирователь импульсов для включения тиристоров 2.

Однако подача управляющих импульсов одновременно на оба тиристора снижает надежность преобразователя.

20

Цель изобретения - повышение надежности.

Цель достигается тем, что в упомянутом преобразователе введены два 39 логических элемента И и динамический формирователь узких импульсов, фильтр низших частот выполнен в виде двухполярного интегратора, релейный элемент выполнен в виде реверсивного ус лителя с положительной обратной связ динамический формирователь узких импульсов выполнен в виде логического элемента Равнозначность, один из входов которого зашунтирован конденсатором, а другой вход через резистор подключен к первому входу,а также к выходу релейного элемента, к первому входу первого элемента И непосредственно и к первому входу второго элемента И через инвертор, ко вторым входам логических элементов И подключен аыход элемента Равнозначность, а выход каждого из элементов И связан с управляющим переходом тиристоров через соответствующий канал формирователя импульсов. Для реализации широтно-импульсного регулирования переменного напряжения может быть дополнительно введен блок формирования сигналов Запрета, логические элементы И выполнены трехвходовыми, эти третьи входы объединены и соединены с выходом упомянутого блока формирования сигналов запрета. Переключение репейного элемента в определенную сторону возможно толь ко тогда, когда напряжение на выходе интегратора изменяется в соответствущем направлении, а значит напряжение на тиристорах имеет требуемый знак. Под действием напряжения релей ного элемента в момент его переключения логические элементы и динамический формирователь узких импульсов обеспечивают подачу управляющего импульса только на один тиристор с пол жительным анодным напряжением, что повышает надежность, но рри этом не требуется введения дополнительных сигналов (тока, напряжения питания, напряжения с тиристоров прямо на логические элементы), кроме уже имеющихся. Преобразователь с блоком формирования импульсов запрета обеспечивает режим импульсного и фазового сочетании с импульсным регулирования с подачей управляющих импульсов толь ко на тиристоры с положительным напряжением и автоматическую коррекцию фазы управляющих импульсов, что не допускает насыщения трансформатора и также повышает надежность. 6 На фиг. 1 приведена схема предлагаемого преобразователя, ка фиг.2 диаграммы, пояснящие его работу. Преобразователь (см.фиг.1) содержит трансформатор 1, регулирующий элемент 2, выполненный в виде встречнопараллельно включенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, фильтр 3 низших частот, который выполнен в виде двухполярного интегратора и подключен входом параллельно регулирующему элементу, релейный элемент с регулируемой шириной петли гистерезиса, который выполнен в виде реверсивного усилителя с положительной обратной связью и соединен входом с выходом фильтра, два трехвходовых логических элемента И 5 и 6, выход каждого из которых связан с управляющим переходом тиристоров (оптотиристоров ) через соответствующий канал формирователя 7 импульсов для включения тиристоров, динамический формирователь 8 узких импуяьсов, который выполнен.в виде логического элемента Равнозначность 9,один из входов которого зашунтирован конденсатором 10, а другой вход через резистор 11 подключен к первому входу, а также к выходу релейного элемента, к первому входу элемента 5 непосредственно и к первому. входу элемента 6 через инвертор..Ко вторым входам элементов 5 и 6 подключен выход элемента Равнозначность, а к третьим входам этих элементов подключен выход блока 12 формирования сигналов запрета (Включить и Отключить). Регулирование ширины петли гистерезиса релейного элемента осуществляется сопротивлением 1 3 Hai входе реверсивного усилителя. При работе преобразователя фиг.1 в режиме широтно-импульсного в сочетании с фазовым регулированием диа1- раммы сигналов имеют вид фиг,2, где а - напряжение сети б напряжение на трансформаторе; в напряжение на тиристорах; г - вольтсекундный интеграл напряжения на тиристорах (сигнал на выходе фильтра 3), Д вольт-секундный интеграл напряжения на трансформаторе индукция в его магнитопроводе ; е - ток тиристоров; ж - сигнал на выходе релейного элемента k; з- напряжение на конденсаторе .10, и - напряжение на выходе блока 12 динамического формирования сигналов запрета; л - си|- нал на выходе элемента 5; м - си|- нал на выходе элемента 6. Переключения релейного элемента 4 (0и.г.2ж) происходят под действием напряжения на выходе интегратора 3 в моменты времени, зависящие также от ширины петли гистерезиса 25 , величина которой плавно регулируется сопротивлением 13. На фиг. 2г и д эти моменты выделены точками. При включениях тиристоров в эти моменты времени исключается возможность насы щения магнитопровода трансформатора, а его индукция В сразу после включения изменяется пропорционально вольт секундному интегралу напряжения сети Ц , смещенному на величину ширины петли гистерезиса релейного элемента при соответствующем выборе пос тоянной интегрирования Т. f-%trf- JUcdi(f. И) На фиг. 2д штриховые линии построены в соответствии с выражением(1) В момент любого переключения релейного элемента на выходе динамического формирователя 8 импульсов фо мируются узкие импульсы (фиг.2и. Пр команде Отключить (фиг. 2к) на вы. ходе блока 12 эти импульсы не проходят через логические элементы 5 и 6 на формирователь 7 импульсов. При команде Включить и положительном сигнале на выходе элемента этот им пульс проходит через элемент 5 .. (фиг.2л), а при нулевом (отрицательном}- через элемент .2м). Этим обеспечивается подача управляющего импульса только на соответствующий тиристор без введения дополнительных сигналов, что повышает надежность. Как видно из диаграммы фиг.2е л,м при этом возможен пропуск подряд двух полуволн тока одного знака без насыщения магнитопровода трансформатора и включение только определенных тиристоров. Кроме того, поскольку работа преобразователя синхро низирована напряжением тиристоров, т возможно его включение в трехфазные цепи, в статорные и роторные обмотки асинхронных двигателей. Таким образом, в предложенном пре образователе повышается надежность и обеспечивается широтно-импульсиый режим регулирования.с автоматической подстройкой фазы управляющих импульсов. Формула изобретения 1.Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжении в переменное, содержащий трансформатор, регулирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, фильтр низших частот, вход которого подключен параллельно регулирующему элементу, релейный элемент с регулируемой шириной петли гистерезиса, вход которого соединен с выходом фильтра, и формирователь импульсов для включения тиристоров, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены два логических элемента И и динамический формирователь узких импульсов, фильтр низших частот выполнен в виде двухполярного интегратора, релейный элемент выполнен в виде реверсивного усилителя с положительной обратной связью, динамический формирователь узких импульсов выполнен в виде логического элемента Равнозначность, один из входов которого зашунтирован конденсатором, а другой вход через резистор подключен к первому входу а также к выходу релейного элемента, R первому входу первого элемента И непосредственно и к первому входу второго элемента И через инвертор, к вторым входам логических элементов И подключен выход элемента Равнозначность, а выход каждого из элементов И связан с управляющим переходом тиристоров через соответствующий канал формирователя импульсов. 2.Преобразователь по п.1, отличающийся тем, .что в него введен блок формирования сигналов запрета, логические элементы И выполнены трехвходовыми, эти третьи входы объединены и соединены с выходом упомянутого блока формирования сигналов запрета. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 505011,. кл. G.05 F 1/30, . 2.Авторское свидетельство СССР № 350110, кл. М 02 М 5/22, 1970. pH U ; ч J 1 HMJ: . t- Фс/г. f

ff)

;/ y} jf) ff/rfAfjrfOVvmb л4/оуутб ff/7fff/) g/(jffOffe/mS