Устройство для синхронизации с напряжением сети Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в однофазных системах синхронизации устройств управления тиристорными преобразователями и телемеханических устройств..

Известны устройства для синхронизации с сетью, содержащие усилитель и выпрямитель, к выходу которого подключена цепь из последовательно соединенных индуктивности и двух резисторов, средняя точка которых подключена к базе транзистора 1.

Однако данные устройства характеризуются недостаточной точностью и защищенностью от импульсных помех, соэ- даваемых в сети при работе тиристорных преобразователей.

Наиболее близким к предлагаемому по средствам и достигаемому результату является устройство для синхрониЗсщии с напряжением сети, содержащее диодный выпрямитель, выход которого подсоединен через резистор к первому входу нуль-органа, подсоединенного вторым входом к среднему выводу первого резистивного делителя напряжения, крайние выводы которого соединены с клеммами для подключения источника |питания, второй резистивный делите.г1Ь

напряжения, конденсатор и клеммы для подключения тиристора с последовательно соединенной нагрузкой 2j.

Недостаток известного устройства состоит в невысокой точности и помехозащищенности.

Цель изобретения - повышение точности и помехозащищенности устройства для синхронизации с напряжением сети.

10

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве выход нуль-органа соединен через второй делитель апряжения с клеммой для подключения управляющего электрода тиристора, а

15 конденсатор подсоединен своими выводами соответственно к клеммам для подключения катода тиристора и источника питания.

На чертеже приведена принципиаль20ная электрическая схема устройства для Синхронизации с напряжением сети.

Устройство содержит выпрямитель 1, нуль-орган 2, тиристор 3, первый 4 и второй 5 делители напряжения на

25 резисторах, первый 6, второй 7 и третий 8 резисторы и конденсатор 9.

Резистор 6 служит для ограничения входного тока нуль-органа, первый делитель напряжения 4 определяет порог,

30 iero срабатывания. Второй делитель напряжения 5 ограничивает токи нагр ки нуль-органа и управляющего элект рода тиристора 3. Резисторы 7 и 8 я ляются нагрузкой тиристора 3. Конде сатор 9 заряжается при закрытом тиристоре через резистор 8 и разряжае ся через резистор 7 при открывании тиристора. С резистора 7 снимается импульс во время разряда конденсато 9 и подключается во внешнюю цепь; Устройство синхронизации с напря жением сети работает следующим обра зом. В исходном состоянии сигнал на выходе нуль-органа 2 отсутствует .вследствие наличия запирающего напр жения,подаваемого на его второйвхо тиристор 3 заперт, конденсатор 9 за ряжен через резистор 8, сигналы на выходе устройства (на резисторе 7) отсутствуют. При подаче на вход синусоидального напряжения на выходе выпрямите ля 1 формируется двухполупериодное выпрямленное напряжение, которое че рез резистор б подается на первый вход нуль-органа 2. На-второй вход нуль-органа 2 подается напряжение с делителя 4, которым устанавливает ся порог срабатывания нуль-органа. При превышении входным напряжением величины порога срабатывания нульорган переключается и на его выходе формируется прямоугольный импульс. При снижении входного напряжения ни же порогового нуль-орган восстанавливает свое исходное состояние и на его выходе импульс исчезает. С выхода нуль-органа прямоугольный им пульс через делитель 5 подается на управляющий электрод тиристора 3, который открывается, и конденсатор 9 разряжается через тиристор 3 и резистор 7, накотором выделяется импульс синхронизации. Величины резисторов 7 и 8 .выбираются такими, чтобы ток, проходящир через тиристо 3, был меньше тока удержания тиристора. Высокая точность фиксации нулевы уровней входного синусоидального на пряжения обеспечивается следующим. Большую часть полупериода выходного напряжения выпрямителя нуль-ор ган включен и запирается Нс1 время согда Ug ли (где uU - пороговое Напряжение нуль-органа). Относитель ная амплитуда напряжения на входе нуль-органа в момент его отпирания составляет UU . 2/Г Г, где и,- - амплитуда входного сигнал - длительность полуволны входного сигнала. Фиксация нулевого уровня осуществляется при малых углах, поэтому в первой части выражения (1) функцию можно заменить ее аргументом, т.е. ду 2Г и Т - Время закрытого состояния нуль-органа в каждом полупериоде входного напряжения составляет На основании формулы (2) выходной импульс нуль-органа отстоит от точки нулевого уровня входного напряжения на время t, величина которого при заданной частоте входного сигнала определяется отношением АО/UK,, и может быть получена достаточно малой. Так, например, прийи/и, 0,02 выходные импульсы расположены относительно точки на величину угла в 0,6 эл. град. Повышение защищенности от импульсных помех, создаваемых в сети при работе тиристорных преобразователей, обеспечивается следующим. Величины резистора 7 и 8 приняты такими, чтобы ток, проходящий через тиристор 3, был меньше его тока удержания. Величина резистора 7 дополнительно определяется необходимой минимальной длительностью сигнала для запуска последующих устройств, исходя из постоянной времени цепи разряда Тр - R (-j С (9; Величид1а резистора 8 определяется частотой входного сигнала и длительностью импульсных помех в сети. Конденсатор 9 должен успеть зарядиться за время закрытого состояния нуль-органа и не зарядиться за длительность импульсной помехи, составляющей при работе тиристоров порядка (1-2) 1 . Это обеспечивается выбором постоянной времени цепи заряда конденсатора 9 Cv fe - 9 При поступлении на вход тиристора 3 входного сигнала тиристор отпирается входным прямоугольным импульсом, конденсатор 9 разряжается через открытый тиристор 3 и резистор 7, на выходе выделяется одиночный импульс. Открытое состояние тиристора препятствует повторному заряду конденсатора и при прорезании входного сигнала импульсной помехой конденсатор 9 не успевает зарядиться до необходимой величины, что обеспечивает надежную защиту устройства синхронизации от импульсных помех. Использование изобретения позволяет повысить точность и помехозащищенность устройств синхронизации к синусоидальным напряжениям сети, что позволяет применять более простые системы управления тиристорны;ми преобразователями и блоки синхронизации телемеханических устройств.

Формула изобретения

Устройство для синхронизации с напряжением сети, содержащее диодный выпрямитель, выход которого подсоединен через резистор к первому входу нуль-органа, подсоединенного вторым входом к среднему выводу первого резистивного делителя напряжения, крайние выводы которого соединены с клеммами для подключения источника питания, второй резистивный делитель напряжения, конденсатор и клеммы для подключения тиристора с последовательно соединенной нагрузкой, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и помехозащи щенности, в нем выход нуль-органа соединен через второй делитель напряжения с клеммой для подключения управляющего электрода тиристора, а конденсатор подсоединен своими выводами соответственно к клеммам для подключения катода тиристора и источника питания.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР № 518845, кл. Н 02 М 1/08, 1976

« с ; Г° ° свидетельство СССР 665373, KJ1. Н 02 М 1/08, 1Э79.