CS243799B1 - Thyristors' single-phase control circuit connection - Google Patents

Description

243799

Vynález sa týká zapojenia obvodu jedno-fázového riadenia tyristorov stabillzátorajednosměrných napatí s dvojicou antipara-lelne zapojených tyristorov v každej fázenapátie.

Pre napájanie jednosměrných výkonovýchobvodov s premenným odberom prúdu, na-pájených z vonkajšej rozvodnej siete s kolí-sajúcim napatím je často potřebné použitstabilizátor napátia, pretože napátie na vý-stupe usmerňovacieho mostu kolíše v závis-losti na odbere prúdu a kolísaní sieťovéhonapátia. Například v elektroiskrových zaria-deniach sa kolísanie napájacieho napatiavýkonových obvodov prejavuje kolísánímvelkosti energie jednotlivých výbojov obrá-bania, čo v konečnom dósledku nepriaznivoovplyvňuje technologické charakteristiky za-riadenia, ako sú povrchová drsnost po elek-troiskrovom obrábaní a změna šířky reznejdrážky počas obrábania. Najma změna šířkyreznej drážky počas obrábania sposobujenarastanie odchýlky od přesného vyrezaniageometrického tvaru obrobku a vplýva navýsledná přesnost elektroiskrového vyrezá-vacieho zariadenia.

Stabilizovat výstupné napátie zdroja jemožné riadením uhlu otvorenia tyristorovv primárnom alebo sekundárnom vinutítransformátora. Pre zdroje napájania váč-ších výkonov je výhodnejšia regulácia ria-dených tyristorov v primárnom vinutí trans-formátora, pretože v primárnom vinutí tečumenšie prúdy a hrany otvárania tyristorovsa v plyvom indukčnosti transformátora nasekundárnu stranu prenášajú s mensou str-mosťou. Úroveň rušivých signálov od spína-nia tyristorov je nižšia. V súčasnosti je známých niekolko sposo-bov riadenia uhlu otvorenia tyristorov. Oka-mih zapálenia tyristorov so može odvodzovaťz porovnania zosilnenej regulačnej odchýl-ky s priebehom pilového napátia synchrón-neho s příslušným priebehom fázového na-patia. Najmá u trojfázového stabilizátora na-patia s dvojicou antiparalelne zapojenýchtyristorov v každej fáze napátia je obtiažnenastavit potřebná přesná časová postupnostzapalovacích impulzov pre všetky tyristory.Niektoré zapojenia obchádzajá nastaveniepostupnosti zapalovacích impulzov spášťa-ním samokmitajácich oscilátorov počas celejdoby, odpovedajácej uhlu otvorenia tyristo-rov. V sletových rozvodoch s vyššou árovňourušivých signálov, ako i v zdrojovej častielektroiskrových strojov nie je zaručenáspolahlivá činnost týchto stabilizátorov na-pátia.

Vyššie uvedené nedostatky zmierňuje atechnický problém rieši zapojenie obvodujednofázového riadenia tyristorov stabilizá-tora jednosměrných napatí podlá tohto vy-nálezu, ktorého podstatou je, že primárnévinutie sieťového transformátora je připo-jené na vstupné svorky stabilizátora napatiaa sekundárné vinutie transformátora s vy-vedeným stredom sá připojené na anody napájacích diód. Obidva konce sekundárnýchvinutí sá přemostěné sériovým zapojenímsnímacieho odporu a aktívneho fázuposúva-jáceho článku. Koniec druhého sekundárné-ho vinutia je připojený na vstup druhého zo-silňovacieho a tvarovacieho obvodu fázové-ho signálu a spoločný uzol snímacieho od-poru a aktívneho fázuposávajáceho článkuje připojený na vstup prvého zosilňovaciehoa tvarovacieho obvodu fázového signálu.Priame výstupy zosilňovacích a tvarovacíchobvodov sá cez prvý odpor paralelné připo-jené na katody napájacích diód, na vstupprvého obvodu budenia tyristorov a na ano-du prvej sáčinovej diody. Nepriame výstupyzosilňovacích a tvarovacích obvodov sá cezdruhý odpor paralelné připojené na katodynapájacích diód, na vstup druhého obvodubudenia tyristorov a na anodu druhej sáči-novej diody. Katody sáčinových diód sáparalelné připojené na výstup pomoc-ného oscilátora. Prvý výstup prvého ob-vodu budenia tyristorov je připojený nakatodu prvého tyristora a na anodudruhého tyristora a sáčasne na prvý vstupjednofázového výkonového zdroja. Druhývýstup prvého obvodu budenia tyristorov jepřipojený na riadiacu elektrodu prvého ty-ristora. Prvý výstup druhého obvodu budeniatyristorov je připojený na katodu druhéhotyristora a na anodu prvého tyristora a sá-časne na vstupná svorku U stabilizátora na-pátia. Druhý výstup druhého obvodu budeniatyristorov je připojený na riadiacu elektro-du druhého tyristora. Druhý vstup jednofázo-vého výkonového zdroja je připojený navstupná svorku N stabilizátora napátia. Prvývýstup jednofázového výkonového zdroja jepřipojený na invertujáci vstup zosilňovačaregulačnej odchýlky, pričom jeho neinvertu-júci vstup je připojený na svorku Ur zdrojareferenčného napátia a jeho výstup je při-pojený na vstup aktívneho fázuposávajácehočlánku. Do podstaty patří tiež to, že aktívnyfázuposávajáci článok je tvořený sériovýmzapojením kondenzátora s fototranzistoromzapojeným v diódovom mostíku tak, že ko-lektor fototranzistora je připojený na katodyprvej a druhej diody v mostíku. Emitor foto-tranzistora je připojený na anody tretej aštvrtej diody v mostíku. Výhody zapojenia obvodu jednofázovéhoriadenia tyristorov stabilizátora jednosměr-ných napatí spočívajá v možnosti úplnéhogalvanického oddelenia obvodu jednofázo-vého riadenia tyristorov od výstupných svo-riek stabilizátora napátia i od riadenýchtyristorov. Úplné galvanické oddelenie jevýhodné najmá u trojfázového stabilizátoranapatia. Umožňuje spájanie stabilizovanéhozdroja riadeného obvodmi jednofázového ria-denia tyristorov v sérii s nestabilizovanýmzdrojom napátia tak, že výstupné napátiesériového zapojenia stabilizovaného a nesta-bilizovaného zdroja bude stabilizované.

Na připojených výkresoch je nakreslené 243799

S zapojenie obvodu jednofázového riadeniatyristorov stabilizátora jednosměrných napa-tí, kde na obr. 1 je znázorněná blokováschéma obvodu jednofázového riadenia ty-ristorov stabilizátora jednosměrných napatí,na obr. 2 je znázorněný priebeh signálov vnajdoležitejších uzloch obvodu, na obr. 3 jeznázorněný obvod jednofázového riadeniatyristorov zapojený pre riadenie tyristorovtrojfázového stabilizátora jednosměrných na-patí a na obr. 4 je znázorněné zapojenie ak-tívneho íázuposúvajúceho článku.

Zapojenie obvodu jednofázového riadeniatyristorov stabilizátora jednosměrných napa-tí je realizované následovně:

Primárné vinutie 1 transformátora je při-pojené na vstupné svorky U, N stabilizátoranapalia a sekundárné vinutia 2, 2‘ transfor-mátora s vyvedeným stredom .23 sú připojenéna anody napájacích diod S, 5‘. Obidva kon-ce sekundárných vinutí sú přemostěné sério-vým zapojením snímacieho odporu 4 a ak-tívneho íázuposúvajúceho článku 3. Koniecdruhého sekundárného vinutia .2* je připoje-ný na vstup 63* druhého zosilňovacieho atvarovacieho obvodu 6* fázového signálu.Společný uzol snímacieho odporu 4 a aktív-neho íázuposúvajúceho článku 3 je připo-jený na vstup 63 prvého zosilňovacieho atvarovacieho obvodu 6 fázového signálu.Priame výstupy 61, 61* zosilňovacích a tva-rovacích obvodov 6, 6* sú cez prvý odpor 7paralelné připojené na katody napájacíchdiSd 5, 5* na vstup 93 prvého obvodu bude-nia tyristorov 9 a na anodu prvej súčinovejdiody 0. Mepriame výstupy 62, 62* zosilňo-vacích a tvarovacích obvodov 6, 6‘ sú cezdruhý odpor 7* paralelné připojené na kato-dy napájacích di ód 5, 5* na vstup 93* druhéhoobvodu budenia tyristorov 9* a na anodudruhej súčinovej diody 8‘. Katody súčino-vých di5d 8, 8* sú paralelné připojené navýstup 133. pomocného oscilátora 15. Prvývýstup 91 prvého obvodu budenia tyristorov9 je připojený na katodu prvého tyristora11 a na anodu druhého tyristora 12 a súčas-ne na prvý vstup 131 jednofázového výko-nového zdroja 13. Druhý výstup 92 prvéhoobvodu budenia tyristorov 9 je připojený nariadiacu elektrodu prvého tyristora 11. Prvývýstup 91* druhého obvodu budenia tyristo-rov 9* je připojený na katodu druhého ty-ristora 12 a na anódu prvého tyristora 11 asúčasne na vstupnú svorku U stabilizátoranapatia. Druhý výstup 92* druhého obvodubudenia tyristorov 9* je připojený na riadia-cu elektrodu druhého tyristora 12. Druhývstup 182 jednofázového výkonového zdroja13 je připojený na vstupnú svorku N stabi-bilizátora napatia. Prvý výstup 133 jednofá-zového výkonového zdroja 13 je připojenýna invertujúci vstup 141 zosilňovača regu-lačnej odchýlky 14.

Neinvertujúci vstup 142 zosilňovača regu-laČnej odchýlky 14 je připojený na svorku

S

Ur zdroja. referončného napatia a jeho vý-s'.up 143 je připojený na riadiaci vstup 31aktívneho fázuposúvajúci článok 3 je tvo-řený sériovým zapojením kondenzátora 17s fototranzistorom 13 zapojeným v diódovommostíku. Kolektor fototranzistora 18 je při-pojený na katódy prvej a druhej diody 19,20 v mosííku a emitor fototranzistora 18 jepřipojený na anody tretej a štvrtej diody21, ,Ó2 v mostíku.

Zapojenie obvodu jednofázového riadeniatyristorov stabilizátora jednosměrných na-patí pre riadenie tyristorov trojfázového sta-bilizátora jednosměrných napatí je realizo-vané následovně:

Prvý napájací vstup 101 prvého obvodujednofázového riadenia tyristorov 10 je při-pojený na vstupnú svorku U stabilizátoranaptia. Prvý napájací vstup 101* druhéhoobvodu jednofázového riadenia tyristorov10* je připojený na vstupnú svorku V stabi-lizátoru napatia. Prvý napájací vstup 191“treíieho obvodu jednofázového riadeniatyristorov 10 * je připojený na vstupnú svor-ku V stabilizátora napatia. Druhé napájacievstupy 102, 102‘, 102“ prvého, druhého atretieho obvodu jednofázového riadenia ty-ristorov 10, 10* 10“ sú paralelné připojenéna vstupnú svorku N stabilizátora napatia.Vstupy impulzov 194, 104*, 104“ prvého, dru-hého a treíieho obvodu jednofázového ria-denia tyristorov Í0, 1Θ4, 10“ sú paralelné při-pojené na výstup 151 pomocného oscilátora15. Riadiace vstupy 193, 103*, 103“ prvého,druhého a tretieho obvodu jednofázovéhoriadenia tyristorov. 10, 10‘, 10“ sú paralelnépřipojené na výstup 143 zosilňovača regulač-nej odchýlky 14, ktorého neinvertujúci vstup142 je připojený na svorku Ur zdroja refe-renčného napatia ,a jeho invertujúci vstup141 je připojený na stabilizovaný výstup 181trojfázového výkonového zdroja 1S. Zapoje-nie ostatných obvodov je zhodné so zapoje-ním obvodu jednofázového riadenia tyristo-rov pre jednofázový stabilizátor jednosměr-ných napatí.

Priebehy signálov· v najdoležitejších uzlochobvodu objasňujú funkciu popísaného zapo-jenia, pričom křivka A znázorňuje priebehnapatia na dvojici antiparalelne zapojenýchtyristorov 11, 12. Křivka B — priebeh signá-lu na priamom výstupe 61* a křivka B* —priebeh signálu na nepriamom výstupe 62*zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu 6*.Tieto signály sú vytvarované z priebehu fá-zového napatia na sekundárnom vinutí 2*sletového transformátora. Křivka C — prie-beh signálu na priamom výstupe B1 a křivkaC* — priebeh signálu na nepriamom výstu-pe 62 zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu6. Tieto signály sú vytvarované z priebehuposúvateného fázového napatia, ktoré je ria-dené aktívnym fázuposúvajúcim článkom 3.Křivka D — impulzy na výstupe 151 pomoc-

Claims (2)

1. 243 7 ného oscilátora 13. Křivka E — časový pří-běh impulzov na vstupe 93 obvodu budeniatyristorov 9, ktorý je vytvořený logickýmsúčinom signálov B, C a D a zároveň před-stavuje priebeh budiacich impulzov tyris-tora 11. Křivka E‘ — časový priebeh impul-zov na vstupe 93‘ obvodu budenia tyristorov9‘, ktorý je vytvořený logickým súčinomsignálov B!, C* a D a zároveň představujepriebeh budiacich impulzov tyristora 12. Zapojením obvodu jednorázového riadeniatyristorav stabilizátora jednosměrných na-patí sa riadi uhol otvorenia a dvojice anti-paralelne zapojených tyristorov v primár-nom vinutí transformátora tak, že stúpnutienapatia na výstupe jednosměrného zdrojavyvolá zmenšenie uhlu otvorenia a tyristorova pokles napatia na výstupe jednosměrnéhozdroja vyvolá zváčšenie uhlu otvorenia atyristorov. Každý obvod jednofázového riadenia tyris-torov stabilizátora jednosměrných napatí mávlastný sieťový transformátor s primárnýmvinutím 1 a najmenej dvomi sekundárnýmivinutiami 2, ,2* z ktorých je zabezpečené na-pájenie samotného obvodu jednofázovéhoriadenia tyristorov a budenie tyristorov 11,12, pričom katody napájacích diod 5, 5‘ súkladným pólom napájacieho zdroja a střed23 sekundárných vinutí 2, 2* transformátoraje záporným polom napájacieho zdroja. Sie-ťový transformátor okrem toho poskytujesignál o priebehu fázového napatia, ktorýsa spracováva zosiiňovacím a tvarovacímobvodom G*. Výstupné signály zosilňovaciehoa tvarovacieho obvodu 6‘ majú priebehypodl'a kriviek B a B‘, pričom signál z pria-meho výstupu B1‘ má priebeh podl'a křivkyB a signál z neprlameho výstupu B2‘ mápriebeh podlá křivky B‘. Na aktívnom fázuposúvajúcom článku 3sa cez snímací odpor 4 vytvára fázovoposu-nutý signál, ktorý sa spracováva zosilňova-cím a tvarovacím obvodom S. Výstupné sig-nály zosilňovacieho a tvarovacieho obvodufi majú priebehy podlá kriviek C a C‘, pri-čom signál z priarneho výstupu 61 má prie-beh podlá křivky C a signál z nepriameho 99 8 výstupu 62 má priebeh podlá křivky C*. Lo-gickým súčinom výstupných signálov B a Cna priamych výstupoch 81, 61* s impulzamiprivádzanými z pomocného oscilátora 15s priebehom podlá křivky D sa vytvára bu-diaci signál pre tyristor 11 s priebehom po-dlá křivky E. Budiaci signál tyristora 11 sazosiiní obvodom budenia tyristorov 9, ktorýbezprostredne zabezpečuje otváranie tyris-tora 11. Logickým súčinom výstupných sig-nálov B* a G‘ na nepriamych výstupoch 62,62‘ s impulzami privádzanými z pomocnéhooscilátora s priebehom podlá křivky D savytvára budiaci signál pre tyristor 12 s prie-behom podlá křivky E‘. Budiaci signál tyris-tora 12 sa zosiiní obvodom budenia tyristo-rov 9‘, ktorý bezprostredne zabezpečujeotváranie tyristora 1,2. Vzájomným posúva-ním signálov podlá kriviek B a C, B* a C*voči sebe sa mění uhol otvorenia a tyristorov11, 12. Vzájomný posuv u signálov B a C,B* a C* voči sebe sa ovládá riadením aktív-neho fázuposúvajúceho článku 3. Pokles napatia na výstupe jednofázovéhovýkonového zdroja 13 sa zosiiní zosilňova-čom regulačnej odchýlky 14, ktorý posobe-ním na aktívny fázuposúvajúci článok 3zmenší vzájomný posuv u signálov B a C,B* a C‘ voči sebe, čím sa zvačší uhol otvore-nia a tyristorov 11, 12. Stúpanie napatia navýstupe jednofázového výkonového zdroja13 sa zosiiní zosilňovačom regulačnej od-chýlky 14, ktorý působením na aktívny fá-zuposúvajúci článok 3 zvačší vzájomný po-suv n signálov B a C, B* a C‘ voči sebe, čímsa zmenší uhol otvorenia a tyristorov 11, 12.Aktívny fázuposúvajúci článok 3 realizovanýsériovým zapojením kondenzátora 17 a fo-totranzistora 18 v mostíkovom zapojení sdiodami 19, 20, 21, 22 umožňuje galvanickéoddelenie obvodu jednofázového riadeniatyristorov od výstupných svoriek stabilizá-tora napatia. V zapojení trojfázového stabilizátora jed-nosměrných napatí je činnost zapojenéhoobvodu jednofázového riadenia tyristorovv každej fáze rovnaká, ako u jednofázovéhostabilizátora jednosměrných napatí. P R E D Μ E T
2. 1. Zapojenie obvodu jednofázového riade-nia tyristorov stabilizátora jednosměrnýchnapatí s dvojicou antiparalelne zapojenýchtyristorov v každej fáze napatia, pozostáva-júce zo sieťového transformátora aspoň sdvomi sekundárnými vinutiami, aktívnehofázuposúvajúceho článku, zosilňovacieho atvarovacieho obvodu, obvodu budenia tyris-torov, pomocného oscilátora a zosilňovačaregulačnej odchýlky, vyznačujúce sa tým,že primárné vinutie (1) transformátora jepřipojené na vstupné svorky (U, N) stabili-zátora napatia a sekundárné vinutia (2, 2‘)transformátora s vyvedeným stredom (23)sú připojené na anody napájacích diod (5, 5‘), pričom obidva konce sekundárných vi-nutí sú přemostěné sériovým zapojením sní-macieho odporu (4) a aktívneho fázuposú-vajúceho článku (3‘), zatial1 čo koniec dru-hého sekundárného vinutia (2‘) je připoje-ný na vstup (63*) druhého zosilňovacieho atvarovacieho obvodu (6‘) a spoločný uzolsnímacieho odporu (4) a aktívneho fázupo-súvajúceho článku (3) je připojený na vstup(63) prvého zosilňovacieho a tvarovaciehoobvodu (6), pričom priame výstupy (61, 61*)oboch zosilňovacích a tvarovacích obvodov(6, 6:) sú cez prvý odpor (7) paralelné při-pojené na katody napájacích diód (5, 5‘), 9 10 243799 vstup (93] prvého obvodu budenia tyristorov (9) a na anodu prve] súčinovej diody [8],pričom nepriame výstupy (62, 62‘) zosilňo-vacích a tvarovacích obvodov (6, 6‘) sú cezdruhý odpor (7‘j paralelné připojené na ka-tody napájacích diod (5, 5‘), vstup (93']druhého obvodu budenia tyristorov (9j ana .anódu druhé] súčinove] diody (8‘), pri-čom katody súčinových diod (8, 8‘j sú pa-ralelné připojené na výstup (151) pomocné-ho oscilátore (15), prvý výstup (91) prvéhoobvodu budenia tyristorov (9) je připojenýna katodu prvého tyristora (11) a na anodudruhého tyristora (12) a súčasne na prvývstup (131) jednofázového výkonového zdro-ja (13), pričom druhý výstup (92) prvéhoobvodu budenia tyristorov (9) je připojenýna riadiacu elektrodu prvého tyristora (11),prvý výstup (91:) druhého obvodu budeniatyristorov (9‘) je připojený na katodu dru-hého tyristora (12) a na anódu prvého ty-ristora (11) a súčasne na vstupnú svorku(U) stabilizátora napatia, pričom druhý vý- stup (92'] druhého obvodu budenia tyristo-rov (9‘) je připojený na riadiacu elektrodudruhého tyristora (12), druhý vstup (132)jednorázového výkonového zdroja (13) jepřipojený na vstupnú svorku (N) stabilizáto-ra napatia, prvý výstup (133) jednofázovéhovýkonového zdroja (13) je připojený na in-vertujúci vstup (141) zosilňovača regulačnejodchýlky (14), pričom jeho neinvertujícívstup (142) je připojený na svorku (Ur)zdroja referenčného napatia a jeho výstup(143) je připojený na riadiaci vstup (31)aktívneho fázuposúvajúceho článku (3). .?> Zapojenie obvodu podra bodu 1, vyzna-čujúce sa tým, že aktívny fázuposúvajúcičlánok (3) je tvořený sériovým zapojenímkondenzátora (17) s fototranzistorom (18)zapojeným v diódovom mostíku tak, že ko-lektor fototranzistora (18) je připojený nakatody prvej a. druhej diody (19, 20) v mos-tíku a emitor fototranzistora (18) je připo-jený na anódy tretej a štvrtej diody (21, 22)v mostíku. 3 listy výkresov