PL60759B1 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 25.1.1966 Austria Opublikowano: 15.IX.1970 60759 KI. 21 d2, 14/02 MKP H 02 m, 5/00 Wlasciciel patentu: Elin — Union Aktiengesellschaft fur Elektrische In¬ dustrie, Wieden (Austria) Sposób sterowania polozenia fazowego impulsów wyzwalajacych elektrycznie sterowane prostowniki obciazeniowego przemiennika czestotliwosci przy zmiennych czestotliwosciach roboczych Przedmiotem wynalazku jest sposób sterowania polozenia fazowego impulsów wyzwalajacych elek¬ trycznie sterowane prostowniki obciazeniowego przemiennika czestotliwosci przy zmiennych cze¬ stotliwosciach roboczych. . Przemiennik czestotliwosci uwaza sie zazwyczaj za obciazeniowy, gdy zarówno czestotliwosc jak tez ksztalt krzywej napiecia wyjsciowego lub pra¬ du wyjsciowego sa okreslone mile przez przemien¬ nik czestotliwosci, lecz przez jego obciazenie. Za¬ chodzi to wówczas, gdy przemiennik czestotliwos¬ ci przekazuje energie z jednego obwodu do dru¬ giego, przy czym w drugim obwodzie wspólbiezne generatory synchroniczne okreslaja ksztalt krzy¬ wej. Rozwiazania takie sa znane 'z literatury fa¬ chowej.Obciazeniowym mozna nazwac równiez taki przemiennik czestotliwosci, którego obciazeniem jest tlumiony obwód rezonansowy, zasilany w ten sposób, ze zostaje pobudzony do drgan w przybli¬ zeniu z czestotliwoscia rezonansowa, a przebieg pradu wzglednie napiecia jest okreslony przez ten obwód rezonansowy. Sposób wedlug wynalazku.od¬ nosi sie zWlaszcza do tego przypadku.Znane sa urzadzenia, w których starano sie po¬ prawic komutacje zaworów przemiennika czesto¬ tliwosci przez przesuniecie czasu wyzwalania im¬ pulsów.W przypadku przemienników obciazeniowych do nagrzewania indukcyjnego prawie zawsze mamy 10 2 do czynienia z obciazeniami o duzej indukcyjnos- ci, w których prad bierny musi byc skompenso¬ wany przez odpowiedni kondensator równolegly.Uzwojenie obciazenia i kondensator do poprawy wspólczynnika mocy tworza stosunkowo slabo tlu¬ miony równolegly obwód rezonansowy i okreslaja czestotliwosc robocza. Z wielu wzgledów jest bar¬ dzo korzystne, gdy czestotliwosc przemiennika cze¬ stotliwosci zasilajacego to obciazenie jest regulo¬ wana, poniewaz glebokosc wnikania .pola cewki indukcyjnej powinna byc w odpowiednim stosun¬ ku do wymiarów nagrzewanego wsadu, a ponadto gdy przemiennik zasilajacy moze swoja czestotli¬ woscia wyjisciowa nadazac za zmianami czestotli¬ wosci rezonansowej obciazeniowego obwodu rezo¬ nansowego, odpada koniecznosc dokladnego zrów¬ nowazenia kondensatora do poprawy wspólczyn¬ nika mocy. 20 Na fig. 1A przedstawiony jest znany, podstawo¬ wy uklad falownika, który zasila obciazeniowy obwód rezonansowy. W ukladzie tym, regulowane zródlo 101 napiecia stalego przylaczone jest po¬ przez dlawik 102 w przekatna mostka zlozonego z 25 elektrycznie sterowanych prostowników 103, 104, 105, 106, na przyklad tyrystorów, przy czym do drugiej przekatnej mostka przylaczone jest pola¬ czenie równolegle cewki obciazeniowej 107 ii konr densaitora 108 sluzacego do poprawienia wspól- 30 czynnika mocy. 60 7593 60759 4 Jedna z najwazniejszych zalet przemiennika cze¬ stotliwosci niezaleznie od tego, czy jest on wypo¬ sazony w tyrystory czy tez w initrony, jest to, ze czestotliwosc wyjsciowa moze byc dowolnie wybrana w duzym zakresie od 0 do okolo 5000 Hz.Wiadomo, ze w tego typu przemiennikach cze¬ stotliwosci, prad wyjsciowy musi byc przesuniejty fazowo w stosunku do napiecia wyjsciowego przy¬ najmniej o talki odstep czasu, który jest potrzeb¬ ny jako czas przerwy w pracy elektrycznie stero¬ wanych prostowników. Jako czas przerwy nalezy rozumilec czas od zmiany kierunku pradu az do zmiany kierunku napiecia. Czas wylaczenia, musi bycfzSw£2£ dluznyjmiz czas przerwy, wlasciwy dla zastosowanego roklliju prostownika.Cjzas wylaczenia w ukladzie takim rozpoczyna sie Ojd^wyzwolenia elektrycznie sterowanych, pro- stówa&ków, ó&detj^grlipy (punkt c Wzglednie f, patrz fig. 2) i koniczy sie przejsciem napiecia wyj- scioweigo przez wartosc zerowa (punkt d wzgled¬ nie a, fig. 2). Pirzez wyzwolenie tych prostowni¬ ków na chwilowo przewodzacych prostownikach wystepuje napiecie 'Zaporowe. Róznice czasu po¬ miedzy wyzwoleniem prostowników a przejsciem napiecia wyjsciowego przez wartosc zerowa, okres¬ la sie jako przerwe w czasie trwania napiecia za¬ porowego (c-d wzglednie f-a, fig. 2). Poniewaz w ozasie tej przerwy do obwodu rezonansowego nie jest dostarczana energia, przerwa ta powinna byc mozliwie jak najkrótsza.Z powyzszego wynika koniecznosc utrzymywania impulsów wyzwalajacych elektrycznie sterowane prostowmiki w okreslonej zaleznosci fazowej od napiecia wyjsciowego. Jest to trudne zwlaszcza wtedy, gdy czestotliwosc jest izmienna, gdy drga¬ nia obwodu obciazeniowego sa wfobudzane tylko raz w momencie rozruchu^ a przemiennik czesto¬ tliwosci miusil natychmiast doprowadzic energie na przyklad do obwodu rezonansowego, ponliewaz w przeciwnym wypadku amplituda maleje ponizej dopuszczalnego minimum. Dalsza trudnosc polega na tym, ze czestotliwosc, z która obwód rezonan¬ sowy rozpoczyna drgania, nie jest znana.Celem wynalazku jiest stworzenie' takiego spo¬ sobu sterowania polozenia fazowego impulsów wy¬ zwalajacych elektrycznie sterowane prostowniki obciazeniowego przemiennika czestotliwosci, któ¬ ry pokorna opisane trudnosci i zapewni pewna prace przemiennika.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze w kazdym pólokresie przebiegu napiecia wyjscio¬ wego przemiennika .mierzy sie odstep czasu po¬ miedzy przejsciem tego napiiecia przez wartosc ze¬ rowa a jego przejsciem przez wartosc maksymal¬ na po czym pomiar ten rejestruje sie. Nastepnie za pomoca elementów liczacych na podstawie in¬ formacji zawartych w rejestrze, ustala sie odstep czasu stanowiacy czesc trwania cwiartki okresu, po którym nastepny impuls wyzwalajacy, po przej¬ sciu przez wartosc maksymalna, podaje sie na wyzwalany, elektrycznie sterowany prostownik.Nastepnie ustala sie odstep czasu pomiedzy cza¬ sem zarejestrowania impulsu wyzwalajacego a ko¬ lejnym przejsciem napiecia wyjsciowego przez punkt zerowy, oraz odstep czasu, w którym na elektrycznie sterowamym prostowniku wystepuje napiecie zaporowe, a który to odstep czasu stano¬ wi wartosc rzeczywista czasu trwania napiecia za¬ porowego i wytwarza sie napiecie proporcjonalne 5 do tego odstepu czasu, lulb bedace z nim w usta¬ lonej zaleznosci funkcyjnej i wytwarza sie napie¬ cie regulacyjne.Za pomoca tego napiecia regulacyjnego zmienia sie tresc informacyjna rejestru za pomoca ele- io rniantów przelaczajacych, przez co zmienia sie czas wyzwolenia nastepnego impulsu.Napiecie regulacyjne tworzy sile z napiecia pro¬ porcjonalnego do róznicy wartosci napiecia repre¬ zentujacego rzeczywisty czas trwania napiecia za- is porowego i wartosci napiecia odpowiadajacego za¬ danemu czasowi trwania napiecia zaporowego lub pozostajacego z ta róznica w ustalonej zaleznosci funkcyjnej. Za pomoca napiecia regulacyjnego' oddzdalywuje sie 'ma odstep czasu 20 od przejscia napiecia wyjsciowego przez wartosc maksymalna az do chwili zarejestrowania impul¬ su wyzwalajacego, w 'ten sposób, ze na elektrycz¬ nie sterowanych prostownikach istnieje przez wy¬ starczajacy, jednak minimalny czas napiecie za- 25 porowe, przez co prostowniki te sa dobrze wy¬ korzystane równiez przy czestotliwosci zmieniaja¬ cej isie.Za pomoca sposobu wedlug wynalazku, przez ujecie przejscia pradu pirzez wartosc zerowa i 5,0 przejscia przez wartosc maksymalna napiecia wyj¬ sciowego przemiennika czestotliwosci, uzyskuje sie (taki odstep czasu od przejscia napiecia przez wartosc maksymalna do chwili wyzwolenia, dla którego czas trwania napiiecia zaporowego *na pra- 35 widlowa wartosc. Czas trwania napiecia zaporo¬ wego jest zalezmy od przerwy w pracy zastosowa¬ nych prostowników. Do stosowania sposobu we¬ dlug wynalazku przewidziany jest nadajnik czasu trwania napiecia zaporowego, w którym nastawia 40 sie minimalna wartosc czasu trwania napiecia za¬ porowego, odpowiednia ido zastosowanych próstow- . ników. Wedlug wynalazku, dla kazdego pólokresu napiiecia wyjsciowego ustala sie na nowo odstep czasu od przejscia napiecia przez wartosc maksy- 45 malna do zarejestrowania impulsu wyzwalajacego, co umozliwia optymalne dzialanie przemiennika czestotliwosci.W sposobie wedlug wynalazku, wyzwolenie ele¬ ktrycznie sterowanych prostowników nastepuje o 50 cwiartke okresu — to jest o odstep czasu pomie¬ dzy przejsciem napiecia przez zero a przejsciem napiecia przez wartosc maksymalna, po maksy¬ malnym napieciu, przy czym ten odstep czasowy jest jesizcze regulowany w celu uzyskania mini- 55 malnego dopuszczalnego czasu trwania napiecia" zaporowego.Obciazeniowy przemiennik czestotliwosci, wypo¬ sazony w urzadzenie sterujace, ma w stosunku do dotychczas znanych przemienników duze zalety. 60 Ozas trwania napiecia zaporowego moze byc re¬ gulowany oidjpowiiedtnib do typu zastosowanych pro¬ stowników, korzystnie tyrystorów, na dopuszczal¬ na wartosc minimalna, przy czym w czasie dzia¬ lania, w razie potrzeby nastepuje jeszcze regula- 65 cja automatyczna, co zapewnia dobre wykorzy-5 CO 759 6 stanie tych (prostowników. Ponadto na skutek wy¬ tworzenia impulsów wyzwalajacych na podstawie przejsc z napiecia wyjsciowego przez wartosc ze¬ rowa i przez wartosc maksymalna w polowie okresu tego napiecia, umilany cizestoitliwosci w cza¬ sie pracy nie powoduja zadnych zaklócen.Przedmiot wynalazku jest wyjasniony ma pod¬ stawie rysunku, na którymi fig. 1A przedstawia znany, podstawowy uklad falownika, filg. 1 przed¬ stawia przemiennik czestotliwosci na tyrystorach, fig. 2 przedstawia zaleznosc fazowa pomiedzy na¬ pieciem wyjsciowym przemiennika czestotliwosci a impulsami wyzwalajacymi tyrystory, fig. 3 przed¬ stawia schemat calosci urzadzenia sterujacego, fig. 4 przedstawia schemat nadajnika czasu trwa¬ nia napiecia zaporowego, fig. 5 przedstawia sche¬ mat koncowego wzmacniacza.W ukladzie przedstawionym na fig. 1, urzadze¬ nie A sluzy do wykrywania w obwodzie rezonan¬ sowym przejsc pradu przez wartosc zerowa. Urza¬ dzenie A wytwarza na tej podstawie impulsy szpilkowe i wzmacnia je. Urzadzenie B sluzy do wykrywania w obwodzie rezonansowym przejsc przebiegu napiecia przez wartosc^ zerowa. Urza¬ dzenie B wytwarza na tej podstawie impulsy szpil¬ kowe i wzmacnia je. Ponadto uklad zawiera na¬ dajnik C czasu trwania napiecia zaporowego, któ¬ rego uklad przedstawiony na fig. 4 i którego dzia¬ lanie jest opisane w dalszej czesci opisu. Wlasciwe sterujace urizadlzenie D jest szczególowo pirtzadista- wione na fig. 3 i jest omówione w dalszej czesci opisu.Koncowy Wzmacniacz E (przedstawiony na fijg. 5) sluzy do przekazywania impulsów wyzwalaja¬ cych na tyrystory. Wlasciwy przemiennik czesto¬ tliwosci sklada sie z regulowanego prostownika F, zasilanego na przyklad iz sieci trójfazowej, który dostarcza regulowany prad staly do falownlika G, z czterema tyrystorami Th 1 — Th 4 w ukladizie mostkowym, które sa wyizwallane grupowo (Th ,1 i Th 4 lub Th 2 i Th 3). W obciazeniowym rezo¬ nansowym obwodzie H, (bedacym równoleglym po¬ laczeniem indukcyjnego odbiornika g, na przy¬ klad cewki pieca indukcyjnego i kondensatora h obwodu rezonansowego znajduje sie przekladnik pradowy i oraz przekladnik napieciowy k, prze¬ znaczone do celów sterowania.Na fig. 2 przedlstawiibna jest zaleznosc fazowa, która musi wystapic pomiedzy wyjsciowym napie¬ ciem I falownika a impulsami wyzwalajacymi II i III tyrystorów.Ulklad do stosowania sposobu wedlug wynalazku przedstawiony na fig. 1 zawiera wlasciwe steru¬ jace urzadzenlie D i(fig. 3), koncowy wzmacniacz E (filg. 5) i nadajnik C czasu 'trwania napiecia za¬ porowego (fig. 4). Te trzy urzadzenia sa zasilane w zródla pradu stalego o napieciach —6V, 0, +6V i 41V przez zaciski przylaczeniowe, oznaczone zgodnie z poszczególnymi napieciami. Zacisk 9 (fig. 3) i zacisk 14 (fig. 5) sa ze soba polaczone i moze byc do nich doprowadzony potencjal dodat¬ ni, ustalajacy punkty pracy tranzystorów. Ponad¬ to pomiedzy urzadzeniem sterujacym D (filg. 3) a wzmacniaczem koncowym B stepujace polaczenia. Zacisk 10 jest polaczony z zaciskiem 13, zacisk 11 jest polaczony z zaciskiem. 12, zacisk 7 jest polaczony z zaciskiem 15 a zacisk 8 z zaciskiem 16. Z nadajnika C czasu trwania napiecia zaporowego (flig. 4) doprowadza stie przez 5 zacisk 20 i zacisk 6 (fig. 3) napiecie regulacyjne do urzadzenia sterujacego D. 'Ponadto polaczone sa ze soba zacisk 21 (fig. 4) i zacisk 5 (fig. 3).Sposób dzialania ukladu z filg. 1 jest nastepuja¬ cy. Urzadzenie A wykrywa przejiscia pradu przez 10 wartosc zerowa w obciazeniowym obwodzie rezo¬ nansowym H za pomoca umieszczonego w tym ob¬ wodzie przekladnika pradowego i, przy czym przej¬ scia pradu przez wartosc zerowa wystepuja w mo¬ mentach, w których napiecie wyjsciowe przemien- 15 nilka czestotliwosci osiaga wartosc maksymalna.Na podstawie przejsc pradu w obciazeniowym obwodzie rezonansowym przez wartosc zerowa wy¬ twarzane sa w urzadzeniu A ujemne impulsy szpil¬ kowe, które po wzmocnieniu doprowadzane sa do 20 urzadzenia sterujacego D na wejscie 1 duto 2, Urzadzenie B wykrywa przejscia napiecia wyj¬ sciowego przemiennika czestotliwosci przez war¬ tosc zerowa za pomoca podlaczonego do ofowodu . rezonansowego H przekladnika napieciowego K 25 i wytwarza ujiemne impulsy szpilkowe, doprowa¬ dzane nastepnie do urzadzenia sterujacego D na wejscie 3 lub 4. Dla dalszego przetwarzania tych impulsów jest obojetne, czy pochodza one od do¬ datniej czy tez ujemnej polowy fali napiecia wyj- 30 sciowego.Jak juz wspominano, celem sposobu wedlug wynalazku jest to, alby przez pomiar czasu trwa¬ nia cwiartki okresu napiecia wyjsciowego prze¬ miennika czestotliwosci,, uzyskac wielkosc pomia- 35 nowa i doprowadzic ja do rejestru, a na podsta¬ wie tiresci informacji rejestru ustalac odstep cza¬ sowy, po którym, po przejsciu napiecia wyjscio¬ wego przez wartosc maksymalna, nastepuje poda¬ nie impulsu wyzwalajacego na elektrycznie stero- 40 wane prostowniki. Sposób w jaki nastepuje lado¬ wanie i wyladowanie kondensatora C4, sluzacego jako rejestr, oraz rozwiazanie wyzwalania, objas¬ nione jest na podstawie rysunku.Gdy przemiennik czestotliwosci nie pracuje, o- 45 bydwa dwustabilne multiwibratory skladajace sie z tranzystorów Tl, T2, wzglednie T5, T6 (fig. 3), sa ustalone w polozeniu spoczynkowym przez do¬ prowadzenie do baz tranzystorów Tl i T6 poten¬ cjalu dodatniego przez opornik R8 i diode D5, lub 50 przez opornik R29 i diode D10, oraz przez zacisk 9 urzadzenia D (fig. 3). Potencjal ten utrzymuje tranzystory Tl ii T6 w stanie przewodzenia. Na krótko przed uruchomieniem przemiennika czesto¬ tliwosci, dodatni potencjal zostaje odlaczony od 55 zacisku 9, jednak miul^iwalbraitory pozostaja naidal w swoim, polozeniu wyjsicibwym i tranzystory Tl i T6 przewodza.Przez przewodzacy tranzystor Tl (fig. 3) na dio¬ de B6 przylozone jest napiecie zaporowe okolo 6V 60 (z zacisku +41V przez opornik R18 i diode D6a).Trazystor T3 w tym czasie nie przewodzi. Po¬ niewaz tranzystory T2 i T5 nie przewodza, napie¬ cie bazy tranzystora T7 okreslone przez prad przeplywajacy przez opornik R24, opornik R25, 65 kondensator C5 i przez opornik R22 oraz przez7 prad przeplywajacy przez opornik R28, uzyskuje wartosc wieksza niz + 6V, a wiec tranzystor T7 przewodzi, w wyniku czego nastepuje wyladowanie kondensatora C4.Napiecie emitera tranzystora T7 jest tylko o kiflka dziesietnych wolta mniejsze niz napiecie bar- zy i wynosi powyzej +6V — a tym samym blo¬ kuje diode B8. Nie uwzgledniajac chwilowo ma¬ lego pradu bazy i tranzystora T7, caly prad prze¬ chodzacy przez opornik R28 zaczyna plynac przez kolektor tranzystora T7 jako prad wyladowania czlonu RC, skladajacego sie z opornika R18 i kon¬ densatora C4. Trwa to t?ak dlugo, co ma miejsce w momencie rozruchu, jak dlugo dioda D9 nie przewodzi.Gdy napiecie kolektora tranzystora T7 osiagnie taka wartosc, przy której na tranzystor za tym wystepuje tylko napiecie nasycenia, wówczas prad bazy wzrasta, a napiecie bazy a z nim równiez napiecie emitera i kolektoira spada az do momentu gdy napiecie emitera osiagnie taka wartosc, przy której dioda D8 zaczyna przewodzic, co konczy wyladowanie kondensatora C4.Przy pierwszym przejsciu napiecia obwodu re¬ zonansowego przez wartosc .zerowa na wejscie 3 lub 4 urzadzenia sterujacego D (fig. 3) przychodzi1 ujemny impuls szpilkowy, który przechodzac przez kondensator C6 i dioide Dli lub przez kondensator C7 i diode D12 izmniejsza napiecie i równoczesnie wprowadza tranzystor T5 w stan przewodzenia za pomoca oporników R19 i R23. Gdy tranzystor T5 przewodzi prad do Ibazy tranzystora T7 przez o- pornik R21, co powoduje obnizenie napiecia bazy tranzystora T7 i zablokowanie go.Poniewaz tranzystor T3 ciagle jeszcze nie prze¬ wodzi a tranzystor Tl jeszcze przewodzi, konden¬ sator C4 jest bez przeszkód ladowany przez opor¬ nik R18, az do chwili gdy przy przejsciu napilecia w obwodzie rezonansowym przez wartosc maksy¬ malna co pokrywa sie w czasie z przejsciem pra¬ du przez wartosc zerowa na wejsciu 1 lub 2 urza¬ dzenia D pojawi sie ujemny impuls szpilkowy, któ¬ ry przechodzac przez kondensator Cl ii diode D3 lub przez kondensator C2 ii diode B4 zmniejsza napiecie bazy tranzystora T5 i wprowadza go w stan nieprzewodzenia. Gdy tranzystor Tl nie prze¬ wodzi napiecia bazy tranzystora T2 zostaje zwiek¬ szone za pomoca opornika RIO i tranzystor Tl przewodzi. Gdy tranzystor T5 nie przewodzi, na¬ piecie bazy tranzystora T6 zostaje zwieks-zone za pomoca opornika R26 i tranzystor T6 przewodzi.Tranzystor T7 jeszcze nie przewodzi a prad ply¬ nie teraz przez opornik R17 a nie przez opornik R21, poniewaz tranzystor T5 nie przewodzi. Do emitera tranzystora T3 doprowadza sie z zaleznego od napiecia opornika R5 poprzez diode D6 prad, który odpowiada napieciu bazy tranzystora T3 i napieciu kondensatora C4 sluzacego jako rejestr.Prad ten wprowadza tranzystor T3 w stan prze¬ wodzenia i rozpoczyna sie ladowanie kondensa¬ tora C3. Po okresie czasu odwrotnie proporcjonal¬ nym do czasu doplywu pradu do tranzystora T3, napiecie kondensatora C3 osiaga wartosc napilecia wyzwalajacego tranzystor T4 o podwójnej bazie, po czym ten tranzystor zaczyna przewodzic i roz- 759 8 ladowuje kondensator C3 poprzez opornik R14.Oporniki R12 i R13 sluza do ustawienia punktu pracy tranzystora T4.(Spowodowany przez prad wyladowania kon- 5 demsatara C3 spadek napiecia na oporniku R14, wprowadza tranzystor T9 na krótki okres czasu w stan przewodzenia, przez co tranzystor T2 przez obnizenie napiecia .bazy za pomoca opornika R16 i diody D7 zostaje wprowadzony w stan nieprze- io wodzenia, a przez doprowadzenie poprzez oporniki R6 i R9 dodatniego potencjalu na Ibaze od tran¬ zystora Tl tranzystor ten zaczyna przewodzic.Tranzystory T2 i T5 nie przewodza a tranzystor T7 znowu przewodzi i wyladowuje kondensator 15 C4. Tranzystor T3, ze wzgledu na przewodzenia tranzystora Tl ii wyladowanie kondensatora. C4 ponownie nie przewodzi i w ten sposób zostaje zamkniety cykl, który rozpoczyna sie na nowo ujemnym im|pu!seim szpilkowym na wejsciu 3 20 luib 4.Na skutek przewodzenia tranzystora T4 poprzez opornik R14 zostaje wyladowany kondensator C3 a tranzystor T9 przewodzil przez krótki okres cza; su na skutek spadku napiecia na oporniku R14, 25 przez co zostaje zablokowany tranzystor T2, na skutek czego tranzystor Tl przewodzi, a. impuls tranzystora T9 jest doprowadzany poprzez zacisk 10, zacisk 13, kondensator Cli, diode D20 i kon¬ densator C12, na wejscie dwustabilnego przerzut- 30 nika FF (fig. 5), który jest przerzucany tymi im¬ pulsami.W przerzutniku FF znajduja sie dwa tranzystoi- ry, z których jeden przewodzi a drugi jest zablo¬ kowany. Napiecia wyjsciowe tego przerzutnika 35 powoduja przewodzenie wzglednie zablokowanie tranzystora T18 lub T19 na skutek obnizenia na¬ piecia bazy, przez co w czasie zablokowania tran- zystord T18 lub T19 poprzez opornik R72 i zacisk 17 luib R78 i zacisk 18 (fig. 5), wzglednie bezpo- 40 srednio lub poprzez nieuwidoczniony na rysunku wzmacniacz, do elektrycznie sterowanych prosto¬ wników, korzystnie tyrystorów, przekazywane sa impulsy wyzwalajace II, III.Odstep czasu od przejscia napilecia wyjsciowego 45 przemiennika czestotliwosci przez wartosc maksy¬ malna (punkt b na fig. 2), az do przekazania im¬ pulsu wyzwalajacego (punkt c na fig. 2), zalezy od wielkosci pradu tranzystora T3 '(fig. 3) ladujacego kondensator C3, oraz od napiecia na kondensa- 50 torze C4 w czasie ladowania go, w którym to cza¬ sie kondensator C4 jest ladowany poprzez opor¬ nik R18, a wilec od) czasu, który uplywa od chwili przejscia napiecia wyjsciowego przemiennika cze¬ stotliwosci przez wartosc zerowa az do jego przej- 55 sicila przez wartosc maksymalna.Róznica pomiedzy czasem ladowania kondensa¬ tora C3 (fig. 3) i cwiartka okresu, przedstawia w przyblizeniu czas, w którym na wygaszanym pro¬ stowniku wystepuje napiecie zaporowe. Czas ten 60 jest nazywany czasem trwania napilecia zaporo¬ wego. Trudno jest utrzymac go jako wielkosc sta¬ la, zwlaszcza dla malych czestotliwosci, poniewaz jest on zbyt maly w*stosunku do cwiartki okresu.Wedlug wynalazku* zastosowany jest obwód re- 65 gulacyjny, któremu zadaje sie zadany czas trwa-9 60759 10 nia napiecia zaporowego w formie wielkosci elek¬ trycznej napiecia lub pradu i czas ten utrzymy¬ wany jest przez ten obwód w ustalonej wartosci.Jaik wiadomo, tyrystor jest wprowadzany ze stanu zablokowania w stan przewodzenia tylko za pomoca impulsu pradowego przez elektrode .sterujaca. Zablokowanie tyrystora za pomoca ele¬ ktrody sterujacej jest niemozliwe bez dodatko¬ wych czynnosci. Zablokowanie mozna uzyskac wte- ^dy, gd^ wartosc pradu tyrystora wynosi 0 — co przy tyrystorach pracujacych na obwodach pra¬ du przemiennego zachodzi przy przejsciu pradu przez wartosc zerowa — przykladajac napiecie za¬ porowe przynajmniej na okres czasu równy sumie czasu rekomlbilnacji i odstepu czasu, po którym napiecie tyrystora w kierunku przewodzenia osiag¬ nie wartosc dodatnia.W omawianymi w opisie ukladzie napiecie re¬ gulacyjne wytwarzane jest przez nadajnik C cza¬ su trwania napiejcia zaporowego. Za pomoca wzma¬ cniaczy, które nie sa uwidocznione na fig. 4, po¬ niewaz zaklada sie, ze sa znane, tranzystor T10 na skutek podwyzszenia napiecia bazy przez zacisk 19, jest wprowadzany w stan przewodzewia w tym okresie czasu, w którym na elektrycznie sterowa¬ nym prostowniku przemiennika czestotliwosci wy¬ stepuje napiecie zaporowe.Gdy tranzystor T10 zaczyna przewodzic jedno- stabilny multiwibrator na tranzystorach Tli i T12 zostaje uruchomiony za pomoca kondensatora C8, jest zaiblokowany na okreslony czas, nastawny za pomoca opornika R39 i nastawnego opornika R38 Ictóry reprezentuje wartosc zadana czasu trwania napiecia zaporowego. Gdy tranzystor T12 jest za¬ blokowany, napiecie bazy i tranzystora Tli przy¬ lozone przez polaczenie oporników R40, R41, R42, .zwieksza sie i tranzystor Tli zaczyna przewodzic.Tranzystor T13 (fig. 4) jest zablokowany wtedy i tylko wtedy, gdy tranzystory T10 i T12 równo¬ czesnie przewodza, a wiec wtedy, gdy napiecie iDazy tranzystora T13 jest olbntizione za pomoca oporników R43 ii R44, to znaczy w talkdim czasie, o który rzeczywisty czas trwania napilecia zapo¬ rowego jest wiekszy od zadanej wartosci czasu trwania napiecia zaporowego. W tym czasie, gdy tranzystor T13 jest zaiblokowany, kondensator CIO jest ladowany przez opornik R46 i diode D14, co powoduje wzrost napiecia regulacyjnego na wyj¬ sciu 20 nadajnika C i równoczesnie na wejscilu 6 urzadzenia sterujacego D.Tranzystory T14, T15, T16 (fig. 4) przewodza wtedy i tylko wtedy, gdy tranzystory T10 i T12 równoczenie sa zablokowane, to znaczy w tym czaisile, o który prawdziwy czas trwania napilecia zaporowego jest mniejszy od zadanej wartosci cza¬ su trwania napilecia przeciwdzialajacego. Wpro¬ wadzenie tranzystora Tl4 w stan przewodzenia nastepuje za pomoca dzielnika napiecia utworzo¬ nego z oporników R47, R48, R49 przez zwiekszenie napiecia bazy tego tranzystora, na skutek zmniej¬ szenia dzialania bocznikujacego zablokowanych obecnie tranzystorów T10 'i T12„ Diody D15 i' Dl5a uniemozliwiaja niepozadane podanie dodatnich po¬ tencjalów na dzielnik napiecia.Gdy tranzystor Tl* prze/wo-dzi, wówczas poprzez opornik R53 polaczony z baza tranzystora T15 i poprzez opornik R54 polaczony z (baza tranzystora T16 doprowadzany jest dodatni potencjal, na sku¬ tek czego obydwa tranzystory przewodza.W czasie przewodzenia tranzystorów TI5 ii T16, kondensator CIO jest wyladowany za pomoca pra¬ du przeplywajacego przez opornik R50 i tranzy¬ stor T15, przy czym tp samo zachodzi dla konden¬ satora C4 przez tranzystor T16 i zacisk. 21 najdajj- noka C poDaczony iz zacilskilelm 5 uirzaidzenda ste¬ rujacego D.W momencie rozruchu przemiennika czestotli¬ wosci, doprowadzone do zacisku 6 (baza tranzy¬ stora T8)* urzadzenia sterujacego D napiecia regu¬ lacyjne jest równe napieciu +6V. Napiecie to jest doprowadzane z diody D17 w nadajniku C po¬ przez zacisk 20 do zacisku 6.Jak jiuz podano powyzej, kondensator C4 rozla¬ dowuje sie w czasie przewodzenia tranzystora T7, co zapewnione jest przy rozruchu na skutek *za- blokowania tranzystorów T2 i T5. Zalezny od na¬ piecia opornik R5 (filg. 3) jest tak nastawiany, ze elektrycznie sterowane prostowniki przemiennika czestotlitwoiscii oitnzyimimj!a przy rotzrtuchiu napiecie zaporowe na czas, który napewno jest wystarcza¬ jacy do wygaszenia ich. W momencie rozruchu nie zwraca sie uwagi na dobre wykorzystanie za¬ worów.W czasie pracy przemiennika czestotliiwosci, na* piecie regulacyjne zostaje jednak aiuitomatycznie zwiejkszone tak, aby na sterowanych prostownikach napiecie zaporowe wystepowalo przez dopuszczal¬ ny jeszcze, minimalny czas, przez co prostowniki przemiennika czestotliwosci sa wykorzystane mak¬ symalnie. Jednorazowe odejscie od wartosci za¬ danego czasu trwania napiecia zaporowego wy¬ woluje w nadajniku C czasu trwania napiecia za¬ porowego odpowiednia zmiane napiecia regulacyj¬ nego-.Napiecie regulacyjne z nadajnika * C czasu trwania napiecia zaporowego podane przez wyj¬ sciowy zacisk 20 na zacisk wejsciowy 6 urzadze¬ nia sterujacego D, wplywa na czas ladowania kon¬ densatora C3, w nastepujacy sposób. Jezeli baza tranzystora T8 ma potencjal ctodaitni, a konden¬ sator C4 jest wyladowany przez tranzystor T7, wówczas tranzystor T8 przejmuje prad od tran¬ zystora T7, przy czym napiecie kondensatora C4 jest nieco mniejsze od napiecia na bazie tranzy¬ stora T8. Powoduje to zmniejszenie sie napiecia na oporniku R24 a kondensator C5 zmniejsza na¬ piecie bazy tranzystora T7.(Plrajd tranzystorów T7 i T8 jest od tego momentu tylko rtaki, jaki jest potrzebny do utrzymania wy¬ maganego napiecia na oporniku R24. Tym samym prad bazy tranzystora T8 jest znacznie mniejszy nilz w wypadku, gdyiby caly prad podany z opor¬ nika R28 musial byc odprowadzony przez tranzy¬ stor T8. Napiecie regulacyjne obciazone jest tyl-, ko w nieznacznym stopniu. W miare wzrostu na¬ piecia wyjsciowego, którym opornik R18 laduje kondensator C4, wzrasta równiez napiecie konco¬ we tego procesu ladowania i zmniejsza sie prad 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6011 60 759 12 ladowania kondensatora C3 plynacy przez tranzy¬ stor T3.W miare wzrostu napiecia regulacyjnego, czas ladowania kondensatora C3 zwieksza sie, a rów¬ noczesnie czas trwania napiecia zaporowego na elektrycznie sterowanych prostownikach jest krót¬ szy.W praktyce okazalo sie celowe wygaszenie im¬ pulsu wyzwalajacego (prostowniki na krótko przed ich wygaszeniem, luib wzbudzeniem prostowników drugiej grupy. W tym celu doprowadza sile do baz tranzystorów T18 i T19 stopni koncowych (filg. 5) ujemny impuls wyjsciowy z kolektora tranzystora T2 urzadzenia sterujacego D przez zacisk 11 ii za¬ cisk 12 orasz przez opornik R65 na baze tranzy¬ stora T17, jaiko impuls przewodzenia. Za pomoca tranzystora T17 wygasza sie impuls wyzwalajacy tranzystora T18 za pomoca oporników R69 luib R7S.Impuls ten wystepuje w czasie pomiedzy przejs¬ ciem napiecia wyjsciowego przemiennika czesto¬ tliwosci przez wartosc maksymalna a zaplonem innej grupy elektrycznie sterowanych prostowni¬ ków.Przed uruchomieniem urzadzenia sterujacego nalezy przeprowadzic wstepne nastawienie oby¬ dwu dwustafoilnych multiwibratorów z tranzysto¬ rami Tl, T2 wzglednie T5, T6, doprowadzajac do¬ datni potencjal do zacisku 9. Dla przerzutnika FF nalezy ustalic pozycje, wyjsciowa, aby wyzwalanie grup elektrycznie sterowanych prostowników na¬ stepowalo po iuffiuchomiien»ilu obwódki rezonansowe¬ go we wlasciwej kolejnosci.Njapiecie doprowadzane do tranzystorów Tl i T6 przez zacisk urzadzenia sterujacego D, doprowa¬ dzane, jest równiez przez zacisk 14 (fig. 5),* diode B21 i opornik R59 na wejscie przerizuitnika FF i1 powodujte, ze przeriziuJtnik ten przed rozruchem przemiennika czestotliwosci, jest wstepnie nasta¬ wiany. Mimo wszystko istniej* jeszcze mozliwosc, ze przerzutnik FF od czasu do czasu zostanie prze¬ laczony przez impuls zaklóceniowy. Wteóty stero¬ wane prostowniki przemiennika czestotliwosci mu¬ sialyby wypasc z synchronizacji i pobierac energie z obwodu rezonansowego, zamtiast doprowadzac energie do niego.W celu wykluczenia tej mozliwoscia impulsy szpilkowe wytwarzane w momentach przejscia na- pilecia wyjsciowego przemiennika czestotliwosci przez wartosc zerowa sa doprowadzane poprzez zaciski 7 i 8 urzadzenia sterujacego D ii zaciski 15 ii 16 (fig. 5) oraz przez diody D24 i D25 do baz tranzystorów przerzutnika FF i steruja je naj¬ pózniej przy przejsciu napiecia wyjsciowego prze¬ miennika czestotliwosci przez wartosc zerowa we wlasciwe polozenie, o ile nie nastapilo to juz wcze¬ sniej za pomoca impulsu sterujacego wchodzace¬ go przez zacisk 13 stopnia koncowego. Co prawda, równiez wówczas, .podczas pólokresu, pobierana jest energia z obwodu rezonansowego, poniewaz nie nastepuje wygaszenie sterowanych prostow¬ ników, jednak przerzutnik FF pozostaje nadal w fazie dopóki nagromadzona w obwodzie rezonan¬ sowym energia wystarcza do zbocznikowania tego pólokresu.W podanym przykladzie wykonania, przy za¬ stosowaniu sposobu wedlug wynalazku, wyzwala¬ nie elektrycznie sterowanych prostowników naste¬ puje w takim odstepie czasu po przejsciu napie- 5 cia przez wartosc maksymalna, który jest mniej¬ szy od odstepu czasu pomiedzy poprzednim przej¬ sciem napiecia przez wartosc zerowa a poprzed¬ nim przejsciem napiecia przez wartosc maksymal¬ na, przy czym odstep ten' jest jeszcze regulowany 10 w celu uzyskania minimalnego, jeszcze dopuszczal¬ nego czasu trwania napiecia zaporowego.Pozostale elementy uwidocznione na rysunku nde maja znaczenia dla wyjasnienia dzialania urza¬ dzenia i dlatego nie zostaly opisane. PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób sterowania polozenia fazowego im¬ pulsów wyzwalajacych elektryciziniie sterowane pro¬ stowniki oibciazemilowego przemiennika czestotli- wosci przy zmiennych czestotliwosciach roboczych,. znamienny tym, ze w kazdym pólokresde przebiegu napiecia wyjsciowego, przemiennika tworzy sie elektryczna wartosc proporcjonalna do odstepoL czasowego (a — b) lub (d— e) pomiedzy przejsciem tego napiecia przez wartosc zerowa i nastepuja¬ cym po nim przejsciem przez wartosc mak¬ symalna lub posiadajaca z tym odstepem cza¬ sowym ustalony zwiazek funkcyjny, po czym wartosc te przekazuje sie na wejscie rejestru i w zaleznosci od trescii informacyjnej rejestru usta¬ la sie za pomoca elementów liczacych czasowa przerwe (1), stanowiaca czesc cwiartki okresu, przez co w stosunku do momentu przejscia napiecia przez wartosc maksymalna opóznia sie o ten od¬ step czasowy nastepny impuls wyzwalajacy elek¬ trycznie sterowane prostownika.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w przypadku gdy wartosc elektryczna zapisana w rejestrze jest .napieciem, ustala sie odstep czaso¬ wy (c — d) kdb it —' a) pomiedzy czasem zareje¬ strowania impulsu wyzwalajacego a czasem na¬ stepujacego po tym przejscia napiecia wyjsciowe¬ go przez wartosc zerowa, po czym odstep ten jest proporcjonalny ido odstepu czasowego, w którym, na elektrycznie sterowanym prostowniku wyste¬ puje napiecie zaporowe, wzglednie posiada z tym odstepem czasu ustalony zwiazek funkcyjny i na. podstawie tej wartosci wytwarza sie napiecie re¬ gulacyjne, które zmienia sie w napiecie rejestra¬ cyjne, aby w takim stopriiu wplynac na czas wy¬ zwolenia prostowników w nastepnej polowie okre¬ su przebiegu napiecia wyjsciowego, by na elek¬ trycznie sterowane prostowniki przylozyc napie- . cie zaporowe na zadany okres czasu.

3. iS|posób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze napiecie regulacyjne tworzy sie z napiecia pro¬ porcjonalnego do róznicy wartosci napiecia re¬ prezentujjacej rzeczywisty czas trwania napiecia, zaporowego i wartoscii napiecia reprezentujacej za¬ dany czas trwania napiecia zaporowego, lub po¬ zostajacego z ta róznica w ustalonej zaleznosci funkcyjnej. 25 30 35 40 45 50 55KI. 21 d2,14/02 60759 MKP H 02 m, 5/00 Figi 102 Fig. 1AKI. 21 d-,14/02 60759 MKP H 02 m, 5/00 Fig. 2 zw?% y/z?7zsy\ — mKI. 21 d-, 14/02 60 759 MKP H 02 m, 5/00 t9° Fig.4 R46\ 4—11 J w I CO 013 110 TH fl-l |/?JS I \R40 \R47\ \R41 R42 Dl5a\ -H4 AK« r/2^—j 014 -w- w-?—? toAz ±017 015 R46 T13 f*M ;n R53 T15 R5h r -°*4flf -o20 -^?6^ -o2/ -o0P f] \JR.9 \\r52 \\r56 \\r56 -o-6V H* 15* 16* o+6V °17 o 6V PL PL