RU1819371C - Тиристорный регул тор напр жени - Google Patents

Abstract

Сущность изобретени : устройство содержит силовые клеммы, предназначенные дл  включени  последовательно с нагрузкой между клеммами сети переменного тока, дл  подключени  к которым предназначены входные выводы блока им- пульсно-фазового управлени  и входные выводы нуль-органа, выход которого соединен с входом кольцевого счетчика периодов, выход которого соединен с входом дешифратора , N выходов которого соединены с N соответствующими информационными входами распределени  импульсов, управл ющий вход которого соединен с выходом блока импульсно-фазового управлени , и N пар встречно-параллельно включенных ти- ристоров, первые общие силовые выводы которых в каждой паре соединены с одной из силовых клемм, а их управл ющие электроды соединены с соответствующими выходами блока гальванической разв зки, выходы N двухвходовых элементов ИЛИ соединены с соответствующими входами блока гальванической разв зки, первые входы которых соединены с соответствующими выходами распределител  импульсов, а вторые входы соединены с выходом М-входово- го элемента И, входы которого соединены с выходами N соответствующих пороговых элементов, входы которых соединены с выходами N соответствующих интегрирующих элементов, входные выводы которых включены параллельно соответствующим N дроссел м, включенными между вторыми общими выводами силовыми выводами ти- ристоров соответствующих пар и другой силовой клеммой. 1 ил. ел С со ю А VJ

Description

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано дл  устройств управлени  электроприводами, сварочными агрегатами и другим мощным электрооборудованием.

Цель изобретени  - обеспечение повышенной устойчивости к перегрузкам и к высоким скорост м нарастани  тока в цепи тиристорных ключей.

Каждый интегрирующий элемент подключен параллельно соответствующему дросселю, выходы интегрирующих элементов через пороговые элементы подключены к входам N-входового элемента ИЛ И, Выход последнего подключен к первым входам двухвходовых элементов ИЛИ, вторые входы которых подключены к выходам распределител  импульсов. Выходы двухвходовых.

со

лементов ИЛИ подсоединены к входам лока гальванической разв зки.

. Величина индуктивности дроссел  L дотаточно мала, и в номинальном режиме работы регул тора ее вли ние незначительно .

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что за вл емое устройство тличаетс  наличием новых элементов: росселей, интегрирующих и пороговых лементов, N-входового и двухвходбвых элементов ИЛИ и их св з ми с остальными элементами схемы.

Сравнение за вл емого решени  с другими техническими решени ми показывает, что известно применение дросселей при параллельном включении полупроводниковых вентилей в качестве уравнительных элементов в номинальном режиме работы.

Существенным отличием за вл емого тиристорного регул тора  вл етс  то, что дополнительно введенные функциональные элементы в указанной св зи с остальными элементами схемы и при заданной величине придают устройству новые свойства, привод щие к обеспечению повышенной устойчивости к перегрузкам, а также высоким скорост м нарастани  тока при включении активной нагрузки.

На чертеже представлена функциональна  схема тиристорного регул тора напр жени .

,1 Регул тор напр жени  содержит параллельно включенные тиристорн.ые ключи 1.1- 3.1, 1.2-2.2, ... 1,п-2.п и соединенные последовательно с каждым ключом дроссели 3.1, 3.2, ... Зп. Весь этот блок соединен последовательно с нагрузкой 4 и силовыми клеммами 5 источника питани  (сети). Блок импульсно-фазового управлени  б выполнен .по одной из типовых схем, его выход соединен с управл ющим входом распределител  импульсов 7, информационные входы которого соединены с выходами кольцевого счетчика периодов сети с дешифратором 8. Вход счетчика 8 соединен с выходом нуль-органа 9, входы которого, так же как и входы блока б, подключены к клеммам 5 сети. Выходы распределител  импульсов 7 соединены с вторыми входами двухвходовых элементов ИЛИ 10.1, 10.2, ... Ю.п, выходы последних подключены к входам блока гальванической разв зки 11. Выходы блока 11 соединены с управл ющими электродами тиристорных ключей 1.1-2.1, 1.2-2.2, ... 1.П-2.П. Параллельно дроссел м подключены интегрирующие элементы 12.1, 12.2, ... 12.п и пороговые элементы 13.1, 13.2, ... 13.п, выходы которых соединены с входами N-входоврго элемента ИЛИ 14. Выход элемента 14 подсоединен к первым входам двухвходовых элементов 10.1, 10.2, ... Ю.п.

Тиристорн ый регул тор напр жени  работает следующим образом.

Блок импульсно-фазового управлени  б формирует на выходе импульсы, фаза которых относительно синхронизирующего напр жени  сети определ етс  величиной

0 иэад. Импульсы с выхода блока 6 поступают на вход распределител  импульсов 7. С другой стороны, нуль-орган 9 при переходе напр жени  сети через нуль формирует импульсы, поступающие на вход кольцевого

5 счетчика периодов сети с дешифратором 8. С выходов последнего сформированные в требуемой комбинации импульсы поступают на информационные входы распределител  импульсов 7, где происходит

0 формирование управл ющих импульсов jpe6yeMofl комбинации и фазы. Эти импульсы через элементы 10.1, 10.2, ... 10. п и блок 11 подаютс  на управл ющие электроды тиристоров , включа  поочередно их в зацан5 ной комбинации и фазе.

При возникновении перегрузки или короткого замыкани  в цепи нагрузки падение напр жени  на дроссель в цепи открытого в этот момент тиристорного ключа возраста0 ет, создава  благопри тные усло&и  дл  включени  параллельно соединенных однонаправленных тиристоров по сигналу управлени , вырабатываемому пороговыми устройствами 13.1, 13.2,... 13.п. Этот сигнал

5 через N-вхОдовый эле ментИЛИ 14,двухвхо- довые элементы ИЛИ 10.1, 10.2, ... 10.п и блок гальванической разв зки 11 поступает сразу на управл ющие электроды всех тиристоров . Одновременное включение всех од0 ненаправленных параллельно соединенных тиристоров в момент возникновени  перегрузки позвол ет снизить нагрузку каждого из тиристоров на врем  срабатывани  максимальной защиты силовой цепи,

5 Интегрирующие элементы 12.1, 12.2, ... 12.л предназначены дл  предотвращени  ложных срабатываний от помех и повышенных скоростей нарастани  тока при включении активной нагрузки.

0 Наличие дросселей, даже с учетом того, что их индуктивности незначительны, обеспечивает защиту тиристоров от повышенной скорости нарастани  тока в случае работы на активную нагрузку.

5 Кроме того, введение дополнительных дросселей в цепи тиристорных ключей способствует надежному одновременному включению параллельно соединенных однонаправленных тиристороз при перегрузках и коротких замыкани х, более

равномерному распределению тока в одновременно включенных тиристорах, ограничивает ток перегрузки или короткого замыкани . Дроссель служит также датчиком тока нагрузки или короткого замыкани . Пример. Тиристорный регул тор напр жени  был реализован на микросхемах серии 564, 1006ВИ1. 140УД7 (нуль-орган , блок импульсно-фазового управлени ), ЗОТ127Б (пороговый элемент), оптотиристо- pax ТО-132-25-10 (блок гальванической разв зки ), а также на диске™ых компонентах. В качестве элементов ключей использованы тиристоры Т153-630 с охладител ми (6 шт.). Величина индуктивности дроссел  определ лась из услови , что действующее значение тока перегрузки составл ет 4000 А:

12

314 V2 4000

6,75 .

Скорость нарастани  тока при активной нагрузке (худший случай) определ лась из выражени 

u - i di Um-L -,

где Um - амплитудное значение напр жени  сети.

Критическа  скорость нарастани  тока в открытом состо нии тиристора Т153-630 (паспортные данные) - 100 А/мкс.

Таким образом, цель изобретени  - обеспечение повышенной устойчивости к перегрузкам и к высоким скорост м нарастани  тока в цепи тиристорных ключей - достигнута.

Регул тор может быть применен в мощных преобразовател х и электроприводах.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Тиристорный регул тор напр жени , содержащий две силовые клеммы, предназначенные дл  включени  последовательное нагрузкой между клеммами сети перемен- HorojOKa, дл  подключени  к которым назначены входные выводы блока импульсно-фазового управлени  и входные

   выводы нуль-органа, выход которого соединен с входом кольцевого счетчика периодов, выход которого соединен с входом дешифратора , N выходов которого соединены с N

   соответствующими информационными входами распределител  импульсов, управл ющий вход которого соединен с выходом блока импульсно-фазового управлени  и N пар встречно-параллельно включенных ти- ,

   ристоров, первые общие силовые выводы которых в каждой паре соединены с одной из силовых клемм, а их управл ющие электроды соединены с соответствующими выхо- дами блока гальванической разв зки, о т л ичающийс  тем, что, с целью повышени  устойчивости к перегрузками высоким скорост м нарастани  тока, введены N дроссели , N интегрирующих элементов, N пороговых элементов, N-входовый элемент

   ИЛИ и N двухвходовых элементов ИЛИ, выходы которых соединены с соответствующими входами блока гальванической разв зки , первые входы соединены с соответствующими выходами распределител  импульсов, а вторые входы соединены с выходом N-входового элемента ИЛИ, вхо; .ды которого соединены с выходами соответствующих пороговых элементов, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов, входные выводы которых включены параллельно соответствующим дроссел м , включенным между вторыми общими силовыми выводами тиристоров соответствующих пар и другой силовой клеммой, причем индуктивность L каждогоъз дросселей равна

   40

   L

   Ud

   (to V2 1„р)

   где Ud - анодное напр жение на закрытом тирйсторе, обеспечивающее надежнее отпирание тиристора;

   45 о) - кругова  частота переменного тока сети;

   Irtp - максимально допустимое действующее значение тока через тиристор.

   3.1

   /,/

   tl

   3.2 .

   З.П

   V

   2.2

   /.2

   И

   АЛ 1

   / ж

   - 4I

   /

   л/

   i

   /а Узад-Ъ

   ((

   /

   /

   /Л/7

   /Г7

   Г$

   /

   /г

   7

   8

   7Г

   / /