SU1115174A1 - Устройство дл включени тиристоров - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ТИРИСТОРОВ, содержащее трансформатор , вторична  обмотка которого св зана через первый резистор с двухполупериодным вьтр мителем переменного тока, к плюсовому выводу которого подключена первична  обмотка импульсного трансформатора, соединенна  с анодом тиристора, катод которого соединен с минусовым выводом выпр - мител , к плюсовому выводу которого подключен первый вывод конденсатора, первый диод, включенный параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора , вторые диод и резистор, две вторичные обмотки, предназначенные дл  подключени  к управл ющим переходам силовых тиристоров, отличающеес  тем, что, с целью повьш1ени  стабильности, оно снабже- . но транзистором, эмиттер которого и анод второго диода подключены к минусовому выводу двухполупериодного выпр мител , базовый вывод транзистора соединен с вторым выводом конденсатора и катодом второго (Л диода, коллектор транзистора непосредственно подключен к управл ющему электроду тиристора и через второй резистор св зан с плюсовым выводом двухполупериодного выпр мител .

Description

СП

. . 11 Изобретение относитс  к преобразовательной технике и предназначено дл  использовани  в устройствах поджига дуги (УПД), предназначенных дл  первоначального возбуждени  дуги между электродом горелки и свариваемым изделием в установках газоэлектр ческой сварки неплав щимс  электродом , между электродом и соплом в горелках дл  микроплазменной сварки и плазматронах дл  плазменной сварки в средезащитных газов, между электродом и соплом в плазматронах дл  воздущно-плазменной резки металлов, пла менного нанесени  покрытий. Известны устройства,осуществл ющи импульсно-фазовое включение Т-Иристоров в цепи переменного тока на основе релаксадаонного генератора, выполненного на однопереходном транзис торе и RC-цепочке l 3Релаксационный генератор запитан от стабилизированного источника питани  дл  исключени  нестабильности фазового угла включени  тиристоров из-за колебаний напр жени  питаю щей сети переменного тока 220 В. Наиболее близким к предпоженному по технической сущности  вл етс  уст ройство, осуществл к цее импульснофазовое включение параллельно-встреч но включенных между собой тиристоров в цепи переменного тока 220 В УПД, выполненного на однопереходном транзисторе и RC-цепи 2}. С целью уменьшени  веса и габаритов питание однопереходного транзистора и импульсного трансформатора осуществл ют от параметрических стабилизаторов напр жени  на основе ста билитронов. Известное устройство дл  включени тиристорйв состоит из двухполупериод ного выпр мител  переменного тока, подключенного к питающей сети 220 В переменного тоЛа, первой последовательной цепочки, состо щей из резис тора и стабилитрона, подключенной к плюсовому и минусовому выводам двухполупериодного выпр мител , конденсатора , подключенного параллельно стабилитрону первой последовательной цепочки, импульсного трансформатора , содержащего первичную обмотку, подключенную началом к плюсовому выводу выпр мител  через резистор первой последовательной цепочки и две вторичные обмотки, подключенные к управл ющим переходам силовых тиА 2 ристоров УПД, тиристора, включенного анодом последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора и катодом соединенного с минусовым выводом двухполупериодного вьтр мител , RC-цепи, подключенной параллельно плюсовому и минусовому выводам вьтр мител , компаратора, выполненного на однопереходном транзисторе, при этом его эмиттер соединен с конденсатором первой RC-цепи, а вывод первой базы однопереходного транзисто- ра соединен через кнопочный выключатель с управл юпшм электродом тиристора , последовательной цепочки, состо щей из резистора и стабилитрона и подключенной к полюсовому и минусовому выводам выпр мител ,выводы первой и второй базы однопереходного транзистора через резисторы подключены параллельно стабилитронам второй последовательной цепочки, первого диода, включенного параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора, катодом подсоединенного к началу упом нутой .обмотки, второго диода, катодом подключенного к аноду упом нутого тиристора и анодом св занного через балластный резистор включенньш в цепи стабилитронов второй последовательной цепочки с плюсовым выводом двухполупериодного выпр мител . Балластный резистор предназначен дл  обеспечени  надежного включени  тиристора на индуктивную нагрузку (обмотка импульсного трансформатора) за счет протекани  через него тока, равного или превышающего величину тока включени  тиристора при подаче на его управл ющий электрод импульса управлени . С помощью переменного резистора, установленного в RC-цепи, выставл ют фазовый угол открывани  тиристора, близкий к 90 эл. град., когда мгновенное значение напр жени  питающей сети достигает амплитудного значени . Благодар  этому УЦЦ вьфабатывает высоковопьтные импульсы требуемой амплитуды . Однако из-за нестабильности элементов в процессе эксплуатации УПД периодически подстраивают фазовый угол открывани  силовых тиристоров УЦЦ, близкий к 90 эл. град. Настройка устройства на по вление импульсов управлени  в момент достижени  амплитудного значени  питающего на31 пр жени  как в процессе изготовлени  устройства, так и в процессе его эксплуатации, усложн ет устройство. Кроме того, схема устройства импульс но-фазового включени  силовых тиристоров УПД  вл етс  достаточно сложной по количеству используемых в ней электро- и радиоэлементов. Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности работы и упрощение устройства. Поставленна  цель достигаете тем что в устройство дл  включени  тиристоров , содержащее трансформатор, вторична  обмотка которого св зана через первый резистор с двухполупериодным выпр мителем переменного тока, к плюсовому выводу которого подключена первична  обмотка импульс ного трансформатора, соединенна  с анодом тиристора, катод которого сое динен с минусовым выводом выпр мител , к плюсовому выводу которого подключен первый вывод конденсатора, первый диод, включенный параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора , катодом подсоединенный к ее началу, вторые диод и резистор, две вторичные обмотки, предназначенные дл  подключени  к управл ющим пе реходам силовых тиристоров, введен транзистор, эмиттер которого и анод втсдоого диода подключены к минусовом выводу двухполупериодноГо выпр мител , базовый вывод транзистора соединен с вторым выводом конденсатора и катодом второго диода, коллектор транзистора непосредственно подключен к управл ющему электроду тиристора и через второй резистор св зан плюсовым выводом двухполупериодного вьшр мител . На чертеже представлена принципиальна  электрическа  схема устройства дл  импульсно-фазового включени  силовых тиристоров. Устройство состоит из входных выводов 1 и 2 дп  подключени  к питающей сети 220 В переменного тока, выходных выводов 3, 4 и 5, 6 дл  под ключени  двух силовых тиристоров УПД сетевого понижающего трансформатора состо щего из первичной обмотки 8 и вторичной обмотки 9, расположенных н магнитопроводе 10, резисторов 11 и 12 двухполупериодного выпр мител  13 диодов 1А и 15, конденсатора 16, транзистора 17 п-р-п типа, тиристора 18, импульсного трансфс рматора 19, 744 содержащего первичную обмотку 20 и вторичные обмотки 21 и 22, расположен ные на ферромагнитном сердечнике 23. . Первична  обмотка 8 сетевого понижающего трансформатора 7 подклю тена к входным выводам 1 и 2, вторична  обмотка 9 через резистор 11 подключена к выводам по переменному току двухполупериодногЬ выпр мител  13. Конденсатор 16 и эмиттер-базовый переход транзистора 17 образует RC-цепочку . Резистор 12  вл етс  нагрузкой транзистора 17. Он включен мелоду кол лекторным выводом транзистора 17 и плюсовым выводом двухполупериодного выпр мител  13. Вывод коллектора транзистора 17 подключен также к управл ющему электроду тиристора 18. Первична  обмотка 20 импульсного трансформатора 19 подключена началом к плюсовому выводу двухполупериодного выпр мител  13 и концом - к аноду тиристора 18, катод которого подсоединен к минусовому выводу двухполупериодного вьшр митеп  13. Параллельно первичной обмотке 20 подключен диод 15, катодом к плюсовому выводу двухполупериодного выпр мител  13. Конденсатор 16 включен между плюсовым выводом двухполупериод ного выпр мител  13 и базовым выводом транзистора 17. Параллельно эмиттербазовому переходу транзистора 17 включен диод 14, катодом к базовому, выводу транзистора 17. Эмиттер транзистора 17 и анод диода 14 подключены {С минусовому выводу двухпапупериодно|го выпр мител  13. Вторичные обмотки 21 и 22 импульсного трансформатора i9 подключены соответственно к выходным вьшодам 3-6, к которым подклю чаютс  управл ющие переходы параллельно-встречно включенных между собой тиристоров УПД. Устройство работает следующим образом . При подключении к питающей сети на входные выводы 1 и 2 устройства импульсно-фазового включени  силовых тиристоров УПД (в дальнейшем устройство включени ) подаетс  питаищее напр жение 220 В переменного тока, поступающее на первичную обмотку 8 сетевого понижающего трансформатора 7. Со вторичной обмотки 9 этого трансформатора пониженное до требуемого значени  напр жение через резистор 11 поступает на вход по переменному току

511

выпр мител  13,собранного по двухполупериодной схеме выпр млени . С выхода выпр мител  13 выпр мленные полуволны напр жени  поступают на последовательно включенные между собой кон денсатор 16 и эмиттер-базовый переход транзистора 17, образуквдие RC-цепочку . Начинаетс  зар д конденсатора 16 До амплитудного значени  текущей полуволны напр жени . Протекающий через эмиттер-базовый переход транзистора 17 ток зар да конденсатора 16 переводит транзистор 17 в открьп-ое состо ние. В результате этого на управл ющий электрод тиристора 18 подаетс  потенциал катода тиристора

18,и он остаетс  в закрытом состо нии .

По мере зар да конденсатора 16 до напр жени , равного амплитудному значению полуволны напр жени , ток зар да уменьшаетс  и при достижении напр жени  на обкладках конденсатора 16, равного амплитудному значению полуволны напр жени , он уменьшаетс  практически до нул . Транзистор 17 закрываетс . Потенциал на его коллекторном выводе увеличиваетс , и тиристор 18 открываетс .

Резистор 12 после перехода тракзистора 17 в закрытое состо ние ограничивает величину тока управлени , протекающего через управл ющий переход тиристора 18, до допустимого значени . Текущее амплитудное значение напр жени  на выводах выпр мител  13 прикладываетс  к первичной обмотке 20 импульсного трансформатора

19.На выводах 3, 4 и 5, 6 соответственно вторичных обмоток 21 и 22 импульсного трансформатора 19 по вл ютс  импульсы напр жени , открывающие соответствующие параллельно-встречно включенные силовые тиристоры УПД в

Соответствующий положительный дл  данного тиристора полупериод питающего напр жени .

Импульсный трансформатор 19 вьшолнен с насыщающимс  ферромагнитным сердечником 23. Это позвол ет Сформировать на вторичных обмотках 21 и 22 импульсного трансформатора 19 импульс напр жени  требуемой длительности и амплитуды, чтобы исключить перегрузку управл ющих переходов си .ловых тиристоров УПД, на которые пос тупают эти импульсы. Дл  ограничени  величины тока, протекающего в пер74 6

вичной обмотке 20 импульсного трансформатора 19, до допустимого .значени , при вькоде ферромагнитного сердечника 23 в область насыщени  используетс  резистор 11, включенньп последовательно с выпр мителем 13 на стороне переменного тока.

Диод 15 шунтирует ЭДС самоиндукци отрицательной пол рности,возникающей на первичной обмотке 20 импульсного трансформатора 19. При открывании тиристора 18 конденсатор 16 разр жаетс  по цепи: плюсова  обкладка конденсатора 16 - первична  обмотка 20 импульсного трансформатора 19 - тиристор 18 - диод 14 - втора  обкладк конденсатора 16 на интервале 90180 эл. град. Транзистор 17 остаетс  в закрытом состо нии, так как к его эмиттер-базовому переходу приложено напр жение в. обратном направлении с диода 14.

После достижени  амплитудного значени  напр жение текущей полуволны спадает по синусоидальному закону до нул . При определенном его значении ток, протекающий через тиристор 18, становитс  меньше тока удержани  тиристора 18. Последний закрываетс . В следующий полупериод питающего напр жени  работа устройства повтор етс  аналогично.

На входные выводы 1 и 2 устройства импульсно-фазового включени  силовых тиристоров УПД может быть подано напр жение, отличное от синусоидальной формы. Управл ющие импульсы на выходных выводах 3, 4 и 5, 6 по вл ютс  в момент достижени  амплитудного значени  питающего напр жени  произвольной формы на входных выводах 1 и 2, т.е. в тот момент, когда прекращаетс  протекание зар дного тока через конденсатор 16 и переход база-эмиттер транзистора 17, как и в ,случае подачи на входные выводы 1 и питающего напр жени  синусоидальной формы. I

Предлагаемое устройство позвол ет

формировать импульсы управлени  дл  включени  силовых тиристоров УПД при достижении амплитудного значени  контролируемого напр жени  с любой формой кривой и не требует подстройки в процессе эксплуатации из-за нестабильности элементов устройства .

i i J f (

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ТИРИСТОРОВ, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого связана через первый резистор с двухполупериодным выпрямителем переменного тока, к плюсовому выводу которого подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, соединенная с анодом тиристора, катод которого соединен с минусовым выводом выпря- мителя, к плюсовому выводу которого подключен первый вывод конденсатора, первый диод, включенный параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора, вторые диод и резистор, две вторичные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим переходам силовых тиристоров, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности, оно снабже-. но транзистором, эмиттер которого и анод второго диода подключены к минусовому выводу двухполупериодного выпрямителя, базовый вывод транзистора соединен с вторым выводом конденсатора и катодом второго диода, коллектор транзистора непосредственно подключен к управляющему электроду тиристора и через второй резистор связан с плюсовым выводом двухполупериодного выпрямителя.