SU1133641A1 - Устройство дл управлени тиристорным ключом переменного тока (его варианты) - Google Patents

Abstract

1, Устройство дл  управлени  тиристорным ключом переменного тока, вьшолненным в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, подключенным одним выводом к фазному, а другим выводом через основную нагрузку . к нулевому зажимам сети переменного тока, содержащее конденсаторы, резисторы , цепь из последовательно соедкненных диода и коммутирующего элемента , предназначенную дл  подключени  анодом диода к фазному зажиму сети, причем коммутирующий элемент св зан с нулевой шиной устройства, предназначенной дл  соединени  с .нулевым зажимом сети, разделительные диоды, аноды которых соединены с выходом коммутирующего элемента, а катоды предназначены дл  подключени  к управл ющим электродам тиристоров ключа переменного тока, а вход управлени  коммутирующего элемента предназначен дл  подключени  к источнику управл ющего напр жени , о т л и ч а ю щ еое с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем регулировани  мощности в дополнительной нагрузке , оно снабжено дополнительным ключевым элементом, коммутирующий элемент выполнен в виде форвистора, катод вспомогательной секции форвистора предназначен дл  подключени  к подсоединенной кнулевому зажиму сети переменного тока дополнительной нагрузке, анод форвистора через последовательно соединенные резистор к конденсатор соединен с нулевой шиной, регулирующий электрод форвистора через дополнительный ключевой элемент соединен с нулевой шиной, а управл ющий электрод форвистора  вл етс  входом управлени  устройства. 2. Устройство дл  управлени  тиристорным ключом переменного тока, СО клполненным в виде встречно-паралсо лельно включенных тиристоров, подОд ключенным одним выводом к фазному, а Sk другим выводом через. основную нагрузку к нулевому зажимам сети переменного тока, содержащее конденсаторы, резисторы, цепь из последовательно соединенных диода и коммутир-ующего элемента, предназначенную дл  подклю-чени  анодом диода к фазному-зажиму сети, причем коммутирующий элемент соединен с нулевой шиной устройства, предназначенной дл  соединени  с нулевьм зажимом сети, разделительные диоды, аноды которых соединены с выходом коммутирующего элемента, катоды предназначены дл  соединени  с

Description

управл имщми электродами тиристоров ключа переменного тока, отличающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей устройства путем регулировани  мощности в дополнительной нагрузке, оно снабжено дополнительным ключевым элементом с управл ющим входом,, коммутируюирй элемент вьтолнен в виде форвйстора, катод вспомогательной секции форвйстора предназначен дл  подключени  к дополнительной нагрузке.

.1133

через дополнительный коммутирующий элемент, анод форвйстора через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен.с нулевой шиной управл ющий электрод форвйстора соединен с его анодом, регулирующий электрод форвйстора через дополнительный коммутирующий элемент соединен с нулевой шиной, а управл ющий вход дополнительного коммутирующего элемента  вл етс  входом управлени  устройства.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в регул торах температуры электропечей сопротивлений.и других устройствах с импульсным регулированием мощности в резистивной и резистивно-индуктивной нагрузках.

Известно устройство дл  управлени  тиристорным ключом переменного тока, силовые электроды которого подсоедииены через основную нагрузку к сети, содержащее блок управ.лени  силовым тириеторным ключом, источник сигна.па управлени  и источник питани  til.

Недостатками такого устройства  вл ютс  его сложность и ограниченные функциональные возможности, шражающиес  в отсутствии возможности ступенчато регулировать нагрузку.

Наиболее б.пизким к изобретению по технической сущности  вл етс  устройство дл  управлени  тиристорным ключом, силовые.электроды тиристоров которого подсоединены к фазному и через основную нагрузку к нулевым кон тактам сети,содержащее последовательн соединенные выпр мительный диод, промежуточный ключ, содержащий коммутирующий элемент с внешним ист.очником

сигнала управлени , и группу разделительных диодов, аноды которых соединены в общую точку, а катоды - с управл ющими электродами соответствуюирх тиристоров 2.

Недостатком известного устройства  вл ютс  ограниченные функциональные возможности. В известном устройстве невозможна, либо требует применени 

сложных схематических решений реализаци  таких функций, как трех- и четырехпози191онное регулирование мощности , тестовьш контроль работы устройства без включени  основной нагрузки на номинальную мощность и т.д.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей устройства путем регулировани  мощности в дополнительной нагрузке.

Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  управлени  тирнсторным .ключом переменного тока, выполненным в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, подключенным одним выводом к фазному, а другим выводом через основную нагрузку к нулевому зажимам сети переменного тока, содержащее резисторы, конденсаторы цепь из последовательно соединенных диода и коммутирукнцего элемента , предназнач-енную дл  подключени  анодом диода к фазному зажиму сети, причем коммутирующий элемент соединен с нулевой шиной устройства, предназначенной дл  соединени  с нулевым зажимом сети, разделительные диоды, аноды которых соединены с выходом коммутирующего элемента, катоды предназначены дл  подключени  к управ.11ЯЮ11р м электродам тиристоров ключа переменного тока, а вход управлени  коммутирующего элемента предназначен дл  подключени  к источнику управл ющего напр жени , оно снабжено дополнительным ключевым элементом коммутирующий элемент выполнен в аи3 де форвистора, катод вспомогательной секции форвистора предназначен дл  подключени  к подсоединенной к йулевому .зажиму сети переменного тока дополнительной нагрузке, анод форвис тора через последовательно соединенные резисторы и конденсатор соединен с нулевой шиной, регулирующий электрод форвистора через дополнительный ключевой элемент соединен с нулевой пшной, а управл ющий электрод форвистора  вл етс  входом управ лени  устройства. Устройство дл  управлени  тиристорным ключом переменного тока по второму варианту снабжено дополнительным ключевым элементом с управл ющим входом, коммутирующий элемент выполнен в виде форвистора,катод вспомогательной секции форвистора предназначен дл  подключени  к допол нительной нагрузке через дополнитель ный коммутируюпщй элемент, анод форвистора через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен с нулевой шиной, управл ющий электрод форвистора соединен с его анодом, регулируюищй электрод форвис тора через дополнительный коммутирзт ирй элемент соединен с нулевой шиной а управл ющий вход дополнительного коммутирующего элемента  вл етс  вхо дом управлени  устройства. На фиг. 1 показана электрическа  схема предложенного устройства упра лени  силовым тирксторным ключом (первый вариант) в составе типового регул тора мощностиj на фиг. 2 - то же. (второй ) . Регул тор содержит .сеть 1 с фазным 2 и нулевым 3 выходными зажимам тиристорный ключ 4 с двум  тиристор ми 5 и 6, основную нагрузку 7 иуст ройство 8 управлени , содержащее выпр мительный диод 9, форвистор 10 с анодом 11, катодом 12 основной се ции, катодом 13 вспомогательной сек ции, управл ющим 14 и регулирующим 15 электродами, два разделительных диода 16 и 17, фазосдвигающую цепь с конденсатором 18 и резистором 19, дополнительную нагрузочную цепь с вспомогательной секцией форвистора 10, сопротивлением вспомогательной нагрузки 20 и дополнительным коммз и рующим элементом 21, внешний источник 22 сигнала управлени  и дополни тельный ключевой элемент 23. 414 В блоке 8 управлени  тиристорным ключом 4 (фиг. 1), силовые электроды включенных по встречно-параллельной схеме тиристоров 5 и 6 которого подсоединены к фазному 2 и через основную нагрузку 7 к нулевому 3 зажимам сети 1, выпр мительный диод 9 соединен последовательно с основной секцией форвистора 10 и с каждым из разделительных диодов 16 и 17. Причем анод выпр мительного диода подсоединен к фазному зажиму 2, катод 12 форвистора 10 - к общему аноду разделительных диодов 16 и 17, катоды которых подсоединены к соответствующим управл ющим электродам тиристоров 5 и 6. Дополнительна  нагрузочна  цепь блока управлени  образована вспомогательной секцией форвистора 10 с включенным последовательно с ней сопротивлением вспомогательной нагрузки 20, соедин ющей катод 13 этой секщи с нулевым зажимом 3. Фазосдвигающа  цепь с последовательно соединенными конденсатором 18 и резистором 19 соедин ет анод 11 форвистора 10 с нулевым зажимом 3. Управл ющий электрод 14 форвистора 10 подсоединен к внешнему источнику 22 сигнала управлени  и через его выходное сопротивление - к нулевому залсиму 3. В устройстве управлени  по второму варианту (фиг. 2) дополнительна  нагрузочна  цепь образована вспомогательной секцией форвистора с включенныьш последовательно сопротивлением вспомогательной нагрузки 20 и дополнительным коммутирующим элементом 21, соедин ющими катод 13 вспомогательной секции с нулевым зажимом 3. При этом управл ющий электрод форвистора подсоединен к его аноду, а выход внешнего источника сигнала управлени . к входу коммутирующего элемента 21 нагрузочной цепи. Регулирующий электрод 15 форвистора 10 через дополнительный ключевой элемент 23 в обоих вариантах устройства соединен с нулевым зажимом 3. Устройство управлени  работает следующем образом. В. исходном состо нии форвистор 10 и тиристоры 5 и 6 закрыты, а конденсатор 18 фазосдвигающей цепи зар жен до амплитудного значени  положительт ного напр жени  сети 1 от зажима 2 S 11 через вьшр мительный диод 9 и резистор 19 к зажиму 3, Потенциальный сигнал управлени  от внешнего источника 22 поступает на управл ющий электрод 14 форвистора 10 и открывает его вспомогательную секцию„ Б начальной стадии независимо от пол рности напр жени  на зажим 2 по нагру зочной цепи анод 11 - катод 13 вспомогательной секции форвистора 10 сопротивление вспомогательной нагруз ки 20 и через резистор 19 начинает протекать импульс тока разр да конденсатора 18, мгновенное значение которого превышает критическое значе ние тока вспомогательной секции форвистора 10. Далее напр жение на конденсаторе 18 в течение отрицательных полуволн напр жени  на зажиме 2 сети 1 падает а в течение положительных полуволн вровь возрастает и вновь падает с не которым запаздьгоанием, т.е. с опреде ленным фазовым сдвигом относительно изменени  напр жени  питающей сети, Ток через дополнительную нагрузочную цепь при этом проходит от конденсатора 18 до полного его разр да далее от зажима 2 сети, затем от зажима 3 и конденсатора 18 одновременно и вновь от конденсатора 18 до пол ного его разр да. При периодическом включении основной секиди, осуществл емом синхронно с моментами достижени  в вспомогательной секции тока, равного критическому значению дл  данного форвистора, по цепи зажим 2 вьшр мительный диод 9 - основна  секци  форвистора 10 - разделительный диод 16 - управл ющий электрод катод тиристора 5 - основна  нагрузка 7 - зажим 3 в течение положительных полуволн напр жени  на зажим 2 и по цепи зажим 3 - резистор 19 - конденсатор 18 основна  секци  форвис тора 10 - разделительный диод 17 управл ющий электрод - катод тиристора 6 - зажим 2 в течение отрицательньк полуволн напр жени  на зажим 2 сети 1 проход т импульсы тока, включающие ток из тиристоров 5 и 6, к которому приложено напр жение, в пр мом направлении. При включенном дополнительном ключевом элементе 23 значение критического тока возрастает , и при определенных значени х сопротивлени  включенного состо ни  ключевого элемента 23 основна  секt6 дн  форвистора 10 остаетс  закрытой. Сигнал от внешнего источника 22 при этом управл ет коммутацией только дополнительной нагрузочной цепи, в которой вспомогательна  секци  форвистора работает в режиме тиристора с катодной нагрузкой, т.е. в режиме наименьшего потреблени , тока от внешнего сигнала управлени . Устройство дл  управлени  силовым тиристорным ключом по второму варианту работает следующим образом. В исходном состо нии вспомогательна  секци  форвистора 10 включена в ре шме автоанодного управлени , а потенциальный сигнал управлени  от внешнего источника 22 в отличие от первого варианта поступает на вход дополнительного коммутирующего элемента 21 в на1рузочной цепи этой БспомогателЬной секции. В остальном работа устройства второго варианта аналогична работе устройства первого варианта, При использовании катодной нагрузки вспомогательной секции форвистора в качестве вспомогательной нагрузки с мощностью, составл ющей определенную часть от мощности основной силовой нагрузки 7, в обоих вариантах устройства может быть осуществлено трех- и четырехпозиционное регулирование суммарной выходной мощности. Включение, например, одной вспомогательной нагрузки 20 может служить первой ступенью регулировани , включение одной основной нагрузки - второй ступеньюэ включение обеих нагрузок - третьей ступенью включенного состо ни  суммарных нагрузок. Включение одной вспомогательной нагрузки 20 осуществл ют включе шем дополнительного ключевого элемента 23 в цепи регулирующего электрода 15 фор- вистора 10 и подачей на управл ющий электрод 13 форвистора 10 по первому варианту, либо на вход дополнительного коммутирующего элемента 21 по второму варианту сигнала от внешнего источника 22, Последующее выключение дополнительного ключевого элемента 23 приводит, к включению основной нагрузки 7 при сохранении включенного состо ни  в вспомогательной нагрузке 20. Автоматическое выключение вспомогательной нагрузки 20 при включении основной нагрузки 7 может быть реализовано методами искусствен11 ной коммутации, либо соединением вспомогательной нагрузки 20 последовательно с основной нагрузкой 7. Тестовый контроль, имитирующий либо fly6jaipyK) включенное состо ние основной нагрузки 7, реализуетс  включешем одной дополнительной на1336 ч 1 . 8 грузочнойцепи при одновременном использовании в качестве вспомогательной нагрузки 20 индикаторной лампы накаливани , светового табло, индикаторных элементов мнемосхемы, элемента-и««1татора сопротиапени  основной нагрузки и т.д.

%2.Z

Claims (2)

1. Устройство для управления тиристорным ключом переменного тока, ^: выполненным в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, подключенным одним выводом к фазному, ·3 другим выводом через основную нагрузку к нулевому зажимам сети переменного тока, содержащее конденсаторы, резисторы, цепь из последовательно соединенных диода и коммутирующего элемента, предназначенную для подключения анодом диода к фазному зажиму сети, причем коммутирующий элемент связан с нулевой шиной устройства, предназначенной для соединения с нулевым зажимом сети, разделительные диоды, аноды которых соединены с выходом коммутирующего элемента, а катоды предназначены для подключения 'к управляющим электродам тиристоров ключа переменного тока, а вход управле начен для подключения к источнику управляющего напряжения, о т л и ч а ю щ еее с я тем, что, с целью расширения функциональных возмож ностей устройства путем регулирования мощности в дополнительной нагрузке, оно снабжено дополнительным клю чевым элементом, коммутирующий элемент выполнен в виде форвистора, катод вспомогательной секции форвис тора предназначен для подключения к подсоединенной кнулевому зажиму сети переменного тока дополнительной нагрузке, анод форвистора через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен с нулевой шиной, регулирующий электрод форвистора через дополнительный ключевой элемент соединен с нулевой шиной, а управляющий электрод форвистора является входом управления устройства.

2. Устройство для управления тиристор ным ключом переменного тока, выполненным в виде встречно-параллельно включенных тиристоров, подключенным одним выводом к фазному, а другим выводом через.основную нагруз ку к нулевому зажимам сети переменного тока, содержащее конденсаторы, резисторы, цепь из последовательно соединенных диода и коммутирующего элемента, предназначенную для подклю чения анодом диода к фазному’зажиму сети, причем коммутирующий элемент соединен с нулевой шиной устройства, предназначенной для соединения с ну левым зажимом сети, разделительные диоды, аноды которых соединены с вы>

ходом коммутирующего элемента, катоды предназначены для соединения с .1133641 управляющими электродами тиристоров ключа переменного тока, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства путем регулирования мощности в дополнительной нагрузке, оно снабжено дополнительным ключевым элементом с управляющим входом,, коммутируюищй элемент выполнен в виде форвистора, катод вспомогательной секции форвистора предназначен для подключения к дополнительной нагрузке. через дополнительный коммутирующий элемент, анод форвистора через последовательно соединенные резистор и конденсатор соединен.с нулевой шиной, управляющий электрод форвистора соединен с его анодом, регулирующий электрод форвистора через дополнительный коммутирующий элемент соединен с нулевой шиной, а управляющий вход дополнительного коммутирующего элемента является входом управления устройства.