SU1136279A1 - Устройство дл импульсно-фазового управлени трехфазным тиристорным преобразователем - Google Patents

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИКПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОР НЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее источник задающего напр жени , ключевой элемент, генератор пилообразного Напр жени  к источник посто нного напр жени , св занные с логическим коммутатором, при этом на управл ющие входы ключевого элемента подключены выходы генератора пилообразно1 онапр жени  и источника задающего напр жени , а цепь питани  генератора пилообразного напр жени  подключена к источнику посто нного напр жени , отрицательный зажим которого подключен к общей точке схемы, логический коммутатор содержит распределитель импульсов на три канала, включающий выпр митель, транзисторы по числу каналов, три усилител , транзистор фазосмещеНи , база которого св зана с выходом источника задающего напр жени , трехфазный синхронизирующий транзистор с двум  группами вторичных обмоток,у причем обмотки первой группы соединены в звезду и подключены на вход нагруженного на резистор нагрузки выпр мител , диоды которого через резисторы соединены с базами транзисторов , а кажда  обмотка второй группы через диод и резистор подключена к одной обкладке накопительного конденсатора соответствующего усилител  импульсов, которьй этой же обкладкой через другой диод и коммутирующую цепь ключевого элемента, а другой обкладкой через транзистор распределител  импульсов св зан с .общей точкой схемы, отличаю (Л щ е е с   тем, что, с целью повышени  надежности в работе и стабильности фазосмещени , оно снабжено дополнительным источником посто нного напр жени ; коммутатор снабжен делителем напр жени , диодом, каждый распределител  снабжен четырьм  резисторами, двум  диодами, конденсатором , транзисторной и тиристорной оптопарами, причем в каждом канале база транзистора распределител  импульсов через первый резистор соединена с источником посто нного напр жени , через первый диод - с делителем напр жени , подключенным к дополнительному источнику питани  через второй диод - с общей точкой схемы, к которой через параллельно включенные второй резистор и конденсатор подключен эмиттер транзистора , коллектор транзистора подключен к одной обкладке накопительного конденсатора, друга  обкладка которого через оптронньп тиристор.

Description

светодиод транзисторной оптопары, шунтированный третьим резистором, и светодиод выходной оптопары подключена к общей точке схемы и через светодиод тиристорной оптопары, шунтированный четвертым резистором, св зана с общей точкой схемы, к которой через резистор нагрузки выпр мител 

136279

подключена нулева  точка первой группы вторичных обмоток трехфазного синхронизирующего трансформатора, подключенна  также к эмиттеру транзистора фазосмещени , коллектор которого подключен к дополнительному источнику напр жени , а база через диод соединена с эмиттером.

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначаетс  дл  управлени  трехфазным тиристорным преобра зователем. Известно устройство дА  одноканального синхронного импульсно-фазового управлени  трехфазным тиристорным преобразователем, содержащее генератор пилообразного напр жени , накопительный конденсатор которого зап унтиррван тиристором, формирователь импульсов с источником задаю щего напр жени  и логическим коммутатором , причем управл ющий электрод тиристора генератора пилообразного напр жени  соединен через диод с выходной обмоткой трансформатора коммутатора , а к входу каждого усили-. тельногокаскада коммутатора подключены своей первичной обмоткой фазосдвигающие дроссели, вторичные обмотки которых соединены между собой по лёдовательно и подключены к источнику задающего напр жени  генератоРУ D . . Недостатками указанного устройства  вл ютс  ограниченный диапазон изменени  фазы импульсов и недостаточна  надежность в св зи с веро тностью по влени  ложного импульса в моменты коммутации токов распределител  . Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  импульсно- фазового управлени  трехфазным тиристорным преобразователем, содержащее источник задающего напр жени , ключевой элемент, генератор пилообразного напр жени  и источник пос то нного напр жени , св занные с логическим коммутатором, при этом на управл юи1ие входы ключевогоэлемента подключены выходы генератора пилообразного напр жени  и источника задающего напр жени , а цепь питани  генератора пилообразного напр жени  подключена к источнику посто нного напр жени , отрицательный зажим которого подключен к общей точке схемы. Логический коммутатор содержит распределитель импульсов на три канала включаюп ий выпр митель, транзисторы по числу каналов, три усилител , транзистор фазосмещени , база которого св зана с выходом источника задающего напр жени , трехфазный синхронизирующий трансформатор с двум  группами вторичных обмоток , причем обмотки первой группы собраны в звезду и подключены на вход нагруженного на резистор нагрузки вьтр мител , диоды которого через резисторы св заны с базами транзисторов распределител  импульсов . Кажда  обмотка второй группы через диод и резистор подключена к обкладке накопительного конденсатора соответствующего усилител  импульсов , который этой же обкладкой через другой диод и коммутирующую цепь ключевого элемента, а другой обкладкой через транзистор распределител  импульсов св зан с общей точкой схемы 2, Недостатком известного устройства из-за малой ширины вьфабатываемых импульсов  вл етс  невозможность применени  его в мостовой схеме преобразовател  без удвоени  импульсов . Цель изобретени  - повышение надежности устройства в работе и стабильности фазосмещени . Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  импулъснофазового управлени  трёхфазным тиристорным преобразователем, содержа щее источник задающего напр жени , ключевой элемент, генератор пилообразного напр жени  и источник посто нного напр жени ,св занные с логическим коммутатором, при этом на управл ющие входы ключевого элемента подключены выходы генератора пилообразного напр жени  и источника задающего напр жени , а цепь пит ни  генератора пилообразного напр жени  подключена к источнику посто  ного напр жени , отрицательный зажим которого подключен к общей точке схемы, логический коммутатор содержит распределитель импульсов на три канала, включающий вьтр митель , транзисторы по числу каналов три усилител , транзистор фазосмещени , база которого св зана с выходом источника задающего напр жени , трехфазный синхронизирующий трансформатор с двум  группами вторичных обмоток, причем обмотки пердой группы соединены в звезду и под ключены на вход нагруженного на резис тор нагрузки вьшр мител , диоды ко торого через резисторы соединены с базами транзисторов, а кажда  обмотка второй группы через диод и резистор подключена к одной обкладке накопительного конденсатора соответствующего усилител  импульсо который этой же обкладкой через другой диод и коммутирующую цепь ключевого элемента, а другой обклад кой через транзистор распределител  импульсов св зан с общей точкой схемы, снабжено дополнительным источником посто нного напр жени , коммутатор снабжен делителем напр жени , диодом, каждый канал распределител  снабжен четырьм  резисторами , двум  диодами, конденсатоI ром, транзисторной и тиристорной оптопарами, причем в каждом канале база транзистора распределител  импульсов через nepsbtfi резистор соед нена с источником посто нного напр  жени , через первый диод - с делителем напр жени , подключенным к .до полнительному источнику питани , через второй диод - с общей точкой схемы, к которой через параллельно включенные второй резистор и конден 794 сатор подключен эмиттер транзистора , коллектор транзистора подключен к одной обкладке накопительного конденсатора, друга  обкладка которого через оптронный тиристор, светодиод транзисторной оптопары, шунтиро анньп третьим резистором, и светодиод выходной оптопары подключена к общей точке схемы и через све- тодиод тиристорной оптопары, шунтированный четвертым резистором, св зана с общей точкой схемы, к которой через резистор нагрузки выпр мител  подключена нулева  точка первой группы вторичных обмоток трехфазного синхронизирующего трансформатора , подключенна  также к эмиттеру транзистора фазосмещени , коллектор которого подключен к дополнительному источнику напр жени , а база через диод соединена с эмиттером На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы токов и напр жений в схеме, по сн ющие работу устройства. Устройство, содержит задающий генератор 1, генератор 2 пилообразного напр жени , ключевой элемент 3, распределитель 4 импульсов, усилите:Лн 5, 6 и 7 импульсов , конденсатор 8, источники 9 и 10 посто нного напр жени . На вход ключевога элемента 3 подключены выходы задающего генератора 1 и генератора 2 пилообразного напр - f жени , вход синх)онизаиии которого через конденсатор 8 подключен параллельно коммутирующей цепи ключевого элемента 3 к общей точке усилителей 5-7 импульсов, а цепь питани  подключена к положительному выходному зажиму источника 9 посто нного напр жени , отрицательный выходной зажим которого подключен к общей точке схемы, с которой св заны все перечисленные элементы устройства. Распределитель 4 импульсов вьтолнен на базе нулевой трехфазной схемы вьтр мител , цепь питани  которой подключена к обмоткам 11 - 13 синхронизирующего трансформатора, а в нагрузке включен резистор 14. К нулевой точке включенных в звезду обмоток 11 - 13 подключен эмиттером транзистор 15 фазосмещени  в распределителе , база которого загаунтирована диодом 16 и подключена к выходу задающего генератора 1.

Эмиттеры транзисторов 17-19 распределител  импульсов через ре- , зисторы 20 - 22 и конденсаторы 23 - 2 а базы через диоды 26 - 28 подключены к общей точке схемы. Кроме того, базы транзисторов через резисторы 29-31 подключены к источнику 9 посто нного напр жени , через диоды 32 - 34 - к делителю напр жени  источника 10 посто нного напр жени , положительный выходной зажим которог подключен к общей точке схемы, состо щему из резисторов 35 и 36, а также через резисторы 37 - 39 и транзисторы 40 - 42 оптронных пар подключены к отрицательному выходному зажиму источника 10 посто нного напр жени .

Коллекторы транзисторов 17 - 19 подключены к точкам соединени  накопительных конденсаторов 43 - 45 с началами обмоток 46 - 48 синхронизирующего трансформатора. Концы обмоток 46 - 48 через диоды 49 - 51 и резисторы 52 - 54 подключены к дру гим обкладкам накопительных конденсаторов 43-45, а также через тиристоры оптронных пар 55 - 57, светодиоды .транзисторных оптронных пар 40 42 ,светодиоды 58 - 60 оптронных выходов усилителей импульсов и параллельно через светодиоды тиристорных оптронных пар 55 - 57, зашунтированные резисторами 61 - 63, диоды 64 66 и коммутирующую цепь ключевого элемента 3 - к общей точке схемы.

Устройство работает следующим образом.

Периодически, каждые 120 эл.град через базу какого-либо из транзисторов 17, 18 или .19 распределител  начинает протекать ток (диаграммы Q , е , : на фиг. 2), так как змиттерные переходы транзисторов включены в нулевую схему выпр мител  последовательно с диодами и обмотками 11, 12 и 13 синхронизирующего трансформатора. В нагрузке выпр мител  включен резистор 14 и цепь фазосмещени , состо ща  из транзистора 15, диода 16.

К начальному моменту протекани  тока в базе какого-либо транзистора 17, 18 или 19 подключенный одной из своих обкладок к коллектору транзистора накопительный конденсатор

43,44 или 45 уже зар жен от соответствующей обмотки синхронизирующего трансформатора 46, 47 или 48 через диод 49, 50 или 51 и резистор 52, 53 или 54 (диаграммы 5, Ь ,г на фуг. 2), В результате подготавливаетс  контур дл  разр да соответствующего накопительного конденсатора через светодиод оптопары 55, 56 или ,57, зашунтированньпЧ резистором 61, 62 или 63, диод 64, 65 или 66, ключевой элемент 3, имеющий в этот момент наибольшее сопротивление в этой цепи, резистор 20, 21 или 22 и транзистор 17, 18 или 19. Этот момент и  вл етс  синхронизирующим дл  начала формировани  пилы генератором 2, который запускаете;. через конденсатор 8.V

Однако сопротивление образованного контура велико и посто нна  времени разр да накопительного конденсатора также велика. Ток разр да мал и его не хватит дл  включени  тиристора оптопары 55, 56 или 57. Процесс сравнительно медленного разр да накопительных конденсаторов иллюстрируетс  на диаграммах 5 ,fe и 2 (фиг. 2) участками с малым наклоном . В этот промежуток времени происходит линейное нарастание напр жени  на выходе генератора 2 пилообразного напр жени .

Выход генератора 2 и выход задающего генератора 1 подключены на вход ключевого элемента 3. В момент равенства сигналов на входах ключевого элемента 3 происходит замыкание его выходной коммутирующей цепи, сброс пилы и резкое снижение сопротивлени  цепи разр да накопительного конденсатора.

Через светодиод оптопары 55, 56 или 57 теперь протекает достаточно большой ток дл  включени  своего тиристора . В результате по вл етс  новый контур разр да накопительного конденсатора через тиристор оптопары 55, 56 или 57, светодиод оптопа РЫ 40, 41 или 42, светодиод 58, 59 или 60 оптронного выхода усилителей 5, 6 или 7 импульсов непосредственно на тиристоры силовых оптопар или на усилители-формирователи, через которые происходит управление силовыми тиристорами, и далее через резистор 20, 21 или 22 и транзистор 17, 18 или 19. Причем падение напр жени  на участке цепи разр да, включающем тиристор оптопары 55, 56 или 57, светодиод оптопары 4U, А1 или А и выходной светодиод 58, 59 или 60 настолько меньше падени  напр жени  в цепи светодиод оптопары 55, 56 ил 57, зашунтированный резистором 61, 62 или 63, диод 64, 65 или 66 и клю чевой элемент 3, что ток через ключевой элемент, коммутирующа  цепь которого выполнена на тиристоре, прерываетс . Транзисторы 17,.18 и 19, включен ные (фиг. 1) с резисторами 20, 21 или 22 в цеп х эмиттеров, работа  поочередно в контуре разр да соответствующего накопительного конденсатора , выполн ют роль источников тока, поддержива  тем самым посто н ной амплитуду вьцсодного импульса. Одновременно под воздействием тока разр да накопительного конденеатора по указанному контуру происходит от крывание транзистора оптопары 40, 41 или 42 и замыкание 1цепи дл  протекани  тока базы транзистора 17 18 или 19 через резисторы 37, 38 ил 39 и транзистор 40,-41 или 42 под воздействием напр жени  источника 1 Таким образом, поддерживаетс  замкнутым контур дл  практически полного разр да.накопительного конд сатора и обеспечиваетс  необходимой ширины импульс, даже если длительность тока базы транзисторов распределител  17, 18 и 19, создаваемо го В ветв х нулевой схемы вьтр мите л , оказываетс  недостаточной (диаграммы Ч S , токов базы транзисторов и диаграммы , , выходных импульсов схемы, данных сплошными лини ми дл  угла зажигани  силовых тиристоров об 150). Така  схема при номинальном напр жении сети поз вол ет обеспечить ширину импульсов 90-100 эл.град. во всем диапазоне регулировани . Задание тока коллектора транзис тора 17, 18 или 19 осуществл етс  через диоды 32, 33 или 34 с делител  напр жени  нестабилизированно го источника 10, выполненного на резисторах 35 и 36. Благодар  этой цепи при колебани х напр жени  сети происходит пропорциональное изменение тока коллектора, поддерживаемого транзисторами 17 и 19 при разр де накопительных конденса ров 43 - 45 и таким образом сохра|н етс  ширина импульса не менее 98 60 эл.град., даже при уменьшении пр жени  сети вдвое. Начальные моменты протекани  тока через базы транзисторов 17, 18 и 19, а значит, и разрешение на выдачу импульсов по соответствующему каналу управлени  при отсутствии цепи фазосмещени  по распределителю импульсов фиксированы. При данной фазировке обмоток 11-13 синхронизирующего трансформатора они соответствуют углу зажигани  тиристоров oi 60 (фиг. 1 и 2). Дл  расширени  диапазона регулировани  угла зажигани  до Л О параллельно резистору 14 подключен регулируемый источник ЭДС. Этим источником служит печь фазосмещейи  в распределителе импульсов, состо ща  из транзистора 15, диода 16j шунтирующего эмиттерный переход транзистора , и источника 10 напр жени , подключенного к коллектору транзистора 15. Таким образом, выходом схемы  вл етс  эмиттер транзистора, подключенный к нулевой точке соединени  обмоток 11-13. Напр жение на выходе схемы фазосмещени  в распределителе импульсов пропорционально напр жению, поступающему на базу транзистора 15 генератора 1, и практически не эависит от параметров транзистора.. Величина напр жени  смещени  , задающего reHepstTopa 1 устанавливаетс  соответствующим предельному вьшр мительному режиму, т.е. начало протекани  тока через базы транзисторов распределител  соответствует oi 0° На фиг. 2 диаграммы о , б , i токов базы транзисторов 17 - 19 и диаграмвыходньЬс импул ьс ов. дл  мы. х. о даны пунктирной линией. Устройство может настраиватьс  на coBMecTHjTo работу фазосмещени  по вертикальному принципу и в распределителе импульсов npHOi О - 60 и по вертикальному принципу при с( 60 - 180°. Таким образом, применение изобретени  обеспечивает надежность устройства в рагботе, расшир   импульсы управлени  силовыми тиристорами и поддержива  высокую стабильность фазосмещени  в распределителе при сохранении простоты схемы и предельного диапазона регулировани  угла залц1гани  тиристоров.

Фиг.г

Claims (1)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее источник задающего напряжения, ключевой элемент, генератор пилообразного напряжения* и источник постоянного напряжения, связанные с логическим коммутатором, при этом на управляющие входы ключевого элемента подключены выходы генератора пилообразного напряжения и источника задающего напряжения, а цепь питания генератора пилообразного напряжения подключена к источнику постоянного напряжения, отрицательный зажим которого подключен к общей точке схемы, логический коммутатор содержит распределитель импульсов на три канала, включающий выпрямитель, транзисторы по числу каналов, три усилителя, транзистор фазосмещения, база которого связана с выходом источника задающего напряжения, трех фазный синхронизирующий транзистор с двумя группами вторичных обмоток,\ причем обмотки первой группы соединены в звезду и подключены на вход нагруженного на резистор нагрузки выпрямителя, диоды которого через резисторы соединены с базами транзисторов, а каждая обмотка второй группы через диод и резистор подключена к одной обкладке накопительного кон денсатора соответствующего усилителя импульсов, который этой же обкладкой через другой диод и комму тирующую цепь ключевого элемента, а другой обкладкой через транзистор распределителя импульсов связан с общей точкой схемы, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе и стабильности фазосмещения, оно снабжено дополнительным источником постоянного напряжения^ коммутатор снабжен делителем напряжения, диодом, каждый канал распределителя снабжен четырьмя резисторами, двумя диодами, конденсатором, транзисторной и тирис торной оптопарами, причем в каждом канале база транзистора распределителя импульсов через первый резистор соединена с источником постоянного напряжения, через первый диод - с делителем напряжения, подключенным к дополнительному источнику питания через второй диод - с общей точкой схемы, к которой через параллельно включенные второй резистор и конденсатор подключен эмиттер транзис тора, коллектор транзистора подключен к одной обкладке накопитель ного конденсатора, другая обкладка которого через оптронный тиристор, светодиод транзисторной оптопары, шунтированный третьим резистором, и светодиод выходной оптопары подключена к общей точке схемы и через' светодиод тиристорной оптопары, шунтированный четвертым резистором, связана с общей точкой схемы, к которой через резистор нагрузки выпрямителя подключена нулевая точка первой группы вторичных обмоток трехфазного синхронизирующего трансформатора, подключенная также к эмиттеру транзистора фазосмещенйя, коллектор которого подключен к дополнительному источнику напряжения, а база через диод соединена с эмиттером.

   1 2