SU1473922A1 - Фазовый регул тор - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к силовой электронике и предназначено дл  работы в источниках питани  дл  дуговой электросварки посто нным током, питающихс  от трехфазной сети переменного тока и имеющих в своем составе тиристорный выпр митель, собранный по шестифазной схеме. Цель изобретени  - повышение надежности, ремонтопригодности, качества регулировани  энергетических параметров и помехозащищенности сварочного источника питани . Фазовый регул тор содержит однофазный синхронизирующий трансформатор, вторична  обмотка которого зашунтирована конденсатором и образует контур, настроенный на частоту сетевого напр жени , и  вл етс  одной из ступеней помехозащиты. Второй ступенью помехозащиты  вл етс  одновибратор, формирующий импульс длительностью 17-18 мс и св занный выходом с входом одновибратора, который вырабатывает сбрасывающий импульс интегратора-генератора пилообразного напр жени . Формирование последовательности коммутирующих импульсов по шести каналам с интервалом через 60 эл.град. происходит благодар  сравнению пилообразного напр жени  с р дом посто нных напр жений, снимаемых с выходов прецизионной резисторной матрицы и измен ющихс  пропорционально апплитуде пилообразного напр жени . Благодар  последнему удаетс  получить симметричную работу фазовращател  и обеспечить синхронизацию от одной фазы. Устройство имеет контур стабилизации по регулируемому параметру (току или напр жению). 1 з.п.ф-лы, 2 ил.

Description

1

Изобретение относитс  к силовой электронике и предназначено дл  использовани  в источниках питани  установок дл  электродуговой сварки посто нного тока с питанием их от трехфазной сети переменного тока и с шестифазной схемой выпр мител .

Цель изобретени  - повышение надежности , ремонтопригодности, качества регулировани  и помехозащищенности сварочного источника питани .

На фиг. 1 изображена функциональна  схема предлагаемого фазового регул тора; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства

Фазовый регул тор состоит из синхронизирующего трансформатора 1, первична  обмотка которого подключена к нулевому и одному из фазных (например, фазы А) проводов сети, вторична , зашунтированна  конденсатором 2, подключена к входу управл емого фазовращател  3 В стройство введены микросхема 4 и резистор 5, компаратор 6, переменные резисторы 7-9, причем выход фазовращател  3 соединен с неинвертирующим входом компаратора 6, а управл ющий вход - с выходом алгебраичес кого сумматора (элементы 4, 5 и 10), один из входов которого св зан с фи погром 1 I низких частот, второй - с похвмжпым кон

4

СО СО

ю

ГС

тактом переменного резистора 8 (задатчика энергетических режимов сварки), соединенного с подстроечными резисторами 7 и 9 - ограничител ми пределов регулировки, выход компаратора 6 соединен с входом первого одновибратора 12, выход первого од- новибратора соединен с входом второго одновибратора 13, выход второго одновибратора соединен с управл ющим входом ключа 14. В состав устройства входит также

на выходе компаратора 29 устанавливаетс  «единичный уровень (на всех остальных в это врем  - нулевой), через 115 эл. град. - на выходе компаратора 28 по вл етс  «единичный уровень, через 175 эл. град. - на выходе компаратора 27, через 235 эл. град. - на выходе компаратора 26, через 295 эл. град. - на выходе компаратора 25, через 355 эл. град. - на выходе компаратора 24 по вл етс  единичный уровень, через

неинвертирующий интегратор, состо щий из 10 360+2...3 эл. град, компараторы 24-29 элементов 14-17 и резисторы 18-23, при- обнул ютс . Каждый период процесс повтор етс . Дл  выполнени  данного услови  необходимо: равенство сопротивлений резисторов 18-22 и несколько меньшее, чем у

чем выход интегратора подключен к объединенным неинвертирующим входам компараторов 24-29. Между инвертирующими входами компараторов 24 и 25, 25 и 26, 26 и 27, 18-22 сопротивление резисторов 23, а также 27 и 28, 28 и 29, а также между инвертирую- 15 амплитуда «пилы должна быть несколько щим входом компаратора 29 и общим прово- (на 3-5%) больше значени  опорного на- дом включены резисторы 18-23. Выходы ком- пр жени . Передние фронты импульсов компараторов 24-29 через дифференцирующие

цепочки (элементы 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35,

ды эмиттерных повторителей  вл ютс  выходами устройства и подключаютс  к управл ющим электродам тиристоров источника питани  сварочной установки. Выход интесоединен с инвертирующим входом компаратора 24 и выводом резистора 18 (фиг. 1).

Опорное напр жение (-f-Uon) пор дка

параторов дифференцируютс  соответствующими дифференцирующими цепочками, уси- 36 и 37, 38 и 39, 40 и 41) подключены к вхо- 20 ливаютс  по току эмиттерными повторител - дам эмиттерных повторителей 42-47. Выхо- ми 42-47 и подаютс  на управл ющие

электроды тиристоров выпр мител  источника питани  сварочной установки (фиг. 2). Введение в состав устройства детектора 48

„ г , „ амплитудных значений необходимо дл  симгратора подключен к входу детектора 48 25 метричной работы схемы (распределение амплитудных значений, а выход последнего- углов отпирани  тиристоров через 60 эл. град)

при изменении частоты сетевого напр жени . Коэффициент передачи амплитудного детектора должен составл ть 0,95-0,97. При

- . . .коэффициенте, равном 1, устройство не фор10 В положительной пол рности относитель- М МИрует управл ющий импульс на один из ти- но общего провода подаетс  на неинверти- ристоров

рующий вход операционного усилител  17Фазовое регулирование происходит елеи подстроечныи резистор 7. Объединенные дующим образом

катоды тиристоров сварочного источникас вторинчной обмотки трансформатора

питани  соедин ютс  с общим проводом напр жение синусоидальной формы (фиг. 2) устройства.поступает на вход фазовращател  3, управл емого напр жением. В зависимости от напр жени  на управл ющм входе, на выходе фазовращател  3 фаза сигнала может измен тьс  (по отношение к фазе входного растающего напр жени , так как на его не- 40 сигнала) в пределах 180-0 эл. град. Сину- инвертирующии вход подано опорное напр - соидальное напр жение с выхода фазовра- жение положительной пол рности. Ключ 14 щател  3 поступает на неинвертирующий через каждый полный период сети (в уста- вход компаратора 6, на выходе которого новившемс  режиме) сбрасывает интегратор формируютс  пр моугольные импульсы, пе- путем разр да конденсатора 16, дл  чего редкие фронты которых совпадают с момен- с выхода второго одновибратора 13 на управ- 45

Устройство работает следующим образом .

Интегратор, собранный на элементах 14-17,  вл етс  генератором линейно натами перехода через ноль с отрицательного в положительное по пол рности напр жение с выхода фазовращател  3. Передними фронтами названных пр моугольных импульсов запускаетс  одновибратор 12, формирующий пр моугольный импульс длительностью 17-18 мс.

л ющии вход ключа подаютс  импульсы длительностью 300-500 икс Таким образом, на выходе интегратора формируетс  пилообразное напр жение («пила) положительной пол рности. Оно сравниваетс  с посто нным напр жением, снимаемым с выхода детектора 48 амплитудных значений и матрицированным (Ui-Us) с помощью прецизионной матрицы резисторов 18-23, на входах компараторов 24-29. Функциональное

Назначение одновибратора - защита устройства от помех. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 12 запускаетс  одновибратор 13, формирующий имназначение названных компараторов и мат- 55 пульс длительностью 400-500 икс, необходи- рицы - получение импульсов со сдвигом мый дл  сброса интегратора. Таким образом, на 60 эл. град. Более подробно: в начале фазовое регулирование происходит за счет

сдвига пилообразного напр жени  относительно синусоидального напр жени  сети.

«пилы на компараторах 24-29 нулевой уровень, через 55 эл. град, начала «пилы

на выходе компаратора 29 устанавливаетс  «единичный уровень (на всех остальных в это врем  - нулевой), через 115 эл. град. - на выходе компаратора 28 по вл етс  «единичный уровень, через 175 эл. град. - на выходе компаратора 27, через 235 эл. град. - на выходе компаратора 26, через 295 эл. град. - на выходе компаратора 25, через 355 эл. град. - на выходе компаратора 24 по вл етс  единичный уровень, через

360+2...3 эл. град, компараторы 24-29 обнул ютс . Каждый период процесс повтор етс . Дл  выполнени  данного услови  необходимо: равенство сопротивлений резис 360+2...3 эл. град, компараторы 24-29 обнул ютс . Каждый период процесс повтор етс . Дл  выполнени  данного услови  необходимо: равенство сопротивлений резисторов 18-22 и несколько меньшее, чем у

18-22 сопротивление резисторов 23, а также амплитуда «пилы должна быть несколько (на 3-5%) больше значени  опорного на- пр жени . Передние фронты импульсов комл емого напр жением. В зависимости от напр жени  на управл ющм входе, на выходе фазовращател  3 фаза сигнала может измен тьс  (по отношение к фазе входного 0 сигнала) в пределах 180-0 эл. град. Сину- соидальное напр жение с выхода фазовра- щател  3 поступает на неинвертирующий вход компаратора 6, на выходе которого формируютс  пр моугольные импульсы, пе- редкие фронты которых совпадают с момен- 5

0

тами перехода через ноль с отрицательного в положительное по пол рности напр жение с выхода фазовращател  3. Передними фронтами названных пр моугольных импульсов запускаетс  одновибратор 12, формирующий пр моугольный импульс длительностью 17-18 мс.

Назначение одновибратора - защита устройства от помех. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 12 запускаетс  одновибратор 13, формирующий им5 пульс длительностью 400-500 икс, необходи- мый дл  сброса интегратора. Таким образом, фазовое регулирование происходит за счет

Пределы регулировани  фазы фазовращател  - 170...-5 эл. град., при этом угол отпирани  тиристоров измен етс  в пределах О-165 эл. град. Стабилизаци  энергетических параметров происходит за счет алгебраического суммировани  напр жени  задат- чика 8 и напр жени  обратной св зи, снимаемого с выхода фильтра 11 низких частот. По сравнению с известным предлагаемый фазовый регул тор легче диагностирутора соединен с общим проводом, а выход - с входом первого одновибратора, выход первого одновибратора соединен с входом второго одновибратора, выход второго одновибратора соединен с управл ющим входом ключа, подключенного параллельно конденсатору неинвертирующего интегратора , вход последнего подключен к источнику опорного напр жени  положительной пол рности , относительно общего провода реетс  в случае отказа, может быть выполнен 10 гул тора, выход - к объединенным нев меньшем объеме, проще в ремонте и наладке , меньше подвержен воздействию помех по цеп м питани  по вл етс  возможность его использовани  в однофазных схемах.

Claims (2)

1. Фазовый регул тор, содержащий синхронизирующий трансформатор, формироинвертирующим входам шести компараторов , с второго по седьмой, выходы последних через дифференцирующие цепочки подключены к эмиттерным повторител м, выходы эмиттерных повторителей  вл ютс  выхо- 15 дами регул тора и подключаютс  к управл ющим электродам тиристоров выпр мител , между инвертирующими входами второго и третьего и четвертого, четвертого и п того, п того и шестого, шестого и седьмого, комтора соединен с общим проводом, а выход - с входом первого одновибратора, выход первого одновибратора соединен с входом второго одновибратора, выход второго одновибратора соединен с управл ющим входом ключа, подключенного параллельно конденсатору неинвертирующего интегратора , вход последнего подключен к источнику опорного напр жени  положительной пол рности , относительно общего провода реинвертирующим входам шести компараторов , с второго по седьмой, выходы последних через дифференцирующие цепочки подключены к эмиттерным повторител м, выходы эмиттерных повторителей  вл ютс  выхо- 5 дами регул тора и подключаютс  к управл ющим электродам тиристоров выпр мител , между инвертирующими входами второго и третьего и четвертого, четвертого и п того, п того и шестого, шестого и седьмого, ком

ватель коммутирующих импульсов, схему ре- 20 параторов подключены одинаковые по сопрогулировани  угла отпирани  тиристоров, канал обратной св зи по регулируемому параметру , отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, ремонтопригодности, качества регулировани  и помехозащищентивлению резисторы, между инвертирующими входом седьмого компаратора и общим проводом подключен резистор, при этом его сопротивление меньше сопротивлени  вышеуказанных резисторов, с инвертирующим вхоности сварочного источника питани , пер- 25 дом второго компаратора соединен выход

вична  обмотка синхронизирующего трансформатора подключена к нулевому и одному из фазных проводов сети, вторична  обмотка зашунтирована конденсатором, емкость которого и индуктивность вторичной обмотки

амплитудного детектора, входом соединенного с выходом интегратора.

2. Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, что управл ющий вход фазовращател  соединен с выходом алгебраического сумматора,

образует контур, настроенный на частоту се-30 неинвертирующий вход которого соединен ти, и подключена к входу управл емогос подвижным контактом переменного резис- фазовращател , причем один ее вывод под-тора-задатчика энергетических параметров, ключей к общему проводу регул тора, вы-инвертирующий вход соединен с выходом ход управл емого фазовращател  соединенфильтра низких частот, вход последнего с инвертирующим входом первого компара-соединен с выходом датчика сигнала обрат- тора, инвертирующий вход первого компара-35 нои св зи.

НнатоВап тиристоров

Фиг /

тивлению резисторы, между инвертирующими входом седьмого компаратора и общим проводом подключен резистор, при этом его сопротивление меньше сопротивлени  вышеуказанных резисторов, с инвертирующим вхоамплитудного детектора, входом соединенного с выходом интегратора.

2. Регул тор по п. 1, отличающийс  тем, что управл ющий вход фазовращател  соединен с выходом алгебраического сумматора,

неинвертирующий вход которого соединен с подвижным контактом переменного резис- тора-задатчика энергетических параметров, инвертирующий вход соединен с выходом фильтра низких частот, вход последнего соединен с выходом датчика сигнала обрат- нои св зи.

п

к упра1л элехтро- вам тиристоров

импульсы

Фиг.2.