SU1487146A1 - Устройство для питания активноиндуктивной нагрузки - Google Patents

Description

Изобретение относится к электро2

технике и может найти применение в устройствах питания активно-индуктивных элементов, например обмоток возбуждения электрических машин или муфт. Повышение надежности устройства обеспечивается введением источника смещения 23, второго диода 24, резисторов 25,26, двухполюсника-накопителя энергии 27. Цепи управления тиристоров 2, 3, 4, 5 соединены последовательно и подключены между коллектором и эмиттером транзистора 16, база которого подключена к выходу компаратора 13, через резистор 25 к источнику смещения 23, а через резистор 26 - к выходу блока задания инверторного режима 19. Коллектор транзистора 16 через резистор 17 соединен с двухполюсником-накопителем энергии 27. При внезапном отключении питающей сети за счет введенных элементов обеспечивается открывание всех тиристоров выпрямителя 1, чем устраняются перенапряжения и, следовательно, повышается надежность. 3 ил.

311·, 1487146

фиг.1

3

1487146

4

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в устройствах питания активно-индуктивных элементов, например обмоток $ возбуждения электрических машин или муфт,

Целью изобретения является повышение надежности устройства.

На фиг. 1 представлена схема устройства питания активно-индуктивной нагрузки} на фиг. 2 - схема блока задания инверторного режима} на фиг. 3 - диаграмма напряжения на выходе блока задания инверторного· 15 режима.

Устройство для питания активноиндуктивной нагрузки (фиг.1) содержит однофазный тиристорный выпрямитель 1, выполненный, например, на оптронных 20 тиристорах 2-5, вход которого соединен с клеммами 6,7 для подключения источника 8 питания переменного тока, а выход - через датчик тока 9 с клеммами 10, 11 для подключения 25 нагрузки, например обмотки 12 возбуждения электрической машины. Компаратор , 13 подключен входами к задатчику 14 и датчику 9 тока, а выходом к шунтированному первым дио- зо дом 15 базо-эмиттерному переходу транзистора 16, коллектором соединенному с выводом первого резистора 17, а эмиттером - с выводом источника 18 питания постоянного Тока.

Устройство содержит также блок 19 задания инверторного режима, соединенный входом с клеммами 20, 21 для подключения дополнительного источника 22 питания переменного тока, ис- дд точник 23 смещения, второй диод 24, второй 25 и третий 26 резисторы и двухполюсник-накрпитель 27 энергии.

Цепи управления - светодиоды 28-31 оптронных тиристоров 2-5, соединен- д$ ные последовательно, подключены между эмиттером и коллектором транзистора 16. База транзистора 16 через второй резистор 25 подключена к ис-·; точнику 23 смещения, а через третий резистор 26 - к выходу блока 19 задания инверторного режима. Другой вывод первого резистора 17 соединен через второй диод 24 с другим выводом источника 18 питания постоянного $$ тока и непосредственно - с выводом двухполюсника—накопителя 27 энергии, другой вывод которого подключен к эмиттеру транзистора 16.

Блок 19 задания инверторного режима (фиг.2) содержит выпрямитель 32, подключенный входом к клеммам 20,21, резистор 33 и стабилитрон 34.

Диаграмма изменения напряжения и_р на стабилитроне 34 приведена на фиг. 3.

Устройство работает следующим образом.

При включении устройства на входные клеммы 6,7 подается переменное напряжение и_я, на входные клеммы 20, 21 - переменное напряжение и„, например одно из выражений трехфазной питающей сети, отстающее по фазе от Ц₀ на величину угла управления тиристорами выпрямителя 1, Кроме Того, в устройстве формируется напряжение Ц_д источника 18 питания постоянного тока и напряжение и_ъ источника 23 . смещения, запирающее транзистор 16.

В электрическом узле, к которому подключена база транзистора 16, суммируются токи, протекающие через резисторы 2.5, 26 и с выхода компаратора 13. ·

Ток, протекающий через резистор 26 под действием напряжения и _р, имеет периодический характер .· При синусоидальном напряжении и_м напряжение и р неизменно и равйо напряжению стабилизации И _Ст стабилитрона 34 в течение времени Т_ст = (1?-.агсБ1П Ц ст/и^) дт¹, где и»п“ амплитудное

значение напряжения Ц * ио — его круговая частота. За время Т_и = =цг*агс81п (и_ст/и_п1) напряжение и_р изменяется от и _ст до 0 и после этого за время Т„ от 0 до и_ст (фиг.З).

В соответствии с первым законом Кирхгофа для электрического узла, к которому подключена база транзистора 16, при значении тока в электрической цепи 9,12, большем заданного, в течение полупериода напряжения Ц_в транзистор 16 будет заперт на время

2 и’¹ агсып ,

и_тк₂

- ток на выходе компаратора

- величины резисторов 25 и 26 соответственно.

В течение времени будет протекать ток по светодиодам 28—31

оптронных тиристоров, соединенным

последовательно, что вызывает отпи5 1

ранив тех тиристоров, потенциал анода которых по отношению к катоду будет наибольшим. Благодаря указанному сдвигу фаз между напряжениями и₈ и и_м выпрямитель 1 будет работать в режиме инвертора ведомого сетью.

При значении тока в электрической цепи 9,12, меньшем заданного, ток на выходе компаратора 13 имеет противоположное направление. Выбор величин резисторов из соотношения

Н2^и₃/1/, к₃ги_ст/(1₆ +и₃/к₂),

где 1_& - ток базы транзистора 16 в ! открытом состоянии;

и 5 - величина напряжения задатчика 14,

обеспечивает запирание транзистора 16. При этом ток протекает по цепям светодиодов и выпрямитель 1 работает в выпрямительном режиме с углом управления, зависящим от величины 11_э.

При отключении устройства от питающей сети исчезает напряжение и_р. Величина резистора 25 выбирается такой, что модуль значения тока, протекающего по нему, больше модуля значения тока 1_к. Поэтому при любом состоянии компаратора 13 транзистор 16 запирается. В этот момент напряжение на цепях светодиодов становится равным напряжению на клеммах двухполюсника-накопителя 27 энергии, например конденсатора, за счет исключения его разряда по другим цепям устройства с помощью диода 24. При этом протекает ток по цепям светодиодов 28-31 и под действием ЭДС самоиндукции отпираются тиристоры выпрямителя 1, шунтируя электрическую цепь 9,12, тем самым исключая появление электрических перенапря—. жений.

В процессе работы выпрямителя 1 в любом из указанных режимов диод 24 и двухполюсник-накопитель 27 энергии служат для снижения колебаний напряжения источника питания, что исключает сбои, в работе устройства, вызываемые такими колебаниями. В моменты переключения транзистора 16 из одного состояния в другое происходит коммутация тока, протекающего через резистор 17, что приводит к изменениям падения напряжения на' внутреннем сопротивлении источника питания, сл'едовательно, к изменению

146 6

напряжения на его выходе. Если напряжение и_л снижается (транзистор 16 отпирается), то диод 24 запирается из-за снижения потенциала на его аноде по отношению к катоду и снижение напряжения, не распространяясь на всю схему устройства, компенсируется за счет разряда двухполюсниканакопителя 27 энергии. В противном случае повышение напряжения расходуется на преодоление ЭДС" источника питания, имеющего значительную мощность, и заряд двухполюсника-накопителя 27 энергии, что уменьшает амплитуду превышения напряжения и его длительность.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для питания активноиндуктивной нагрузки, содержащее однофазный тиристорный выпрямитель, вход которого соединен с клеммами для подключения источника питания переменного тока, а выход - через датчик тока - с клеммами для подключения нагрузки, компаратор, входы которого подключены к задатчику и датчику тока, а выход - к шунтированному первым диодом база-эмиттерному переходу транзистора, коллектором соединенного с выводом первого резистора, а эмиттером - с выводом источника питания постоянного тока, блок задания инверторного режима, соединенный входом с клеммами для подключения дополнительного источника питания переменного тока, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены источник смещения, второй диод, второй и третий резисторы, двухполюсник - накопитель энергии, а цепи управления тиристоров, соединенные последовательно, подключены между коллектором и эмиттером транзистора, база транзистора через второй резистор подключена к источнику смещения, а через третий - к выходу блока задания инверторного режима, другой вывод первого резистора соединен через второй диод с другим выводом источника питания постоянного тока и непосредственно — с выводом двухполюсниканакопителя энергии, другой вывод которого подключен к эмиттеру транзистора.

   1487146