SU1631682A1 - Устройство дл импульсно-фазового управлени трехфазным тиристорным преобразователем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  управлени  трехфазным тиристорным преобразователем. Целью изобретени   вл етс  повышение стабильности характеристик тиристорного преобразовател  и надежности его работы. В устройство, содержащее ключевой элемент , генератор пилообразного напр жени , задающий генератор, нуль-орган, регулируемые источник тока и пороговый элемент, резистивный делитель, трехка- нальный распределитель импульсов и три усилител  импульсов, введен ключ обнулени , в каждый канал распределител  введены два транзистора, два конденсатора, стабилитрон, диод и резистор, обеспечивающие выдачу импульсов в предельном инверторном режиме по каналам, дублирующим общий канал. Усилители импульсов выполнены на тиристорных оптопарах и имеют оптронные выходы. Устройство обеспечивает расширение диапазона изменени  угла регулировани  по общему каналу до 120° и повышение надежности выдачи импульсов в предельном инверторном режиме . 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  управлени  трехфазным тиристорным преобразователем.

Цель изобретени  - повышение стабильности характеристик тиристорного преобразовател  и надежности его работы.

На чертеже приведена схема предложенного устройства.

Устройство содержит ключевой элемент 1, регулируемый пороговый элемент 2, управл емый источник 3 тока, нуль-орган 4, генератор 5 пилообразного напр жени , задающий генератор б, ключ 7 обнулени , источник 8 посто нного напр жени , распределитель 9 импульсов и усилители 10-12 импульсов.

Коммутирующа  цепь ключевого элемента 1, выполненного на транзисторе, включена между общей точкой схемы и анодом стабилитрона 13, катод которого подключен к выходам усилителей 10-12 импульсов, и зашунтирована делителем напр жени , состо щим из последовательно включенных резисторов 14-16.

Регулируемый пороговый элемент 2 состоит из транзистора 17, между эмиттером и базой которого включен резистор 18, база через диод 19 подключена к точке соединени  резисторов 15 и t6 делител  напр жени , а коллектор подключен к управл ющему входу ключевого элемента.

Управл емый источник 3 тока состоит из транзистора 20, эмиттер которого через резистор 21 подключен к аноду стабилитрона 13, база подключена к точке соединении резисторов 14 и 15 делител  напр жени , а коллектор подключен к эмиттеру транзистора 17 регулируемого порогового элемента 2. Нуль-орган А выполнен на транзисторе, коллектор которого подключен к коллектору транзистора 20 управл емого источника 3 тока, база подключена к выходу задающего генератора.

Генератор 5 пилообразного напр жени  выполнен на конденсаторе, одна обкладка которого.подключена к общей точке схемы, а друга  - к эмиттеру транзистора нуль-органа 4. Задающий генератор 6 выполнен на операционном усилителе 22, неинвертирующий вход которого подключен к аноду стабилитрона 13, на инвертирующий вход подаетс  управл ющее напр жение, выход операционного усилител  через диод 23 подключен к базе транзистора нуль-органа 4, котора  через резистор 24 соединена с анодом стабилитрона 13 и через диод 25 - с общей точкой схемы.

Ключ 7 обнулени  выполнен на транзисторе 26, эмиттер которого подключен к общей точке схемы, коллектор через диод 27 подключен к входу генератора 5 пилообразного напр жени  и через диод 28 - к коллектору транзистора 20 источника 3 тока. Источник 8 посто нного напр жени  своим положительным выводом подключен к общей точке схемы.

Трехканальный распределитель 9 импульсов содержит транзисторы 29-31, эмиттеры которых подключены к общей точке, а базы через резисторы соединены с концами обмоток 32-34 трехфазного синхронизирующего трансформатора, начала которых подключены к общей точке схемы. Кроме этого, базы транзисторов через резисторы и диод 35 св заны с управл ющим напр жением , а через диоды 36-38 - с общей точкой схемы. Коллекторы транзисторов 29-31 через резисторы св заны с отрицательным выводом источника 8 напр жени , через стабилитроны 39-41 - с общей точкой схемы и подключены к базам транзисторов 42-44 распределител  импульсов, эмиттеры которых через резисторы 45-47 соединены с общей точкой устройства. Коллекторы транзисторов 42-44 подключены к точкам соединени  накопительных конденсаторов 48-50 с началами обмоток 51-53 синхронизирующего трансформатора. Концы обмоток 51-53 через диоды 54-56 подключены к другим обкладкам накопительных конденсаторов 48-50, которые через резисторы

57-59, параллельно соединенные с диодами 60-62, подключены к общей точке схемы, через конденсаторы 63-65 - к базам транзи- сторов 66, 67, 68 через конденсаторы 69-71,

а базы транзисторов подключены, параллельно через резисторы 72-74 и диоды 75- 77 к общей точке схемы. Эти же обкладки накопительных конденсаторов 48, 49 и 50 подключены через оптронные транзисторы

0 78-80 и светодиоды оптронных выходов 81- 83 к общей точке схемы, а также через светодиоды тиристорных оптопар 78-80, зашунтированные резисторами 84, 85, 86, и диоды 87-89 - к катоду стабилитрона 13.

5 Эмиттеры транзисторов 66-68 подключены к базе транзистора 26 ключа обнулени , а коллекторы транзисторов 66, 67 и 68 подключены к анодам диодов 89, 87 и 88 усилителей импульсов соответственно

0 предыдущего канала распределител .

Устройство работает следующим образом .

Ключевой элемент 1, регулируемый пороговый элемент 2, управл емый источник 3

5 тока, нуль-орган 4, генератор 5 пилообразного напр жени  и ключ 7 обнулени  формируют последовательность импульсов, следующих через 120°, синхронизированную с сетью моментами открыти  транзи0 сторов 42-44 распределител  9 импульсов. Изменение фазы импульсов при изменении Uy обеспечиваетс  по общему каналу фазос- мещени  изменением напр жени  усилител  22, задающего уровень напр жени ,

5 до которого должен зар дитьс  конденсатор 5 до момента выдачи импульса, и соответствующее врем  задержки выдачи импульса относительно момента открыти  распределител , дополнительное

0 изменение угла регулировани  обеспечиваетс  по каналу распределител  смещением фазы момента открыти  распределител  за счет подаваемого на базы транзисторов 29, 30 и 31 через разв зывающий диод 35 на5 пр жени  управлени  Uy. При момент синхронизации определ етс  напр жением обмоток 32, 33 и 34 синхронизации.

Базы транзисторов 29, 30 и 31 через резисторы подключены к напр жени м син0 хронизирующих обмоток 32, 33 и 34 трансформатора и в моменты перехода этих напр жений через нуль в сторону положительных значений транзистор 29, 30 или 31 закрываетс , на базу транзистора 42,43 или

5 44 подаетс  отрицательное напр жение и он открываетс , подава  напр жение с предварительно зар женного от, обмотки 51, 52 или 53 синхронизирующего трансформатора накопительного конденсатора 48, 49 или 50 на цепь питани  общего канала фазосмещени  через светодиод оптрон- ного тиристора 78, 79 или 80, шунтированный резистором 84, 85 или 86, диод 87, 88 или 89 и стабилитрон 13, Однако сопротивление образованного контура велико и посто нна  времени разр да накопительного конденсатора также велика, а ток разр да мал и его не хватит дл  включени  тиристора оптопары 78, 79 или 80.

В момент открыти  транзистора 42, 43 или 44 напр жение, подаваемое на общий канал, равно напр жению на конденсаторе 63, 64 или 65, который зар жаетс  посто нным током по линейному закону благодар  тому, что цепь эмиттер - база соответственно транзистора 42, 43 и 44 шунтирована стабилитроном 39, 40 и 41 и транзистор с резистором обратной св зи 45, 46 и 47 работает в режиме источника тока. Линейно нарастающее напр жение в течение 2-3 с дифференцируетс  конденсатором 69, 70 или 71, открываютс  транзистор 66, 67 или 68 и транзистор 26 ключа обнулени , последний обнул ет конденсатор 5, т.е. происходит сброс пилы. Транзистор 66, 67 или 68, открыва сь на короткий промежуток времени , создает цепь дл  выдачи импульса при «max 150° предшествующим каналом, если по какой-либо причине он не был выдан раньше ключевым элементом 1.

С момента окончани  зар да конденсатора 63, 64 или 65 транзистор 26 закрываетс  и начинаетс  отсчет задержки момента выдачи импульса дл  данного канала, котора  определ етс  напр жением 1)22 на выходе усилител  22 задающего генератора и установленным током зар да конденсатора 5 от управл емого источника 3 тока. Если напр жение 1)22 больше напр жени  Us на конденсаторе 5, то протекающий через резистор 24 ток удерживает транзистор 4 нуль-органа открытым. В момент, чогда , транзистор 4 закрываетс , напр жение Uk4 на его коллекторе относительно общей точки резко возрастает до значени  большего напр жени  на резисторе 16, что приводит к открытию транзистора 17 регулируемого порогового элемента 2, что влечет за собой открытие ключевого элемента 1. При этом ток, протекающий через резистор 84, 85 или 86, резко возрастает до значени , определ емого транзистором 42, 43 или 44, начавшего работать в режиме источника тока, падение напр жени  на резисторе 84, 85 или 86 становитс  больше порогового напр жени  светодиода опт- ронного тиристора 78, 79 или 80, оптотири- стор открываетс  и через светодиод

оптронного выхода 81, 82 или 83 усилител  10, 11 или 12 импульсов выдаетс  импульс непосредственно на тиристоры силовых оп- топар или на усилители-формирователи, че- 5 рез которые происходит управление силовыми тиристорами, при этом напр жение с общего канала фазосмещени  снимаетс . Транзисторы 42, 43 и 44, включенные с резисторами 45,46 и 47 в цеп х эмиттеров,

0 работа  поочередно в контуре разр да соответствующего накопительного конденсатора , выполн ют роль источника тока, поддерживай тем самым посто нной амплитуду выходного импульса.

5При Uy 0 угол регулировани  а «о и

определ етс  установленным смещением (резисторами, подключенными к неинвертирующему входу операционного усилител ). При Uy 0 и увеличении Uy по модулю мо0 мент выдачи импульса (пик в напр жении Uk4 на коллекторе транзистора 4 нуль-органа ) по цепи транзистора 42, 43 или 44 распределител  импульсов приближаетс  к моменту открыти  следующего транзистора

5 43, 44 или 42 распределител  и при совпадении , что происходит при «max 150°, импульс выдаетс  не через ключевой элемент 1, а по цепи транзистора 67, 68 или 66 соответственно следующего канала распредели0 тел  импульсов, при этом пик в напр жении DM пропадает.

В схеме использован способ управлени , обеспечивающий стабилизацию угла

5 регулировани  «о при глубоких изменени х напр жени  сети (до 50% UHOM). Здесь конденсаторы 48, 49 и 50 измер ют амплитуду напр жени  сети на полупериоде, предшествующем полупериоду выдачи импульса, и

0 запоминают ее значение. Это напр жение в момент отсчета задержки выдачи импульса задает через управл емый источник 3 тока темп зар да конденсатора 5, значение напр жени  на выходе операционного усили5 тел  22 по его неинвертирующему входу, до которого должен зар дитьс  при конденсатор 5, порог срабатывани  регулируемого порогового элемента 2, поэтому угол задержки Оо не зависит в широких пределах

0 от напр жени  сети.

Таким образом, предложенное устройство обеспечивает достижение поставленной цели за счет введени  элементов, обеспечивающих выдачу импульсов в предельном ин5 верторном режиме по каналам, дублирующим общий канал фазосмещени , а также повышение стабильности и точности работы общего канала фазосмещени  за счет введени  в него ключа обнулени .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  импульсно-фазового управлени  трехфазным тиристорным преобразователем , содержащее ключевой элемент, первый вывод которого подключен к общей точке устройства, генератор пилообразного напр жени , задающий генератор с сумматором на входе, первый вход которого предназначен дл  подключени  к источнику управл емого напр жени , рези- стивный делитель, трехфазный синхронизирующий трансформатор с двум  группами вторичных обмоток, управл емый источник тока, содержащий транзистор, эмиттер которого через резистор соединен с первым входом резистивного делител , нуль-орган, выполненный на транзисторе, эмиттер которого соединен с входом генератора пилообразного напр жени , база - с выходом задающего генератора, а коллектор подключен к первому входу порогового элемента и коллектору транзистора управл емого источника тока, база которого подключена к первому выходу резистивного делител , второй выход которого подключен к второму входу порогового элемента, выход которого соединен с управл ющим входом ключевого элемента, трехканальный распределитель импульсов - с первым транзистором, двум  диодами и двум  резисторами в каждом канале , три усилител  импульсов, причем в каждом усилителе накопительный хонден- сзтор подключен параллельно цепи из последовательно соединенных первого диода и вторичной обмотки первой группы трехфазного синхронизирующего трансформатора , входы усилителей импульсов св заны с выходами соответствующих каналов распределител  импульсов, второй вывод ключевого элемента через стабилитрон соединен с одним выводом вторых диодов усилителей импульсов, а также через резистор с базой транзистора нуль-органа и первым входом резистивного делител , отличающеес  тем, что, с целью повышени  стабильности характеристик тиристорного преобразовател  и надежности его работы, оно снабжено ключом обнулени , выполненным на транзисторе и двух диодахТ двум  диодами, каждый канал распределител  импульсов снабжен вторым и третьим транзисторами , двум  конденсаторами, стабилитроном , диодом и резистором, каждый

   усилитель импульсов снабжен тиристорной оптопарой и выходной диодной оптопарой, причем эмиттер транзистора ключа обнулени  подключен к общей точке устройства, а

   коллектор через диоды ключа обнулени  подключен к входу генератора пилообразного напр жени  и коллектору транзистора источника тока, ключевой элемент выполнен на транзисторе и вторым выводом соединен с вторым входом сумматора задающего генератора, выход задающего генератора через первый диод подключен к общей точке устройства, а в каждом канале распределител  импульсов база второго

   транзистора соединена с первым выводом соответствующей вторичной обмотки второй группы трехфазного синхронизирующего трансформатора, второй вывод которой подключен к общей точке устройства, через

   второй диод - с первым входом сумматора задающего генератора, через первый диод распределител  - с общей точкой устройства , к .которой подключен эмиттер второго транзистора, коллектор через резистор

   предназначен дл  подключени  к отрицательному выводу источника напр жени , а также соединен с базой первого транзистора распределител  импульсов и через стабилитрон - с общей точкой устройства, к

   которой через первый резистор распределител  подключен эмиттер первого транзистора распределител  импульсов, коллектор которого подключен к одной обкладке накопительного конденсатора,  вл ющийс  входом соответствующего усилител  импульсов, друга  обхладка которого через параллельно соединенные второй резистор и второй диод и первый конденсатор распределител  подключена к

   общей точке устройства и через второй конденсатор - к базе третьего транзистора, котора  через параллельно соединенные третий резистор и третий диод подключена к общей точке устройства, кроме того, эта

   обкладка через тиристор тиристорной опто- пары и светодиод выходной диодной опто- пары подключена к общей точке устройства, а через светодиод тиристорной оптопары, шунтированный резистором, соединена с

   вторым выводом второго диода усилител  импульсов и с коллектором третьего транзистора следующего канала распределител  импульсов, эмиттер которого подключен к базе транзистора ключа обнулени .