SU1753557A1 - Регулируемый преобразователь переменного напр жени в переменное - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к области электротехники. Сущность изобретени : устройство обеспечивает импуль- сно-фазовое регулирование напр жени  на нагрузке. Введение третьего и четвертого диодов 15 и 16 позвол ет устранить отрицательное выбросы на управл ющих электродах силовых тиристоров 1 и 2 при коммутаци х. Это обеспечивает надежное запирание цепей управлени , благодар  чему повышаетс  надежности. 2 ил. СИЗ- (/) с (л CJ ел ел х|

Description

Изобретение относитс  к регулированию мощности в нагрузке переменного тока и может быть использовано, например, дл  изменени  величины балластной нагрузки малых ГЭС.

Известны устройства, примен емые, например, в системах регулировани  температуры , системах поддержани  посто нной скорости эл.двигателей изменени  величины белластной нагрузки малых ГЭС.

Известен тиристорный регул тор переменного тока, содержащий соединенные последовлательно нагрузку и встречно-параллельно включенные силовые тиристоры, блок управлени . Катоды тиристоров подключены к силовым шинам, а управл ющие электроды подключены к блоку управлени  через разв зывающие диоды. Блок управлени  выполнен в виде выпр мительного диодного моста, во входной диагонали которого включены силовые тиристоры.

Известен регулируемый преобразователь переменного напр жени  в переменное , содержащий встречно-параллельно включенные первый и второй силовые тиристоры , первый и второй общие выводы которых соединены соответственно с первым выводом дл  подключени  нагрузки и с первым выводом дл  подключени  источника питани , а вторые выводы дл  подключени  нагрузки и источника питани  объединены, блок импульсно-фазового управлени , первый и второй диоды, токоограничивающий резистор и первый и второй разв зывающие диоды, причем катоды первого и второго диодов объединены и подключены к первому входу блока импульсно-фазового управлени , аноды первого и второго диодов соединены соответственно с первой и второй общими точками встречно-параллельно включенных первого и второго силовых тиристоров. Выход блока импульсно-фазового управлени  через токоограничивающий резистор соединен с общей точкой анодов первого и второго разв зывающих диодов, катоды которых подключены к электродам управлени  соответствующих силовых тиристоров.

Недостатком известного преобразовател   вл етс  наличие кратковременных ударных токов (мощности рассе ни ) в цеп х ,управлени  силовых тиристоров в режиме фазового управлени , что приводит к резкому уменьшению срока службы силовых тиристоров и снижению надежности преобразовател  в целом.

Цель изобретени  - повышение надежности преобразовател  за счет снижени  рассеиваемой мощности на управл ющем пере оде силовых тиристоров,

Данна  цель достигаетс  тем, что в известный регулируемый преобразователь пе- ременного напр жени  в переменное дополнительно введены третий и четвертый

диоды и первый и второй резисторы, а блок импульсно-фазового управлени  выполнен в виде первого и второго бипол рных транзисторов и резистора смещени , причем коллектор первого бипол рного транзисто0 ра образует первый вход импульсно- фазового управлени , эмиттер первого бипол рного транзистора соединен с базовой второго бипол рного транзистора, эмиттер которого образует выход блока им5 пульсно-фазового управлени ,параллельно переходу база-эмиттер второго бипол рного транзистора включен резистор смещени , база первого бипол рного транзистора и коллектор второго бипол рного транзи0 стора объединены и образуют второй выход блока импульсно-фазового управлени , первый резистор и третий диод, второй резистор и четвертый диод соединены параллельно и включены между

5 соответствующими общими выводами первого и второго силовых тиристоров и катодами первого и второго разв зывающих диодов.

Введение третьего и четвертого диодов

0 и первого и второго резисторов предотвращает пробой цепи управл ющий электрод - катод тиристоров.

Выполнение блока импульсно-фазового управлени  в виде бипол рных транзисто5 ров и резистора смещени , уменьшает до минимума углы открыти  тиристоров в нужные моменты времени, так как при малых напр жени х транзистор полностью открыт . Транзисторь включены по схеме гене0 ратора тока, который при малых значени х напр жени  на шинах встречно-включаю- щих тиристоров работает как ключ, а при повышении напр жени  - как генератор тока . Это позвол ет включать тиристор при

5 малых/значени х напр жени  на шинах. При регулировании углом открыти  тиристора блок позвол ет замкнуть цепь управлени  тиристора от протекани  большого тока в цепи управл ющий электрод - катод, что

0 ограничивает мощность, рассеиваемую в указанной цепи.

На фиг.1 показана электрическа  схема предлагаемого преобразовател ; на фиг.2 - диаграммы токов и напр жений, в том числе

5 дл  фазового (а) и широтно-импульсного (б) управлени  предлагаемого и известного устройства .

Регулируемый преобразователь переменного напр жени  в переменное содержит встречно параллельно включенные

первый 1 и второй 2 силовые тиристоры, первый и второй общие выводы которых соединены соответственно с первым выводом дл  подключени  нагрузки 3 и с первым выводом дл  подключени  нагрузки и источника питани  объединены. Блок 4 импульс- но-фазового управлени , первый 5 и второй 6 диоды, токоограничивающий резистор 7, первый 8 и второй 9 разв зывающие диоды. Катоды первого 5 и второго 6 диодов объединены и подключены, к первому входу блока 4 импульсно-фазового управлени . Аноды первого 5 и второго 6 диодов соединены соответственно с первой и второй общими точками встречно-параллельно включенных силовых тиристоров 1 и 2,

Выход блока 4 через токоограничивающий резистор 7 соединен с общей точкой анодов первого 8 и второго 9 разв зывающих диодов, катоды которых подключены к электродам управлени  силовых тиристоров 1 и 2. Блок 4 импульсно-фазового управлени  вылолнен в виде первого 10 и второго

11бипол рных транзисторов и резисторов

12смещени . Коллектор первого бипол рного транзистора 10 образует первый вход блока 4. Эмиттер первого бипол рного транзистора 10 соединен с базой второго бипол рного транзистора 11. Эмиттер второго бипол рного транзистора 11 образует выход блока 4. Параллельно переходу база- эмиттер транзистора 11 включен резистор 12 смещени . База транзистора 10 и коллектор транзистора 11 объединены и образуют второй выход блока 4 импульсно-фазового управлени . Между соответствующими общими выводами первого 1 и второго 2 тиристоров и катодами разв зывающих диодов 8 и 9 включены соединенные параллельно первый резистор 13 и третий диод 15, второй резистор 14 и четвертый диод 16.

Регулируемый преобразователь переменного напр жени  в переменное работает следующим образом.

В момент, когда на шине А положительное , а на шине В отрицательное напр жение , подаетс  импульс положительного управл ющего напр жени  на базу первого бипол рного транзистора 10, тем самым открыва  его. Тогда положительное напр жение от шины А через первый диод 5, первый бипол рный транзистор 10, цепочку резисторов 12, 7 поступает на разв зывающие диоды 8,9. Диод 8 заперт положительным напр жением шины А (через первый резистор 13 и третий диод 15). Диод 9 открыт отрицательным напр жением шины В (через второй резистор 14 и четвертый диод 16). Управл ющий ток, проход  по цепи диод 9, управл ющий электрод тиристора 2,

шина В, открывает тиристор 2. После того, кактиристор 2 станет провод щим, разница напр жений между шинами А и В составит величину падени  напр жени  на открытом

тиристоре. Это приводит к прекращению управл ющего тока через управл ющий электрод.

Аналогично работает преобразователь и при обратной пол рности напр жени  на

0 шинах А и В. В этом случае работает цепь управлени  второй диод 6, первый бипол рный транзистор 10, резистор 12 смещени , токоограничивающий резистор 7, разв зывающий диод 8, управл ющий электрод ти5 ристора 1,

Врем  воздействи  управл ющего импульса на тиристоры 1, 2 определ етс  собственными временем открыти  каждого тиристора.

0 Третий и четвертый диоды 15 и 16 устран ют отрицательные выбросы при коммутации на управлющих электродах и обеспечивают устойчивое запирание цепей управлени  при положительном напр же5 нии на катодах соответствующих тиристоров . Разв зывающие диоды 8 и 9 разв зывают управл ющие электроды тиристоры 1 и 2 от взаимного вли ни .

Токоограничивающий резистор 7 огра0 ничивает ток через управл ющие электроды тиристоров 1 и 2 и величина резистора выбираетс  из услови  предельной мощности транзистора 10.

Резистор 12 смещени  предназначен

5 дл  выработки управл ющего сигнала на ограничение тока в цепи блока 4 управлени . При превышении тока в цепи блока управлени  4 выше заданного значени  падение напр жени  на резисторе 12 достигает ве0 личины, при которой второй бипол рный транзистор 11 открываетс  и начинает под- запирать транзистор 10, ограничива  тем самым ток в цепи управлени . Транзистор 10 усиливает управл ющий сигнал. Диоды 5

5 и 6 питают блок 4 управлени  пр мо от шин А и В пульсирующим однопол рным напр жением .

При испытании предлагаемого преобразовател  были получены диаграммы то0 ков и напр жений (фиг.2) дл  фазового (а) и широтно-импульсного (б) управлени . Сравнение зависимостей I, И (предлагаемого устройства ) и III, 1У(поизвестному показывает значительное снижение токов управлени 

5 тиристоров 1 и 2 дл  фазового управлени  при одном и том же времени открыти  тиристоров и неизменность токов управлени  тиристоров дл  широтно-импульсного управлени . Причем, по сравнению с известным , меньший ток управлени  при фазовом

управлении и тот же ток управлени  при широтно-импульсном управлении обеспечиваетс  предлагаемым устройством независимо от характера нагрузки (индуктивной, емкостной, реактивной). Тем самым повышаетс  надежность работы регулируемого преобразовател  дл  любых видов управлени , снижаетс  потребл ема  энерги . При использовании устройства в малых ГЭС обеспечиваетс  работа в автоматическом режиме без участи  обслуживающего персонала , без текущих наблюдений за параметрами устройства. Рабочие характеристики преобразовател  устойчивы в диапазоне температур - 30-40°С, что важно дл  систем регулировани  мощности гидроагрегатов малых ГЭС.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Регулируемый преобразователь переменного напр жени  в переменное содержащий встречно-параллельно включенные первый и второй силовые тиристоры, первый и второй общие выводы которых соединены соответственно с первыми выводами дл  подключени  нагрузки и дл  подключени  источника питани , а вторые выводы дл  подключени  нагрузки и источника питани  объединены, блок импульсно-фазово- го управлени , первый и второй диоды, токоограничивающий резистор и первый и второй разв зывающие диоды, причем катоды первого и второго диодов объединены и подключены к первому входу блока им- пульсно-фазового управлени , аноды первого и второго диодов соединены соответственно с первой и второй общими точками встречно-параллельно включенных первого и второго силовых тиристоров, выход блока

   импульсно-фазового управлени  через токоограничивающий резистор соединен с общей точкой анодов первого и второго разв зывающих диодов, катоды которых подключены к электродам управлени  соответствующих силовых тиристоров, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности, введены третий и четвертый диоды и первый и второй резисторы, блок импульсно-фазового управлени  выполнен

   в виде первого и второго бипол рных транзисторов и резистора смещени , причем коллектор первого бипол рного транзистора образует первый вход блока импульсно- фазового управлени , эмиттер первого

   бипол рного транзистора соединен с базой второго бипол рного транзистора эмиттер которого образует выход блока импульсно- фазового управлени , параллельно переходу база эмиттер второго бипол рного

   транзистора включен резистор смещени , база первого и коллектор второго бипол рных транзисторов объединены и образуют второй выход блока импульсно-фазового управлени , первый резистор и третий диод,

   второй резистор и четвертый диод соединены параллельно и включены между соответствующими общими выводами первого и второго силовых тиристоров и катодами первого и второго разв зывающих диодов.

   и.

   А8

   I

   АВ

   Ilt3 N JVIV

   lynpl lynpt

   lynpl lynpl

   4г-К-

   К

   JV.

   ylfnox дол. (Г)

   Vl/77ff/ ЗиЛ ($)

   vl/rraf дол (Ш

   vlfnaxdort.

   фиг.2