SU550744A1

SU550744A1 - AC Regulator

Info

Publication number: SU550744A1
Application number: SU1839340A
Authority: SU
Inventors: Ксения Натановна Васерина; Георгий Александрович Кукеков; Вячеслав Петрович Лунин
Original assignee: Ленинградский Ордена Ленина Политехнический Институт Им. М.И.Калинина
Priority date: 1972-10-24
Filing date: 1972-10-24
Publication date: 1977-03-15

Description

1one

Изобретение относитс к бесконтактной коммутационной аппаратуре и может быть использовано в схемах управлени тиристорными выключател ми переменного тока высокого и низкого напр жени .The invention relates to contactless switching equipment and can be used in control circuits of high and low voltage AC thyristor switches.

Известны устройства дл регулировани переменного напр жени , осуществл ющие синхронизацию импульсов управлени с началом полупериода проводимости тока тиристором , в которых первична обмотка трансформатора подсоединена параллельно тиристорам 1, 2J. Недостатками таких устройств вл ютс наличие в кривой тока нагрузки бестоковых пауз в несколько электрических градусов , обусловленных искажением передаваемых трансформатором импульсов напр жени на тиристорах, и вследствие этого неточна синхронизаци управл ющих импульсов с моментом восстановлени тиристорами запирающей способности в обратном направлении. Кроме того, само шунтирование тиристоров индуктивностью нежелательно из-за увеличени коммутационных перенапр жений.Devices for adjusting the alternating voltage are known, which synchronize the control pulses with the beginning of the conduction half-period of the thyristor, in which the primary winding of the transformer is connected in parallel to the thyristors 1, 2J. The drawbacks of such devices are the presence in the load current curve of dead time of several electrical degrees due to the distortion of voltage transformers transmitted by the transformer on the thyristors, and consequently, inaccurate synchronization of the control pulses with the moment the thyristors restore the locking ability in the opposite direction. In addition, the inductance of the thyristors itself is undesirable due to an increase in switching overvoltages.

Дл улучшени формы выходного напр жени и повышени надежности предлагаемый регзл тор снабжен двум импульсными трансформаторами тока с сердечниками из материала с непр моугольной петлей гистерезиса и малой индукцией насыщени , каждый из которых включен последовательно с однимIn order to improve the shape of the output voltage and increase the reliability, the proposed regulator is equipped with two pulsed current transformers with cores made of a material with a rectangular hysteresis loop and low saturation induction, each of which is connected in series with one

из встречно-параллельно соединенных тиристоров .from counter-parallel connected thyristors.

На фиг. 1 показана диаграмма процессов в импульсном трансформаторе описываемогоFIG. 1 shows a diagram of the processes in the pulse transformer described

регул тора; на фиг. 2 - принципиальна схема фор.мировани импульса синхронизации; на фиг. 3 - функцнональна схема синхронизации . Выбранный режим работы трансформатора,regulator; in fig. 2 is a schematic diagram of the synchronization pulse forcing; in fig. 3 - functional synchronization scheme. The selected mode of operation of the transformer,

при котором ферритовый сердечник основную часть периода проводимости тока тиристоро .м (крива 1 на фиг. 1) находитс в состо нии технического насыщени , определ ет изменение магнитного потока по трапецеидальной кривой 2. Нри этом импульс напр жени 3, наведенный во вторичной обмотке при выходе сердечника из насыщени , достигает максимального значени в момент, соответствующий нулевому значению тока. Форма спада напр жени импульса определ етс крутизной спада тока в тиристоре при переходе его через нуль. Нри малой крутизне ток практически прекращаетс по достижении нулевого значени , что определ ет резкий срезwherein the ferrite core, the main part of the conduction period of the thyristor current (curve 1 in Fig. 1) is in a state of technical saturation, determines the change in the magnetic flux along the trapezoidal curve 2. In this case, the voltage pulse 3 induced in the secondary winding at the output the core of saturation reaches a maximum value at the moment corresponding to a zero current value. The shape of the decay of the pulse voltage is determined by the steepness of the decay of the current in the thyristor when it passes through zero. At a small slope, the current almost ceases when it reaches zero, which determines a sharp cut.

напр жени импульса, начина непосредственно от максимального значени . Нри большой крутизне спада ток через тиристор протекает еще некоторое врем (обычно оно составл ет 20-50 мкс и зависит от типа тиристора ), а с началом восстановлени запирающей способности резко спадает до нул . Магнитный поток в этом случае тоже переходит через нулевое значение, что вызывает снижение индукции в сердечнике до величины, меньшей индукции насыщени . При этом напр жение импульса начинает спадать по кривой , симметричной кривой нарастани , а затем происходит резкий срез, соответствующий спаданию обратного тока (на фиг. 1 изображен пунктиром). Таким образом, в обоих случа х резкий срез напр жени соответствует моменту восстановлени запирающей способности тиристора, что и используетс дл синхронизации управлени . Однако зависимость амплитуды и длительности импульса от скорости перемагничивани сердечника (от скорости изменени магнитного потока при выходе из насыщени ) затрудн ет его непосредственное использование.impulse voltage, starting directly from the maximum value. When the decay slope is high, the current through the thyristor flows for some more time (usually it is 20-50 µs and depends on the type of thyristor), and with the beginning of the restoration of the locking ability it drops sharply to zero. The magnetic flux in this case also passes through a zero value, which causes a decrease in induction in the core to a value less than the saturation induction. In this case, the pulse voltage begins to decrease in a curve that is symmetrical to the growth curve, and then a sharp cut occurs, corresponding to a decrease in the reverse current (shown in Fig. 1 by a dotted line). Thus, in both cases, a sharp cut of the voltage corresponds to the moment when the thyristor's locking ability is restored, which is used for control synchronization. However, the dependence of the amplitude and duration of the pulse on the speed of the magnetic reversal of the core (on the rate of change of the magnetic flux at the exit from saturation) makes it difficult to use it directly.

Формирование импульса синхронизации осуществл етс в блоке, который включает в себ две идентичные, работающие независимо одна от другой схемы. Одна из них представлена на фиг. 2 и работает следующим образом .The synchronization pulse is generated in a block that includes two identical, operating independently of the other circuits. One of them is shown in FIG. 2 and works as follows.

В исходном состо нии транзистор 4 и тиристор 5 закрыты. Дл увеличени порога срабатывани на базу транзистора дополнительно подаетс положительное смещение 0,5-0,6 В через ограничивающее ток базы сопротивление 6 и диод 7 с цепи смещени , состо щей из сопротивлений 8-10 и стабилитрона 11. Протекание полуволны тока через один из встречно-параллельно включенных тиристоров и первичную обмотку импульсного трансформатора 12 вызывает наведение в его вторичной обмотке двух разнопол рных импульсов напр жени . Первый из них замыкаетс диодом 13 на сопротивление 14, а в,торой дифференцируетс ./ С-цепью 15, 16, ограничиваетс цепочкой из сопротивлени 17 и стабилитрона 18 и через сопротивление 19, ограничивающее ток базы, и разв зывающий диод 20 подаетс на транзистор 4. При этом транзистор открываетс и на вход тиристора 5 через ограничивающее сопротивление 21 поступает управл ющий импульс. Тиристор открываетс , и создаетс цепь разр да предварительно зар женной -через сопротивление 22 емкости 23. Разр д емкости через выходной трансформатор 24 обеспечивает получение на его вторичной обмотке импульса напр жени , который может быть непосредственно использован дл управлени встречно включенными тиристорами или дл возбуждени блока формировани импульсов управлени , если надо управл ть группой тиристоров . После разр да емкости тиристор закрываетс , так как ток через сопротивление 22 ниже удерживающего тока тиристора. Цепь из стабилитрона 25 и сопротивлени 26 обеспечивает питание транзистора.In the initial state, transistor 4 and thyristor 5 are closed. To increase the pickup threshold, a positive bias of 0.5-0.6 V is additionally applied to the base of the transistor through the base current limiting resistance 6 and the diode 7 from the bias circuit consisting of 8-10 resistors and zener diode 11. The flow of the current half-wave through one of the opposite - in parallel, the connected thyristors and the primary winding of the pulse transformer 12 induce two different voltage pulses in the secondary winding. The first of them is closed by diode 13 for resistance 14, and in, the second is differentiated. With a C, circuit 15, 16, it is limited by a chain of resistance 17 and Zener diode 18 and through resistance 19, which limits the base current, and uncoupling diode 20 is fed to transistor 4 In this case, the transistor opens and a control pulse is fed to the input of the thyristor 5 through the limiting resistance 21. The thyristor is opened, and a discharge circuit is created pre-charged — through the resistance 22 of the capacitance 23. The discharge of the capacitance through the output transformer 24 provides a voltage pulse on its secondary winding, which can be directly used to control the on-board thyristors or to drive the formation unit control pulses, if you need to control a group of thyristors. After the capacitance is discharged, the thyristor closes, since the current through the resistance 22 is lower than the holding current of the thyristor. A circuit of Zener diode 25 and resistance 26 provides power to the transistor.

Полна функциональна схема синхронизации (см. фиг. 3) включает в себ два встречно включенных тиристора (или группы тиристоров ) 27 и 28, импульсные трансформаторыThe full functional timing circuit (see FIG. 3) includes two oppositely connected thyristors (or thyristor groups) 27 and 28, pulse transformers

(датчики) 12 и 29, включенные в каждую из встречных ветвей, блок 30 формировани импульсов синхронизации, блоки 31 и 32 управлени тиристорами, блок 33 питани и активно-индуктивную нагрузку 34.(sensors) 12 and 29 included in each of the opposing branches, synchronization pulse shaping unit 30, thyristor control units 31 and 32, power supply unit 33 and active-inductive load 34.

Синхронизированное управление осуществл етс следующим образом.Synchronized control is performed as follows.

Протекание полуволны тока, например, через тиристор 27 и, следовательно, через первичную обмотку датчика 12 вызывает наведение импульса напр жени на выходе датчика в момент окончани проводимости тока тиристором. Этот импульс преобразуетс в блоке 30 и выдаетс на вход блока 32, управл ющего встречно включенным тиристором 28. Аналогичный процесс осуществл етс датчиком 29, блоком 30 и блоком 31 управлени , который отпирает тиристор 27. При этом практически безынерционна схема синхронизации позвол ет осуществл ть включение одного из тиристоров непосредственно в момент восстановлени запирающей способности встречно-параллельно включенным тиристором.The flow of a half-wave of current, for example, through the thyristor 27 and, therefore, through the primary winding of the sensor 12, induces a voltage pulse at the output of the sensor at the moment when the current is terminated by the thyristor. This pulse is converted in block 30 and output to the input of block 32, which controls the oppositely connected thyristor 28. A similar process is carried out by sensor 29, block 30 and control unit 31, which unlocks the thyristor 27. At the same time, almost synchronization-free synchronization circuit allows switching on one of the thyristors directly at the moment of restoration of the locking ability of the anti-parallel connected thyristor.

Claims

1. Petrov L.P. et al. “Asynchronous electric drive with thyristor switches,

M., “Energie, 1970.

2. Patent of the GDR No. 63809, cl. 21c 67/10, 1966.

cut

// a

/

1 / g.1

2