SU851730A1

SU851730A1 - Device for control of m-phase thyrictorized regulator

Info

Publication number: SU851730A1
Application number: SU792801133A
Authority: SU
Inventors: Леонид Петрович Дмитренко
Original assignee: За вите ль
Priority date: 1979-07-24
Filing date: 1979-07-24
Publication date: 1981-07-30

Description

Изобретение относитс к электротехнике и предназначено дл регулиро вани напр жени , преимущественно в трехфазной сети переменного напр жени с нейтралью. Известно устройство управлени трехфазным тирнсторным регул тором, содержсицее трансформатор, первична обмотка которого подключена к сети переменного тока,а к вторичной обмотке которого через выпр митель под ключены базы первого однопереходного транзистора, с первым врем задакпш RC-контуром в цепи эмиттера, второй и третий однопереходные транзисторы с RC-контурами в цеп х эмиттеров,источник питани посто нного тока, импульсные трансформаторы, выводы вторичных обмоток которых образуют выходные выводы устройства к тиристор управлени i}Однако известное устройство сложно , так как включает в себ несколько многообмоточных трансформаторов, жлпр мительных мостов и другихэлементовг и недостаточно надежно в работе Наиболее близким к предлагаемои по технической сущности вл етс уст ройство управлени т-фазным тиристор ным регул тором, содержащее m формирователей импульсов, каждый из которых содержит пороговый элемент тйристорный ключ и дифференцирук цую цепочку , выполненную 6 виде последовательно соединенных конденсатсч а и первичной обмотки импульсного трансформатора , выводы вторичной обмотки которого образуют выходные выводы, причем входа формировател импульсов первой фазы подключены к источникам Пульсирующего и посто нного напр жений , а входы последук цих к источнику посто нного напр жени и к выводам дифференцирующей цепочки формировател вишульсов предьздущей фазы.. В известном устройстве первичные обмотки импульсных трансформаторов включены последовательно с конденсаторами врем задаюцих ЙС-контуров,что не позвол ет получить импульсы достаточной мощности и длительности, что снижает надежность и стабильность.Использование в качестве пороговых элементов стабшштроиов, подключенных к упрашЕв ж им электродам тиристоров,делает п(;юг срабатывани завнс мш4 от тока отпирани ти| сторов. Однако этот ток имеет широкую область значений и дл разных тиристоров колеблетс в большом диапазоне, что не .обеспечивает стабильности по фазе формируемых импульсов.The invention relates to electrical engineering and is intended to regulate the voltage, preferably in a three-phase alternating voltage network with a neutral. A three-phase thyristor controller control device is known, which contains a transformer, the primary winding of which is connected to the AC network, and the secondary winding of which through the rectifier connects the bases of the first single-junction transistor, with the first time of the RC circuit in the emitter circuit, the second and third single-junction transistors with RC circuits in the emitter circuits, a DC power supply, pulse transformers, the outputs of the secondary windings of which form the output terminals of the device to the thyristor control i i} However, the known device is difficult because it includes several multiwinding transformers, industrial bridges and other elements and is not reliable enough to work. The device closest to the one proposed by the technical essence is a control by a t-phase thyristor controller containing m formers pulses, each of which contains a threshold element, a thyristor switch and a differentiated chain, made 6 of the form of a series-connected condensate and the primary winding of a pulsed trap of the formator, the secondary winding pins of which form the output pins, the inputs of the first-phase pulse former are connected to the sources of pulsating and constant voltages, and the subsequent inputs to the constant voltage source and to the conclusions of the differentiating chain of the former’s former phase’s vulsions .. In a known device The primary windings of pulse transformers are connected in series with capacitors during the setting of JC circuits, which does not allow for obtaining pulses of sufficient power and duration, h to reduce the reliability and stabilnost.Ispolzovanie as threshold elements stabshshtroiov connected to uprashEv Well they thyristor, does n (; actuation zavns msh4 the current south unlocking property | stor. However, this current has a wide range of values and for different thyristors fluctuates in a large range, which does not provide phase stability of the generated pulses.

Цель изобретени - повышение надежности и стабильности.The purpose of the invention is to increase reliability and stability.

Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве пороговый элемент выполнен в виде релаксационного генератора на однопереходном транзисторе, выход которого соединен с управл ющим электродом тиристорного ключа, подключенным послеповательно с пиФФеренцирующей цепочкой к источнику посто нного напр жени , при этом дифференцирующа цепочка зашунтирована вновь введенным разр дным резистором аноды тиристорных ключей всех фаз соединены между собой и подключены к источнику посто нного напр жени через вновь введенный балластный резистор , и базы однопереходного транзистора формировател импульсов первой фазы зашунтированы вновь введенным блокировочным тир11,стором.The goal is achieved by the fact that in the device the threshold element is designed as a relaxation generator on a single junction transistor, the output of which is connected to a control electrode of a thyristor key connected, after each in series, to a differentiating voltage source, while the differentiating chain is shunted by a newly introduced discharge voltage a resistor, the anodes of the thyristor switches of all phases are interconnected and connected to a constant voltage source through a newly introduced ballast The resistor and the base of the single junction transistor of the first-phase pulse driver are shunted by a newly introduced interlock circuit 11, a stor.

На чертеже приведена электрическа принципиальна схема предлагаемого устройства.The drawing shows an electrical schematic diagram of the proposed device.

Схема включает силовые тиристоры (симисторы) 1-3, через которые к трехфазной сети переменного тока (клеммы 4-7) подсоединена нагрузка 8-10 (нагревательные элементы,электродвигатели вентил торов и т.п.), источник питани , составленный трансформатором 11, выпр мительным мостом 12, балластным резистором 13,стабилитроном 14, диодом 15 и конденсатором 16 фильтра,устройство управлени , образованное трем формировател ми импульсов, содержащими тиристорные ключи 17-19, разр дные резисторы 20 - 22, балластный резистор.23, конденсаторы 24 - 26 дифференцирующих цепочек, пороговые элементы, содержащие однопереходные транзисторы 27 29 с RC-контурами 30, 31, 32, 33 и 34, 35 в цепи эмиттеров транзисторов блокировочный тиристор 36, потенциометр 37, диоды 38 -40.The circuit includes power thyristors (triacs) 1-3, through which a load of 8-10 (heating elements, fan motors, etc.) is connected to a three-phase AC network (terminals 4-7), a power source composed of a transformer 11, a rectifying bridge 12, a ballast resistor 13, a zener diode 14, a diode 15 and a filter capacitor 16, a control device formed by three pulse shapers containing thyristor switches 17-19, discharge resistors 20-22, a ballast resistor 23, capacitors 24 - 26 differentiating centers strings, threshold elements containing unijunction transistors 27 29 with RC circuits 30, 31, 32, 33 and 34, 35 in the emitter circuit of transistors, blocking thyristor 36, potentiometer 37, diodes 38-40.

На выходы устройства управлени подключены зашунтированные диодами 41 - 43 первичные обмотки импульсных трансформаторов 44 - 46,- вторичные обмотки которых подключены к управл ющим электродам симисторов.At the outputs of the control unit, the primary windings of pulse transformers 44 - 46, which are shunted by diodes 41 - 43, are connected, the secondary windings of which are connected to the control electrodes of the triacs.

Регул тор напр жени работает следующим образом.The voltage regulator operates as follows.

Базы однопереходного транзистора 27 питаютс напр жением трапецеидальной формы с выхода выпр мленного моста 12 и ограниченным по амплитуде стабилитроном 14. К регулируемому источнику посто нного напр жени ,образованному диодом 15, конденсатором 16 фильтра, потенциометром 37 и резисторами 47 и 48, подключены RC-контур 30 и 31. Когда конденсатор 31 зар дитс до напр жени отпирани однопереходного транзистора,он оазр жаетс через его эмиттер базуThe bases of the single junction transistor 27 are powered by a trapezoidal voltage from the output of the rectified bridge 12 and an amplitude-limited Zener diode 14. An RC circuit is connected to an adjustable constant-voltage source 15 formed by a diode 15, a filter capacitor 16, a potentiometer 37, and resistors 47 and 48. 30 and 31. When the capacitor 31 is charged before the voltage is triggered by the unijunction transistor, it is passed through its emitter base.

и резистор 49. К резистору 49 подсоединены управл ющие электроды тиристоров 17 и 36. Поэтому под действием импульса напр жени , вьщел емого на резисторе 49, эти тиристоры отпираютс . При этом тиристор 36, открыва сь по цепи катод, шунтирует однопереходный транзистор 27 по базам и удерживает с в открытом положении до конца полупериода напр жени питани . В провалах между импульсами напр жени питани тиристор 36 запираетс . За счет этого на резисторе 49 в течение каждого полупериода формируетс лишь один импульс,поступающий через разделительный диод 38 на управл ющий электрод тиристора 17 Под действием этого импульса отпираетс тиристор 17, образующий с тиристорами 18 и 19 трехстабильный триггер . Когда тиристор 17 открываетс , через резистор 23, коммутирующий конденсатор 24 и первичную обмотку, транформатора 44 проходит импульс, зар жающий конденсатор 24 до напр жени на резисторе 20. Со вторичной обмотки импульсного трансформатора 44 импульсы поступают на управл ющий электрод - катод симистора 1. При максимальном напр жении,снимаемом с потенциометра 37,конденсатор 31 успевает зар дитьс в начале каждого полупериода . В этом случае симистор 1 открываетс с максимальным углом отпирани и напр жение на выходе регул тора имеет максимальное значение.and a resistor 49. Thyristor control electrodes 17 and 36 are connected to resistor 49. Therefore, under the action of a voltage pulse applied to resistor 49, these thyristors are unlocked. At the same time, the thyristor 36, having opened the cathode along the circuit, shunts the single junction transistor 27 through the bases and holds in the open position until the end of the half-period of the supply voltage. In the dips between the supply voltage pulses, the thyristor 36 is locked. Due to this, only one pulse is generated on the resistor 49 during each half-cycle. This impulse comes through the separation diode 38 to the control electrode of the thyristor 17. Under the action of this pulse, the thyristor 17 is opened, which forms a three-stable trigger with the thyristors 18 and 19. When the thyristor 17 opens, through a resistor 23, a switching capacitor 24 and the primary winding, the transformer 44 passes a pulse charging the capacitor 24 to a voltage across the resistor 20. From the secondary winding of the pulse transformer 44, pulses arrive at the control electrode — the cathode of the triac 1. At With the maximum voltage removed from potentiometer 37, capacitor 31 has time to charge at the beginning of each half period. In this case, the triac 1 opens with the maximum unlocking angle and the voltage at the output of the regulator has the maximum value.

Одновременно с отпиранием тиристора 17 под действием напр жени , падающего на резисторе 2А,начинает зар жатьс через резистор 32 конденсатор 33 до порога отпирани транзистора 28. Когда Конденсатор 33 зар дитс , транзистор 28 открываетс ,пропуска через себ на резистор 50 импульс , вызывающий отпирание тиристора 13. Через резистор 23, открывающийс тиристор 18, первичную обмотку импульсного трансформатора 45 и коммутирукйдий конденсатор 25 проходит импульс, поступак ций со вторичной обмотки трансформатора в цепь управлени симистора 3, За счет падени напр жени на резисторе 23 при зар де коммутирующего конденсатора 25 и напр жени .на уже зар женном конденсаторе 24 тиристор 17 закрываетс . Врем зар да конденсатора 33 Определ етс требуелвлм углом сдвига в формируенвлх дл подачи на управл ющие электроды силовых симисторов 1-3 импульсов, равным 60 эл.град, что дл переменного тока частотой в 50 Гц составл ет 3,3 мс. Это врем зависит от посто нной времени КС-контура 32, 33 порога отпирани транзистора 28 и падени напр жени на резисторе 20. Под действием падени напр жени на резисторе 21 через резистор 34 зар жаетс конденсат: р 35Simultaneously with the unlocking of the thyristor 17, under the action of the voltage across the resistor 2A, the capacitor 33 begins to charge through the resistor 32 until the threshold for unlocking the transistor 28. When the capacitor 33 is charged, the transistor 28 opens a pulse causing the unlocking of the thyristor 50 13. Through the resistor 23, the opening thyristor 18, the primary winding of the pulse transformer 45 and the switching capacitor 25 passes a pulse, the inputs from the secondary winding of the transformer to the control circuit of the triac 3, For account The voltage drop across the resistor 23 during the charging of the switching capacitor 25 and the voltage on the already charged capacitor 24 is closed. Charge time of the capacitor 33 It is determined by the required angle of displacement in the form for supplying the control electrodes of the power triacs 1–3 pulses equal to 60 el. Degrees, which for ac current with a frequency of 50 Hz is 3.3 ms. This time depends on the constant time of the CS circuit 32, 33 of the threshold for unlocking the transistor 28 and the voltage drop across the resistor 20. Under the action of the voltage drop across the resistor 21, the condensate is charged through the resistor 34: p 35

до порога срабатывани транзистора 29. Когда конденсатор 35 зар дитс , открываетс транзистор 29, вызыва отпирание тиристора 19 и формирование на выходе трансформатора 46 импульса , поступающего на вход симисто ра 2. Одновременно закрываетс тиристор 18. Поскольку врем зар да конденсатора 35 составл ет 3,3 мс, импульс , формируемый иа выходе трансформатора 46 сдвинут по отношению к импульсу на выходе трансформатора 45 на бО.until the threshold of the transistor 29. When the capacitor 35 is charged, the transistor 29 opens, causing the thyristor 19 to be unlocked and a pulse arriving at the input of the triac 2 at the output of the transformer 46. At the same time, the thyristor 18 closes. 3 ms, the pulse generated by the output of the transformer 46 is shifted with respect to the pulse at the output of the transformer 45 per BO.

Когда в провале между импульсами питани закрываетс тиристор 36,конденсатор 31 снова начинает зар жатьс через резистор 30 и по истечении 0,01 с зар жаетс до напр жени отпирани транзистора 27 и на резисторе 49 снова выдел етс импульс напр жени , отпирающий тиристоры 36 и 17. В дальнейшем работа регул тора напр жени повтор етс . Дл увеличени амплитуды импульсов тока резистор 23 шунтируетс конденсатором 51 с последовательно включенным резистором 52When the thyristor 36 is closed in the gap between the power pulses, the capacitor 31 starts to charge again through the resistor 30 and after 0.01 seconds it is charged to the unlocking voltage of the transistor 27 and the voltage pulse unlocking the thyristors 36 and 17 is again released on the resistor 49 In the following, the operation of the voltage regulator is repeated. To increase the amplitude of the current pulses, the resistor 23 is bridged by a capacitor 51 with a series-connected resistor 52

При крайнем верхнем положении под вижного вывода потенциометра 37 врем зар да конденсатора 31 минимальное и транзистор 27 формирует импульсы в начале каждого полупериода напр жени питани . Поскольку независи МО от положени движка потенциометра импульсы, формируемые на выходах трансформаторов 45 и 46, сдвинуты на определенный угол в 60 и 120 по отношению к импульсам на выходе тран сформатора 44, при максимальном напр жении , снимаемом с потенциометра 37, силовые симисторы 1-3 отпираютс с максимальным углом проводимости и напр жение на выходе регул тора имеет максимальное значение. Минимален угол проводимости симисторов; когда ползунок потенциометра 37 выведен вниз. В этом случае врем зар да конденсатора 31 приближаетс к времени полупериода напр жени питани , и отпирание транзистора 27 происходит в конце полупериодов.At the extreme upper position below the moving output of the potentiometer 37, the charging time of the capacitor 31 is minimal and the transistor 27 generates pulses at the beginning of each half-period of the supply voltage. Since the MO from the position of the potentiometer's motor, the pulses generated at the outputs of transformers 45 and 46 are shifted by a certain angle of 60 and 120 with respect to the pulses at the output of transformer 44, with a maximum voltage removed from potentiometer 37, power triacs 1-3 unlocked with a maximum conduction angle and the voltage at the output of the regulator has a maximum value. The minimum conduction angle of the triacs; when the slider of potentiometer 37 is pushed down. In this case, the charging time of the capacitor 31 approaches the half-time of the supply voltage, and the unlocking of the transistor 27 occurs at the end of the half-periods.

Таким образом, предлагаемый, регул тор напр жени обеспечивает за счет простого изменени величины напр жени управлени изменение на выходе трехфазного напр жени от максимального значени до нул .Thus, the proposed voltage regulator provides, by simply changing the magnitude of the control voltage, a change in the output of the three-phase voltage from the maximum value to zero.

Дл установки требуемых порогов срабатывани транзисторов и компенсации разбросов.посто нных .времени КС-контуров и напр жени их питани служат потенциометры 53-55. Дл формировани лишь одного в течение полупериода импульса анод тиристора 36 может быть подключен не только Potentiometers 53-55 are used to set the required thresholds for the operation of transistors and to compensate for the scatter of the time constant of the QC circuits and their supply voltage. For the formation of only one during the half-cycle of the pulse, the anode of the thyristor 36 can be connected not only

к верхней базе транзистора 27 или непосредственно к стабилитрону, но и через разделительный диод (на чертеже не показан) к эмиттеру этого же транзистора. Таким образом, подсоединение к верхней базе или эмиттеру транзистора 27 анода тиристора 36 обеспечивает формирование в течение каждого полупериода напр жени питани лишь одного импульса.to the upper base of the transistor 27 or directly to the Zener diode, but also through a separating diode (not shown) to the emitter of the same transistor. Thus, connecting to the transistor 27 of the anode of the thyristor 36 to the upper base or emitter ensures the formation of only one pulse voltage during each half-period.

Предлагаемое устройство характеризуетс высокой стабильностью и надежностью работы при подсоединении к его выходу различной нагрузки.The proposed device is characterized by high stability and reliability of operation when connecting to the output of various loads.

Claims

1. Thyristors. Technical reference. Per. from English under. ed.

V.A. Labuntsova and others. M., Energie, 1971, p. 247-248, fig. 9-39.

2. Authors certificate of the USSR 433604, cl. H 02 R 13/16, 1971.

fU fcfc {l P ifc /