Коммутатор переменного напряжения

(57) Изоб зовано дл твенный уни ение м оммута активн имер н игател яжения яжения и мощнос реключе161 оч ник грузк СССРО, 1984. ое свидетельст кл. Н 03 К 17 ос сели нденса УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Коссов О.А. Усилитена транзисторах в режимений. М.: Энергия, 1971,рис. 6-23 б.АвторскУ 1198686,ТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПР жет быть испольии переменного на-индуктивной настаторной обмотКоммутатор пере- содержит трансфорпеременного на, транзисторы 5.1-5.4, диоды оры 7.1-7.4, регрузке, напр ке электродв менного напр матор 1, ист пряжения, на4,1-4.18, др 6. 1-6, 10, ко1338052 зисторы 8.1.-8.27, шины 9, 10 управляющих сигналов, шины 11-13 источников положительных и отрицательных напряжений. Лзобретецие расширяет функциональные воэможности коммутатора Изобретение относится к электротехнике и автоматике и может быть ис пользовано для коммутации переменногонапряжения на активно-индуктивной нагрузке, например на статорной обмотке электродвигателя.Целью изобретения является расширение функ иональных возможностейкоммутатора,На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого коммутатора.Коммутатор содержит трансформатор1, первичная обмотка которого соединена с шинами источника 2 переменногонапряжения, средняя точка вторичнойобмотки подключена к первому выводунагрузки 3 и к общей шине, восемнадцать транзисторов 4.1-4.18, четыредросселя 5.1-5.4, десять диодов 6.1- 206.10, четыре конденсатора 7.1-7.4,двадцагь семь резисторов 8.1-8.27,две шины 9,и 10 управляющих сигналовц шины 11, 12 и 13 источников положительного и отрицательного напряжений.25Первый вывод вторичной обмотки 14трансФорматора 1 соединен с эмиттеромтранзистора 4,1 - р-п-р-типа и катодом диода 6.1, анод которого подключен к аноду диода 6.2, коллектору 30транзистора 4.1 и эмиттеру транзистора 4.2, коллектор которого соединенс катодами диодов 6.2 и 6.3, вторымвыводом нагрузки 3 и коллекторомтранзистора 4.3, электрод которогоподключен к анодам диодов 6.3 и 6.4и коллектору транзистора 4.4, эмиттер которого соединен с катодом диода 6.4 и вьггорым выводом вторичнойобмотки 15 трансформатора. Базы транзисторов 4.1 и 4.4 соединены черезрезисторы 8.8 и 8.27 с катодами диодов 6.5 и 6.8 и с первыми выводамидросселей 5.1 и 5.4, вторые выводы за счет обеспечения непрерывности тока активна-индуктивной нагрузки прилюбой фазе (по отношению к сети) ицлительцости управляющего сигнала.1 ил. которых подключены к анодам диодов6.5 и 6.8, коллекторам транзисторов4.5 и 4.8, первым выводам конденсаторов 7.1 и 7,4, подключенным черезрезисторы к первому и второму выводамвторичной обмотки трансформатора соответственно. Вторые выводы конденсаторов 7.1 и 7.4 соединены с базамитранзисторов 4.5 и 4.8, эмиттеры которых подключены к шине 13.Базы транзисторов 4,2 и 4.3 соединены через резисторы 8.14 и 8.20 санодами диодов 6.6 и 6,7 и с первымивыводами дросселей 5.2 и 5.3, вторыевыводы которых подключены к катодамдиодов 6.6 и 6.7, коллекторам транзисторов 4,6 и 4.7, первым выводамконденсаторов 7.2 и 7,3, подключеннымчерез резисторы к первому и второмувыводам вторичной обмотки соответственно, Вторые выводы конденсаторов7.2 и 7.3 соединены с базами транзисторов 4,6 и 4.7, эмиттеры когорыхподключены к шине 1, а базы черезрезисторы 8.11 и 8,18 соединены сколлекторами транзисторов 4.12 4,13и 4,14; 4.15. Эмиттеры этих транзисторов соединены с общей шиной.Кбммутатор работает следующим образом,Назначение коммутатора заключаетсяв широтно-импульсном управлении токомактивно-индуктивной нагрузки 3. Припоступлении импульсов управляющегосигнала на шину 9 транзисторы 4.11;4,9; 4.5 и 4,18; 4.16; 4,8 отпираются, в результате чего базы транзисторов 4.1 и 4.4 соединяются с шиной13. Поскольку напряжение на ней -Евыбирается из условия(-Ема с-Е, (1)то транзисторы 4,1 и 4.4 отпираются,причем в зависимости от полярностипеременного напряжения -У один иэтра)т.1)тстд)т) О 1 , 1 1 т 4 . ч ОклекетГ ".г lПР Я Ы О М ).,г О С Г Т) )1 НН )1 Р Р С Е О ЕТ Т С) ТО ГРии, 1 ре Отр 1 плтельном -1 11 л 1 рузкя3 подключена через транзистордиод 6,3 к обмотке 15, при положительномУ - через транзистор 4.1, диод 6.2 - к обмотке 14, Транзистор, цаходящийся в инверсном включении, за)унтирован диодом 6.1 (6,4), что предотвращает его пробой.При поступлецгп импульсов цл щ)пу 1 О транзисторы 4.13; 4.6 и 4.15 4.7 ОтгИрд)отся, и Олзы траэ)сторон -).2 и 4.3 соединяются с иО 1 1. Пс. - скольку напряженР т т," цд цей цыбпрл - ЕТСЯ Иэ УСЛОГгцЕТ1+Е .лкс,-1 , 1 1 то трлнзиг.тор. .2 и 4. 3 отпирлюгГЕ. При положи.ел:том l-1 нагрузка 3 ггс,г- ключеца чсрсэ трлн.)истор 4.3, диод 6.4 к обмотт;е 15, 1 ги отрицлтс.льном -У - через транзистор 4.2, диод 6.1 к обмотке 14. Транзистор, находящийся в инверсном включении, здщунтировдн Одним иэ долов 6,2 и 6.3, Д.51 обеспечения цс прсрывности токов нагрузки 3 в паузе введены диоды 6.9; 6.10 и транзисторы 4,12; гг).17 и 4.10; 4),1 т. Они обеспсчигают итвс рсос вс.югс цие трднзис торов 4. 1, 4, 3 при отрц)тл) т.) ьцом -У и трлн)1 стог)ОВ 4.2, 4.4 г 111;го)ожительцом - с,. Гсгт тс к )Гагр зки в паузе не раве нулю, он замыкается через трацзис.тор 4.2, диод 6,1, Обмотку 14 при положительном - 1 и срез транзистс;р 4.3, диод б.т, Обо Гк, 15 при отрГттс ". Р.ТТ,ЕГО; -11 (дпя втс кд ;п токов цдгруэс: 3) . Втеклтощис тогси наГруз еси 3 э лт"г)тслстсл г) пя уз с гР т) с. 3 транзистор 4, 1, обмотку 14, диод 6, 2 при Отриглтсльцом ц еред траэ стор 4.4, дио;т 6.3, обм)тку 15 при положительном11. Пр яд)тыклчии 1 тклзлц)1 ых токов инверсное цклаение трлнэисторов 4,1-4,4 заменяется прямым зл счет смены полярности напряжения на нагрузке от ЭДС самонеГЕ кцеи еТдуЕте- ности нагрузки 3, Резистор 8.8, дроссель 5.1 и диод 6.5; резистор 8,14, дроссель 5,2 и пиод 6.6; резистор 8.20, дроссель 5.3 и диод 6.7; резистор 8.27, дроссель 5.3 и диод 6.8 огрлничиваот скорость нарастания тока базы транзисторов 4.1-4.4, предотвращая тем са Тм протекание сктзоэных токов при пер,кпю тоне этих транзисторов. Коетдс пса Ог)1 7. 1-7. 4 предотвращают самоноэбужде)ше, обусловлен. Г.ТРЯ )111 ,",ТТ, Т, 5ЭТ ТО 11 ГГ Я,Т Ивтатя .Таким с б 1)л е ) т, Р л т.Ги".с От О 1; 1)ОГт 1 -П в пргдстт)с 1)тоет устрсйс.тве5ОбРСПСг 1 И)ТЛГТСЛ ПОЛО)г ПО.ТЬНДЯ ПО:1 ЯРПС)стЬ Е;ТУГЬССт ЦЛПРЯжт 1 г; НЛ ЦЛГРУЭкс 3 при цс)длче имп; -1 сог нл т 1111 9И ОТРИЦДтРЛ Ег 51 - ПРИ Г О;ЕДЧС ЦЛ ЩИУ 10 10 . Ь паулс ОбесНР 11 нлР 1 ся з лмыкд н)1 сГО).;т цдгрузки 3 чсрс э Обмс)тку 14 (15), Г)лскпс ццую н дл)цый момент времени в 1.оте)волз к току нагрузки, т,с. рет ут)РГ)лцця неко)едепой в ецдуктеВости зергии. )Прсцхуиествоет предлагаемого ус гройствд г Ррсд 1 эгтестЕт,ми являетсяс)бс Г Ос тев 1 е Гтре р 1 ет постн тока лктиВ - НО-Етцд;Кт.-; гц)й НЛТ Т, "Ктт При ЛЮбой фа(по ОтО:сцПГ к Г )т 1 ц длитель2)г) 1)т: утраГ 5)тг"с Гс) с . т Г)11:1 л1) О р е у Г л 11 .; О б р е т е ц и яКоммутдтср переменного напряжения, Ж содсрждщий длд трлпэисторд и-р-и-тигг;Т, КО.ТЛС- КтС)Р ПС РГС)ГС) ИЭ Кот)РЫХ СОЕ)т с п Г кдтст Ом пер Ого дис)дл и через1 ЛГР ггЭЕ," С: Ти ПЕР,.Ц ЦН)ГО ТС)КЛ - СГб ттс и о;1 цои г с)г)1)тк;1 11дпетгт, бдэл30 Гт сОГО тРднзиГ)Р)д сОс,11 гРнл . Гс)РТ,ттт цыводсм гете с Г,) рсэсторл, первыйН)1 О;Т Г)ТОТ)ОГС);)РОТ.С ГС)РЛ СОРД)ТТРН СГ;От Нт 01)ОГО т 1)л пз)1 с то)л л под первного диода соединс с анодом второго, диода, трднГГ 1)ормлтт)р, вторичная об -Зг)МОтКЛ КОтОРС г О МРЕТ СРЕДТЕП ВЫВОД,две от:еы )1 Гт эпттков упгдвля 1 ощих им:ТУТЬГ ОТ) Т ТТИТг) С "1 Т .;.1 Р ННОГО ТОКЯи Т Л и Ч Л Ю Хт 1 Тг С 51 ТРМ )ТО С4 О ц:, )1)г) рлсп 15 ренея 1 геть 1 еиоцлльных ВозМО.;Е,ОСтЕй, Вг СДЕЦЫ КТСГт ДИОДОВ, ЧЕтт:Тре дросселя, ;Рт;,с конденсатора,дел)тать Тять релес торов, щина дополЦ;,Тте.ГгЬЦОГО Тц.тС)-ЦИКЛ ГТОЕлжитЕЛЬЦОГОэряжения, кесть р-и-р и десятьи-р-и-трлцзистГрс)в, причем терниляОгб)истКа трд)С 1)С)рМЛтС рд ПО;ТКПЮЧРНг Ке 1 тле Гсти перемс ццого тс)кд, средцийЕЗ,1 Т; О;Т ТТ Т О О 1. ТОй О б т О Т ТС Т С О Р гт 11 не 1 С50 Об,СТ ЫИТОИ ИГ 1 О 1:Пг,) ПИТд 1 ИЧ ) ГСрВЫИ1;.Рдй)ИЙ ВЫВОД СОЕДИПРП г КДТС;г)Мг,торого диода ц эм;т:ером первоготРаНЗИСтОРЛ Р-И-Р-Т)гцд, КОЛЛЕКТОР КО- торого соедпсц Г лцо;1 см первого диОДа КатОД КотОРОГО ГС)елгИЕТС Ц С КОЛлекторско) нерГОГО : т.:1-, .-О транзисторов и - р-г.-пл, 1;.;: крлйеи вывод вторичной Обмо гк:т тратс 1)ор)мд горл соединен с эмиттером втор)гс трлцэис1338052 гания. ВНИИПИ Заказ 4144/55 Тираж 901 Подписное Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тора р-и-р-типа и катодом третьего диода, анод которого соединен с анодом четвертого диода, коллектором второго транзистора р-п-р-типа и5 эмиттером второго транзистора и-р-и- типа, коллектор которого соединен с коллектором первого транзистора п-р-п-типа, база первого транзистора р-и-р-типа через третий резистор со единена с катодом пятого диода, зашунтированного первым дросселем, второй вывод первого резистора подключен к аноду шестого диода, эашунтированного вторым дросселем, второй вывод второго резистора соединен с анодом седьмого диода, зашунтированного третьим дросселем, база второГо транзистора р-и-р-типа через четвертый резистор подключена к катоду восьмого диода, зашунтированного четвертым дросселем, анод пятого диода соединен с коллектором третьего транзистора и-р-и-типа и через пятый резистор - с первым крайним выводом 25 вторичной обмотки трансформатора, катод шестого диода подключен к коллектору третьего транзистора р-и-р-типа3 и через шестой резистор - к эмиттеру первого транзистора п-р-п-типа, катод седьмого диода соединен с коллектором четвертого транзистора р-и-р-типа и через седьмой резистор - с эмиттером второго транзистора п-р-п-типа, анод восьмого диода подключен к кол 35 лектору четвертого транзистора и-р-птипа, эмиттер которого соединен с отрицательной шиной источника питания и эмиттером третьего транзистора п-р-п-типа, коллектор которого через первый конденсатор соединен с его базой, которая через восьмой резистор соединена с коллектором пятого транзистора р-п-р-типа, который через девятый резистор соединен с эмиттером третьего транзистора п-р-п-типа, эмиттер пятого транзистора р-и-р-типа соединен с шиной дополнительного источника положительного напряжения, эмиттер шестого транзистора р-и-р-типа50 через десятый резистор подключен к коллекторам пятого и шестого транзисторов п-р-п-типа, которые через одиннадцатый резистор соединены с базой пятого транзистора р-п-р-типа, эмиттеры с пятого по двенадцатый транзисторов и-р-и-типа подключены к общейшине источника питания, анод девятого диода соединен с первым крайнимвыводом вторичной обмотки трансформатора, катод девятого диода черездвенадцатый и тринадцатый резисторыподключен к базам седьмого и одиннадцатого транзисторов п-р-п-типа соответственно, анод десятого диода соединен с вторым крайним выводом вторичной обмотки трансформатора, катоддесятого диода через соответствующиечетырнадцатый и пятнадцатый резисторыподключен к базам пятого и девятоготранзисторов п-р-п-типа, базы шестогои двенадцатого транзисторов и-р-итипа через соответствующие шестнадцатый и семнадцатый резисторы соединены с первой шиной источника управляющего сигнала, вторая шина которогочерез соответствующие восемнадцатыйи девятнадцатый резисторы подключенак базам восьмого и десятого транзисторов п-р-п-типа, коллекторы седьмогои восьмого транзисторов и-р-и-типачерез двадцатый резистор соединеныс эмиттербм и через двадцать первыйрезистор - с базой третьего транзистора р-п-р-типа, которая через второйконденсатор соединена с его коллектором, коллекторы девятого и десятоготранзисторов п-р-и-типа через двадцать второй резистор соединены сэмиттером и через двадцать третий резистор - с базой четвертого транзистора р-п-р-типа, которая через третийконденсатор соединена с его коллектором, коллекторы одиннадцатого и двенадцатого транзисторов и-р-и-типа через двадцать четвертый резистор подключены к эмиттеру и через двадцатьпятый резистор - к базе шестого транзистора р-п-р-типа, коллектор которого через двадцать шестой и двадцатьседьмой резисторы соединен соответственно с базой и эмиттером четвертого транзистора п-р-п-типа, а эмиттеры третьего и четвертого транзисторов р - н - р - типа подключены кположительной шине источника пи