Устройство управления силовым коммутатором

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН 42 514 Н 03 К 17/-2 В 37В,М. ГорбачевШустик и В.М88. Вюл Заварихиннщик, А.Г о СССР 1982,СССР 1984.СИЛОВЫМ сится к электрок устройствам елей, и преднаия к сети пере- индуктивных иания - повьппение за счет исклюОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ 385(0888) рское свидетельсткл. Н 03 К 17/5Авторское свидетельство В 1175025, кл. Н 03 К 17/5 (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ КОММУТАТОРОМ(57) Изобретение отно технике, в частности силовых преобразоват значено для подключен менного тока активногрузок. Цель изобрете надежности устройства чения выбросов тока в момент коммутации и снижения потерь. мощности в,цепях управления силового коммутатора.Зто достигается введением датчика 7тока, формирователя 8 синхроимпульсовтока, выпрямителя 1 О с пассивнымфильтром, позволяющих после подачисигнала включения на шину 14 включения оставить неизменным состояниетриггера 3 до появления первого синхроимпульса на выходе формирователя 1синхроимпульсов, Последний устанавливает триггер 3 в единичное состояние,и его сигнал открывает силовой коммутатор 5. Ток, возникающий в цепи нагрузки 6, преобразованный датчиком 7тока в сигнал управления, через элемент И 9, инвертор 11, элемент И 12исключает запрещенное состояние ВЯтриггера 3. 2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам сюловой преобразовательной техники, и предназначено для подключения к сети переменного тока активно-индуктивНых нагрузок нэлектронных системах, содержащих высокочунствительные элементы с низкой помехозащищенностью.Целью изобретения является повыше фие надежности за счет исключения выросов тока в момент коммутации и сниения потерь мощности в цепях упранле"силового коммутатора.:На фиг. 1 приведена Функциональная 15 схема устройства управления силовым коммутатором; нд фиг. 2 - временныедиаграммы напряжений и токон. Устройство управления силовым ком О:;мутатором содержит. Формирователь 1 ,синхроимпульсов напряжения, вход которого соединен с источником 2 переменного тока, КЯ-триггер 3, соединенный своим выходом с усилителем 4 мощности, выход которого подключен к управляющим электродам силового ком" мутатора 5, выполненного, например, в виде встречно-включенных тиристорон или симметричного тиристора, через ЗО который к источнику 2 переменного тока подключена активно-индуктивная нагрузка 6, содержащая в своей элексрической цепи датчик 7 тока, выход кото- рого соединен с входом Формирователя 8 синхроимпульсов тока, подключенного выходом к первому входу второго элемента И 9, и с входом выпрямителя 10 с пассивным Фильтром, подключенного выходом к второму входу второго элемента И 9 и входу второго иннертора 11, выход которого подключен к третьему входу первого элемента И 12, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 соединен со вторым входом первого элемента И 12 и выходом формирователя 1, шина 14 включения соединена с первым входом первого 12 и третьим входом второго 9 элементов И, выход второго элемента И 9 подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 15, а выход первого элемента И 12 - к второму входу первого элемента ИЛИ 15 и второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13, Я-вход КЯ-триггера 3 соединен с ныходом первого элемента ИЛИ 15, К-вход КЯ-триггера 3 - с выходом второго элемента ИЛИ 16, к входам ,.которого подключены выходы элемента,ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и первого инвертора 17.На фиг. 2 изображены временные диа"граммы работы устройства, где по осиабсцисс откладывается время и течение которого происходит изменение напряжений и токов, а по оси ординат- уровни напряжений и токов в различььиточках схемы предлагаемого устройства; Б, - питающее напряжение," 1. - ток нагрузки; Б - уровень напряжения на выходе,формирователя 1 синхроимпульсов напряжения; Б - напряжение на выходе Формирователя 8 синхроимпуль" сов тока; 11 " напряжение выпрями еля1 О с пассивным фильтром; 11 - напряжение второго иннертора 11; Б - на пряжение первого элемента И 12; напряжение второго элемента И 9;- напряжение на шине 14 включения; Б - напряжение на выходе первого элемента ИЛИ 15 и на Я-входе КЯ-триггера 3; ц - напряжение на выходе первого инвертора 17; П - напряжение элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13; Б напряжение на выходе второго элемента ИЛИ 16 и К-входе КЯ-триггера Зф 0 напряжение на выходе КЯ-триггера 3 и входе усилителя 4 мощности.Устройство работает следующим образом.Формирователь 1 синхроимпульсов напряжения преобразует сетевое напряжение в короткие импульсы, совпадающие с точкой перехода через ноль синусоидального напряжения, При отсутствии сигнала включения на шине 14 включения первый 12 и второй 9 элементы И закрыты, т,е. на их выходах присутствуют потенциалы нулевого уровня. При этом на выходе первого элемента ИЛИ 15 и, следовательно, Я-входе КБ-триггера 3 потенциал равен нулю. На выходе первого инвертора 17 будет единичный потенциал, который через второй элемент ИЛИ 16 воздействует на К-вход КЯ-триггера 3. Триггер 3 находится в сброшенном состоянии, т.е. на его выходе и, следовательно, входе усилителя 4 мощности будет нулевой потенциал, силовой коммутатор 5 закрыт, и ток через нагрузку б не протекает. Подача сигнала включения С производится в любой момент времени (Фиг. 2).При подаче сигнала включения на шину 14 включения, в момент времени(фиг. 2), к одному из трех нхо 142931110 15 20 35 40 дов первого и второго элементов И 9 и 12 прикладывается потенциал высокого уровня. К К-входу КЯ-триггера 3 через первый инвертор 1 риклацывается сигнал нулевого уровня, но трчггер 3 остается в прежнем состоянии до появления первого синхроимпульса напряжения на выходе формирователя 1 синхроимпульсов напряжения в момент времени(Фиг. 2), который устанавливает триггер 3 в единичное состояние. Данный сигнал усиливается усилителем 4 мощности и открывает силовой коммутатор 5, подключая нагрузку б к источнику 2 переменного тока. В цепи нагрузки 6 возникает ток, прн .=том в момент времени(фиг, 2) навыходе выпрямителя 10 с пассивным фильтром появляется сигнал высокого уровня как результат преобразования сигнала с датчика 7 тока, который поступает на вход второго элемента И 9, преобразуется вторым инвертором11 в сигнал нулевого уровня и закрывает первый элемент И 12. Запрещенное состояние КЯ-триггера 3, когда на обаего входа подаются потенциалы высокого уровня, исключается элементом ИС" КЛЮЧА 10 ЩЕЕ ИЛИ 13 для момента времени й. В момент времени й(фиг. 2), когда сетевое напряжение проходит в очередной раз через ноль, синхроимпульс с выхода формирователя 1 синхроимпульсов напряжения через элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и элемент ИЛИ 16 устанавливает КЯ-триггер 3 в нулевое состояние, благодаря чему обесточивается цепь управления силового коммутатора 5. Но в связи с тем, что нагрузка 6 носит активно-индуктивный характер, ток в нагрузке 6 протекает в течение времени, соответствующего фазовому сдвигу между вектором напряжения и вектором тока (интервалфиг. 2). При переходе тока нагрузки через ноль (момент временифиг. 2) формирователь 8 синхроимпульсов тока вырабатывает импульс, который через второй элемент И 9 и первый элемент ИЛИ 15 поступает на Я-вход КЯ-триггера 3 и устанавливает его в единичное состояние, включив тем самым силовой коммутатор 5, Далее процесс включения силового коммутатора 5 происходит при переходе тока нагрузки через ноль моменты вре-. мени , г, фиг. 2), а обесточивание цепи управления силового коммутатора 5 - в моменты перехода через ноль сетевого напрягниз ломептчмени с, фдпг. 2). При:.ням:.ис.правляющ.-го сигнала с шины 14 вк:оо" чсння (момент времени 1 щ , фиг. 2) на входы первого 12 и второго 9 элементов И поступает сигнал нулевого уровня, следовательно, эти элементы закрываются. На Я-входе КЯ-триггера устанавливается ноль, а на К-вход через первый инвертор 17 поступает единичный сигнал, который устанавливает триггер 3 в нулевое состояние. В результате устройство отключает нагрузку 6 от источника 2 переменного тока. При необходимости коммутации трехфазной нагрузки с нулевым проводом возможно использование устройства в каждой из фаз. Формула изобретения Устройство управления силовым ком"мутатором, содержащее формирователь синхроимпульсов напряжения, вход которого соединен с источником перемен"ного тока, КЯ-триггер, соединенньпсвоим выходом с усилителем мощности, выход которого подключен к управляющим электродам силового коммутатора, последовательно с которым к сети переменного тока подключена .активно-ин" дуктивная нагрузка, первый инвертор, вход которого .соединен с шиной включения и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов напряжения, о т л и ч а ю " щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности, в него введены датчик тока, формирователь синхроимпульсов тока, выпрямитель с пассивнымфильтром, второй элемент И, второй4 инвертор, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,первый и второй элементы ИЛИ, выходпоследнего соединен с К-входом КЯтриггера, Я-вход которого соединенс выходом первого элемента ИЛИ, выход датчика тока соединен с входом50,, формирователя синхроимпульсов тока,подключенного выходом к первому входу второго элемента И, и с входом вы"прямителя с пассивным фильтром, под 55ключенного выходом к второму входувторого элемента И и через второй инвертор к третьему входу первого элемента И, выход формирователя синхроимпульсов напряжения подключен к пер5 1429311 6вому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента ИЛИ и к второму вхоаина включения соединена с третьим ду элемента ИСКДОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к перво- Входом второго элемента И, выход вто- му и второму входам второго элемента фого элемента И подключен к первому ИЛИ подключены соответственно выходы входу первого элемента ИЛИ, выход элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого5Первого элемента И - к второму входу инвертора. 2 Составитель А, Чаховскийецактор Г. Волкова ТехредЛ,Сердюкова Ко ректор С. ШекмарР одписное/55 Тираж 929 ВНИИПИ Государственного коми по делам иэобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушская