Устройство для импульсно-фазового управления тиристором

, 146 2 М 108 ОПИС ЕН ВТОРСНОМУ Агх ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБР СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Владимирский политехнический институт(56) Авторское свидетельство СССР 11 647831, кл . Н 02 М 1/08, 1975,Авторское свидетельство СССР У 9554 16, кл, Н 02 М 1/08, 1980.Авторское свидетельство СССР 1385203, кл, Н 02 М 1/08, 1986, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРОМ(57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение точности формирования фазового угла путем уменьшения погрешности от изменения частоты си хронизирующего напряжения. Работа устройства происходит в два такта.В первом такте, соответствующем нерабочему полупериоду синхронизирующег сигнала, первый интегратор 1 интегрирует напряжение источника управляющего напряжения 9, а второй интегратор 5 интегрирует напряжение источника опорного напряжения 12. Во втором рабочем полупериоде первый интегратор суммы опорного и управляющего напряжений и его выходной сигналсравнивается компаратором 16 с выходным напряжением второго интегратора 5, которое во втором такте остается постоянным, В момент равенства выходных сигналов первого 1 и второго 5 интеграторов происходит формирование импульса управления, который поступает на один вход элемента И 17, на другой вход которого подается сигнал формирователя эоны разрешения работы 14, В конце каждогорабочего полупериода осуществляетсяразряд конденсаторов 3 и 7 н установкаобоих интеграторов в исходное состояние. Угол включения тиристора регулируется от 180 эл .град при нулевом управляющем сигнале до 0 при максимальном напряжении управления, 2 ил.1467694 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами, например, управляемого выпрямителя.5Целью изобретения является повышение точности Формирования фазового угла путем уменьшения погрешности от изменения частоты синхронизирующего напряжения. 10На Фиг,1 приведена Функциональная схема устройства; на фиг.2 - вре" менные диаграммы его работы.Устройство для импульсно-Фазовогс управления тиристором содержит пер вый интегратор 1, выполненный на операционном усилителе 2 с конденсатором 3 в цепи обратной связи,зашунтированный ключом 4 сброса, и вто-. рой интегратор 5, выполненный на 20 операционном усилителе 6 с конденсатором 7 в цепи обратной связи,зашунтированным ключом 8 сброса, Первый вход интегратора 1 подключен к выходу источника 9, управляющего напряже ния, а второй вход интегратора 1 и вход интегратора 5 соответственно через управляемый ключ 10 .и дополнительный управляемый ключ 11 подключены к выходу источника 12 опорного напряжения, Выход источника 13 синхронизирующего напряжения через формирователь 14 зоны разрешения работы подключен к управляющим входам ключей 10 и 11 и к входу Формирователя 15 узких импульсов управления ключами .4 и 8 сброса интеграто. ров 1 и 5, выходы которых подключены к входам компаратора 16, выход которого подключен к одному входу элемента И 17, другой вход которого подключен к выходу формирователя 14,Работа устройства поясняется диаг. раммами на Фиг.2. 45Напряжение источника 13 синхронизирующего напряжения, пропорциональное напряжению Фазы питающей сети, поступает на вход формирователя 14 зоны разрешения работьь На его выходе при этом форриДуется последовательность прямоугольных импульсов 55при Б 0, (0 йТ/2); при Ц сх ) 0 (Т/2 1 Т) 3 где Б = сопят. - напряжение, соответствующееуровню логическойединицы.Разные уровни выходного напряжения формирователя 14 соответствуют двум тактам работы устройства. В первом такте при Ц 0(0Т/2) напряжение Ц, = О. Во втором такте,соответствующем рабочему полупериоду синхронизирующего напряжения, БО, (Т/2.Т)ф Ц 14 П 14 мфВыходное напряжение формирователя 14 управляет ключами 10 и 11.При Б = О управляемый ключ 10 разомкнут, при Б,4 П 14 он замкну 1 Управляе мый ключ 11, наоборот, при П,4 = 0 замкнут, при Ц= Б,разомкнут.Напряжение Ц,4 с выхода Формиро,вателя 14 поступает на вход Формирователя 15 узких импульсов, на выходе которого в моменты, соответствующие отрицательным Фронтам импуль,фсов Б т.е. в конце каждого рабомчего полупериода (второго такта), Формируются короткие импульсы сброса Б управляющие ключами 4 и 8.1 % В исходный момент в начале каждого первого такта при= О выходные напряжения интеграторов Б,(0) = Ц(0) = О. В первом такте при ОТ/2 выходное напряжение формирователя импульсов при положительном значении напряжения О О= О, управляемьп ключ 10 разомкнут, управляемый ключ 11 замкнут, выходное напряжение двухвходового логического элемента И 17 равно О, следовательно, формирования импульса управления тиристором не происходит, На входе интегратора 1 действует управляющее напряжение Б . Если 0= сопят, то выходное напряжение интегратора 1 изменяется по линейному законуН = -К, Ц Ф = -КЦогде К - коэффициент передачи интегратора 1. На входе интегратора 5 действуетопорное напряжение от источника 12.Выходное напряжение интегратора 5изменяется по линейному закону 5 - К 5Цо- КЦО фО(4) 01 П 5где К - коэффициент передачи интегратора 5,Выходные напряжения интеграторов 1 и 5 поступают на входы компаратора 16, При П, с Б выходное напряжение компаратора П= О, при 0) Пвыходное напряжение компаратора 16 соответствует уровню логической единицы, т.е. Б 1 = П Так как в нормальном режиме работы Ц у 4 П то при равных коэффициентах передачи интеграторов 1 и 5 (К = К ) в первом такте П,Б и, следовательно, П= О.В конце такте при= Т/2 выходные напряжения интеграторов 1 и 5 достигают значений соответственно П, (Т/2) = -КП Т/2Б(Т/2) = -КБ,Т/2Во втором такте при Т/2 (6 Т выходное напряжение Формирователя 14Б. При этом на первом входе элемента И 17 действует сигнал логичес к ой еди ни цы, управля емый ключ 1 О замкнут, а управляемый ключ 11 разомкнут. Следовательно, на входах интегратора 1 действуют управляющие напряжение Б и опорное напряжение Б В результате во втором такте при Т/2 (1:Т выходное напряжение интегратора 1 изменяется в соответствии с уравнением П(с) = -К,БУС - КП, (С-Т/2) . (2) Управляемый ключ 11 во втором так те разомкнут, поэтому на входе ин" тегратора 5 сигнал отсутствует.Следовательно, выходное напряжение интегратора 5 во втором такте неизменяется и равно значению, достигнутому в момент времени= Т/2, т.е. Сигналы с выходов интеграторов 1 и 5 поступают на входы компаратора 16, который переключается в момент времени , при При Б З 0(с) выходной сигнал компаратора 16 имеет значение логической единицы. Этот сигнал поступает на второй вход элемента И 17, на первом входе которого во втором такте всегда действует напряжение Б 1 == Б с выхода формирователя 14,Следовательно, на выходе двухвходового элемента И 17 с момента времени 5 до окончания второго такта формируется импульс управления тиристором.При Т = Т на управляющие входыключей 4 и 8 сброса поступают импульсы с формирователя 15 узких импуль сов, Ключи 4 и 8 замыкаются, и конденсаторы 3 и 7 разряжаются. Такимобра зом осуществля ется установка интеграторов 1 и 5 в исходное состояние Б, = П= О. Далее процесс пов торяется каждый период.Для определения статической характеристики устройства подставим вуравнение (4) выражения для выходныхсигналов интеграторов 1 и 5 соответ ственно (2) и (3) и получим-К,Лу о- К 10 о(о Т/2) = -КПоТ/2 (5) Решив уравнение (5) относительнои полагая К =К, будем иметь25о П +1 Т Угол включения тиристора (Фиг. 2) определим по Формуле30 35,Если диапазон изменения управ.ляющего напряжения установить в пределах Б,= О до Пу,= По иввести новую переменную - относительное значение управляющего напря- жения то выражение (6) для угла включениятиристора примет вид Таким образом, в предлагаемомустройстве импульсно-фазового управления тиристором угол включения плавно регулируется в пределах от= й при 0 у = О до Ы= О при 0 У = 1 55 При этом, как следует из выражений(6) и (7), значение угла включения зависит только от управляющего Пи опорного Б, напряжений и не зависит от изменений частоты синхронизирую146 7694 Составитель В. ЖмуровРедактор С, Пекарь Техред Л.Олийнык Корректор М. Самборска Заказ 1208/52 Тираж 645 Под НИИПИ Государственного комитета по изобретения113035, Москва, Ж, Раушская сное и открытиям при ГКНТ СССР аб., д. 4/5 венно-издательский комбинат "Патент"г,Ужгород, улПроизводственн -арин щего напряжения, Следовательно, прилюбой частоте напряжения сети уголвключения тиристора при постоянномзначении управляюшего напряжения остается постоянным, т,е, достигаетсяповышение точности формирования фазового угла управления тиристором. Формула и зобр ет енияУстройство для импульсно-Фазового управления тиристором, содержащее первый интегратор, выполненный на операционном усилителе с конденсатором в цепи обратной связи, зашунтированным ключом сброса, выход которого подключен к первому входу компаратора, первый вход - к выходу источника управляющего напряжения непосредственно, а второй - к выходу источника опорного напряжения через управляемый ключ, управляющий вход которого в";есте с входом формирователя узких импульсов управления ключом сброса подключен к выходу формирователя зоны разрешения работы, вход которого подключен к выходуисточника синхронизирующего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем,5что с целью повышения точности формирования фазового угла путем уменьшения погрешности от изменений частоты синхронизирующего напряжения,оно снабжено двухвходоным элементом10 И, дополнительным управляемым ключом и вторым интегратором, выполненным аналогично первому, вход которого через дополнительный управляемыйключ подключен к выходу источника15 опорного напряжения, а выход - к второму входу компаратора, выход которого подключен к одному входу элемента И, другой вход которого вместе с управляющим входом дополнительного управляемого ключаподключен к выходу формирователязоны разрешения работы, причем управляющий вход ключа сброса дополнительного интегратора подключен к25 выходу формирователя узким импульсом управления,