Фазовый регулятор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 4 В 23 К 9 00 9 10 ЗОБРЕТЕН И А ИДЕТЕЛЬСТВУ РСНОМ сится к силовои элекчено для использоваитания установок для и постоянного тока с аз) ой сети переменноазной схемой выпря - повышение надежности, качества регуащищенности сварочия,жена функциональная фазового регулятора; ые диаграммы работы ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Ковельский завод сельскохозяйственных машин им. 50-летия СССР(56) Львов Н. С., Гладков Э. А. Автоматикаи автоматизация сварочных процессов.М,: Машиностроение, 1982, с. 138 - 142.(57) Изобретение относится к силовой электронике и предназначено для работы в источниках питания для дуговой электросваркипостоянным током, питающихся от трехфазной сети переменного тока и имеющих всвоем составе тиристорный выпрямитель,собранный по шестифазной схеме. Цельизобретения - повышение надежности, ремонтопригодности, качества регулированияэнергетических параметров и помехозащищенности сварочного источника питания. Фазовый регулятор содержит однофазный синхронизирующий трансформатор, вторичная Изобретение отно тронике и предназн ния в источниках п электродуговой свар питанием их от трехф го тока и с шестиф мителя.Цель изобретения ности, ремонтопригод лирования и помехо ного источника питанНа фиг, 1 изобра схема предлагаемого на фиг. 2 - временн устройства. обмотка которого зашунтирована конденсатором и образует контур, настроенный на частоту сетевого напряжения, и является одной из ступеней помехозащиты. Второй ступенью помехозащиты является одновибратор, формирующий импульс длительностью 17 - 18 мс и связанный выходом с входом одновибратора, который вырабатывает сбрасывающий импульс интегратора-генератора пилообразного напряжения. Формирование последовательности коммутирующих импульсов по шести каналам с интервалом через 60 эл. град. происходит благодаря сравнению пилообразного напряжения с рядом постоянных напряжений, снимаемых с выходов прецизионной резисторной матрицы и изменяющихся пропорционально ампли.туде пилообразного напряжения. Благодаря последнему удается получить симметричную работу фазовращателя и обеспечить синхронизацию от одной фазы, Устройство имеет контур стабилизации по регулируемому пара- С метру (току или напряжению). 1 з, п. ф-лы, 2 ил. 2 (:РФазовый регулятор состоит из синхронизирующего трансформатора 1, первичнаяобмотка которого подключена к нулевомуи одному из фазных (например, фазы А) проводов сети, вторичная, зашунтированнаяконденсатором 2, подключена к входу управляемого фазовращателя 3. В устройствовведены микросхема 4 и резистор 5, компаратор 6, переменные резисторы 7 - 9, причемвыход фазовращателя 3 соединен с неинвер тирующим входом компаратора 6, а управляющи й вход - с выходом алгебраического сумматора (элементы 4, 5 и 1 О), олиниз входов которого связан с фиппьтром 1низких частот, второй -- с полвижным кон1473922 30 35 40 45 50 55 3тактом переменного резистора 8 (задатчика энергетических режимов сварки), соединенного с подстроечными резисторами 7 и 9 - ограничителями пределов регулировки, выход компаратора 6 соединен с входом первого одновибратора 12, выход первого одновибратора соединен с входом второго одновибратора 13, выход второго одновибратора соединен с управляющим входом ключа 14. В состав устройства входит также неинвертирующий интегратор, состоящий из 10 элементов 14 - 17 и резисторы 18 - 23, причем выход интегратора подключен к объединенным неинвертирующим входам компараторов 24 - 29. Между инвертирующими вхо. дами компараторов 24 и 25, 25 и 26, 26 и 27, 27 и 28, 28 и 29, а также между инвертирующим входом компаратора 29 и общим проводом включены резисторы 18 - 23. Выходы компараторов 24 - 29 через дифференцирующие цепочки (элементы 30 и 31, 32 и 33, 34 и 35, 36 и 37, 38 и 39, 40 и 41) подключены к входам эмиттерных повторителей 42 - 47, Выходы эмиттерных повторителей являются выходами устройства и подключаются к управляющим электродам тиристоров источника питания сварочной установки. Выход интегратора подключен к входу детектора 48 2 амплитудных значений, а выход последнего. соединен с инвертирующим входом компаратора 24 и выводом резистора 18 (фиг. 1). Опорное напряжение (+Б-) порядка 10 В положительной полярности относительно общего провода подается на неинвертирующий вход операционного усилителя 17 и подстроечный резистор 7. Объединенные катоды тиристоров сварочного источника питания соединяются с общим проводом устройства,Устройство работает следующим образом.Интегратор, собранный на элементах 14 - 17, является генератором линейно нарастающего напряжения, так как на его неинвертирующий вход подано опорное напряжение положительной полярности. Ключ 14 через каждый полный период сети (в установившемся режиме) сбрасывает интегратор путем разряда конденсатора 16, для чего с выхода второго одновибратора 13 на управляющий вход ключа подаются импульсы длительностью 300 - 500 мкс, Таким образом, на выходе интегратора формируется пилообразное напряжение (пила) положительной полярности. Оно сравнивается с постоянным напряжением, снимаемым с выхода детектора 48 амплитудных значений и матрицированным (13 - 1.1) с помощью прецизионной матрицы резисторов 18 - 23, на входах компараторов 24 - 29, Функциональное назначение названных компараторов и матрицы - получение импульсов со сдвигом на 60 эл. град, Более подробно: в начале пилы на компараторах 24 - 29 нулевой уровень, через 55 эл. град. начала пилы 4,на выходе компаратора 29 устанавливается единичный уровень (на всех остальных в это время - нулевой), через 115 эл. град. - на выходе компаратора 28 появляется единичный уровень, через 175 эл. град. - на выходе компаратора 27, через 235 эл. град. - на выходе компаратора 26, через 295 эл. град, - на выходе компаратора 25, через 355 эл. град. - на выходе компаратора 24 появляется единичный уровень, через 360+23 эл. град. компараторы 24 - 29 обнуляются. Каждый период процесс повторяется. Для выполнения данного условия необходимо: равенство сопротивлений резисторов 18 - 22 и несколько меньшее, чем у 18 - 22 сопротивление резисторов 23, а также амплитуда пилы должна быть несколько (на 3 - 5 Я) больше значения опорного напряжения. Передние фронты импульсов компараторов дифференцируются соответствующими дифференцирующими цепочками, усиливаются по току эмиттерными повторителями 42 - 47 и подаются на управляющие электроды тиристоров выпрямителя источника питания сварочной установки (фиг. 2). Введение в состав устройства детектора 48 амплитудных значений необходимо для симметричной работы схемы (распределение углов отпирания тиристоров через 60 эл. град) при изменении частоты сетевого напряжения. Коэффициент передачи амплитудного детектора должен составлять 0,95 - 0,97. При коэффициенте, равном 1, устройство не формирует управляющий импульс на один из тиристоров.Фазовое регулирование происходит сле дующим образом.С вторичной обмотки трансформатора напряжение синусоидальной формы (фиг. 2) поступает на вход фазовращателя 3, управляемого напряжением. В зависимости от напряжения на управляющм входе, на выходе фазовращателя 3 фаза сигнала может изменяться (по отношение к фазе входного сигнала) в пределах 180 - 0 эл. град, Синусоидальное напряжение с выхода фазовращателя 3 поступает на неинвертирующий вход компаратора 6, на выходе которого формируются прямоугольные импульсы, передние фронты которых совпадают с моментами перехода через ноль с отрицательного в положительное по полярности напряжение с выхода фазовращателя 3. Передними фронтами названных прямоугольных импульсов запускается одновибратор 12, формирующий прямоугольный импульс длительностью 17 - 18 мс.Назначение одновибратора - защита устройства от помех. Передним фронтом импульса с выхода одновибратора 12 запускается одновибратор 13, формирующий импульс длительностью 400 - 500 мкс, необходимый для сброса интегратора. Таким образом, фазовое регулирование происходит за счет сдвига пилообразного напряжения относительно синусоидального напряжения сети.1473922 Формула изобретения гга Купрай. мелтра. Фа ти- риал орвР/кот лиро 5Пределы регулирования фазы фазовращателя - 170 - 5 эл. град., при этом угол отпирания тиристоров изменяется в пределах 0 в 1 эл. град. Стабилизация энергетических параметров происходит за счет алгебраического суммирования напряжения задатчика 8 и напряжения обратной связи, снимаемого с выхода фильтра 11 низких частот.По сравнению с известным предлагаемый фазовый регулятор легче диагностируется в случае отказа, может быть выполнен в меньшем объеме, проще в ремонте и наладке, меньше подвержен воздействию помех по цепям питания появляется возможность его использования в однофазных схемах. 1. Фазовый регулятор, содержащий синхронизирующий трансформатор, формирователь коммутирующих импульсов, схему регулирования угла отпирания тиристоров, канал обратной связи по регулируемому параметру, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, ремонтопригодности, качества регулирования и помехозащищенности сварочного источника питания, первичная обмотка синхронизирующего трансформатора подключена к нулевому и одному из фазных проводов сети, вторичная обмотка зашунтирована конденсатором, емкость которого и индуктивность вторичной обмотки образует контур, настроенный на частоту сети, и подключена к входу управляемого фазовращателя, причем один ее вывод подключен к общему проводу регулятора, выход управляемого фазовращателя соединен с инвертирующим входом первого компаратора, инвертирующий вход первого компара 6тора соединен с общим проводом, а выход - с входом первого одновибратора, выход первого одновибратора соединен с вхо.дом второго одновибратора, выход второго одновибратора соединен с управляющим входом ключа, подключенного параллельно конденсатору неинвертирующего интегратора, вход последнего подключен к источнику опорного напряжения положительной полярности, относительно общего провода ре О гулятора, выход - к объединенным не-инвертирующим входам шести компараторов, с второго по седьмой, выходы последних через дифференцирующие цепочки подключены к эмиттерным повторителям, выходы эмиттерных повторителей являются выхо дами регулятора и подключаются к управляющим электродам тиристоров выпрямителя, между иивертирующими входами второго и третьего и четвертого, четвертого и пятого, пятого и шестого, шестого и седьмого, ком О параторов подключены одинаковые по сопротивлению резисторы, между инвертирующими входом седьмого компаратора и общим проводом подключен резистор, при этом его сопротивление меньше сопротивления вышеуказанных резисторов, с инвертирующим вхо дом второго компаратора соединен выходамплитудного детектора, входом соединенного с выходом интегратора.2. Регулятор по п. 1, отличающийся тем,что управляющий вход фазовращателя соединен с выходом алгебраического сумматора, ЗО неинвертирующий вход которого соединенс подвижным контактом переменного резистора-задатчика энергетических параметров, инвертирующий вход соединен с выходом фильтра низких частот, вход последнего соединен с выходом датчика сигнала обратной связи.1473922 О У,2 ий Корректор Подписное аи НИИ пригннаОЫХОкомпаП 7 ОРО КОММгпируадеимпусы Сигм. выход орась ающие цМпудьсы дактор Н. Лазаренко каз 1794/10 ПИ Государственно 113035,изводственно.издатеСоставитель В. ПучинсТехред И. ВересТираж 892комитета по изобретениям иосква, Ж - 35, Раушская ньский комбинат Патент, г. У крытиям при ГКНТ ССб., д. 4/5город, ул. Гагарина,0