Устройство управления -фазнымтиристорным регулятором

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Веспубве(22) Заявлено 240779 (21) 2801133/24-0с присоединением заявки Кх 51)М. Кл Н 02 оеуааретвеииый комитет СССР ио дмам изобретеиий и открытийтоь н ите ойст ым р Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования напряжения, преимущественно в трехфаэной сети переменного напряжения с нейтралью.5Известно устройство управления трехфазным тнрнсторным регулятором, содержащее трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети переменного тока, а к вторичной обмотке которого.через выпрямитель подключены базы первого однопереходиого транзистора.с первым времязадающим йС-контуром в цепи эмиттера, второй н третий однопереходные транзисторы 1 э с КС-контурами в цепях эмиттеров,источник питания постоянного тока, импульсные трансформаторы, выводы вторичных обмоток которых образуют выходные выводы устройства и тиристор 26 управления 11.Однако известное устройство сложно так как включает в себя несколько многообмоточных трансформаторов,выпрямительных мостов и других элементов, н недостаточно надежно в работе.Йанболее близким к предлагаемому по технической сущности является устр во управления в-Фазным тиристорн егулятором, содержащее м Форми.- 30 рователвй импульсов, каждый нз ко рых содержит пороговый элемент ти ристорный ключ и дифференцирующую цепочку, выполненную и виде последовательно соединенных конденсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, выводы вторичной обмотки которого образуют выходные выводы, причем входы Формирователя импульсов первой Фазы подключены к источникам йульсирующего и постоянного напряжений, а входы последующих к источнику постоянного напряжения и к выводам %ВФФерекцирующей цепочки Фармировательсов предыдущей Фазы Г 2.вестном устройстве первичныеимпульсных трансформаторовны последовательно с конденсавремязадающих й 6-контуров,чтооляет получит мпульсы достамощиости к дл льностн, чтонадежность и стабильность.Использование в качестве пороговых элементов стабилитроиов, подключенных к управляищим электродам тиристоров,делает порог срабатывания завксиьым от тока отпирания ткристоров. Однако этот ток кмеет щирокую область эиаче ний к для разных тирнсторов колеблется в больщом диапазоне, что не обеспечивает стабильности по фазе формируемых импульсов.Цель изобретения - повышение надежности и стабильности.Поставленная цель достигается тем,что в устройстве пороговый элементвыполнен в виде релаксационного генератора на однопереходном транзисторе,выход которого соединен с управляющим электродом тиристорного ключа,подключенным послеповательно с лифференцирующей цепочкой к источнику постоянного напряжения, при этом дифференцирующая цепочка зашунтированавновь введенным разрядным резистором,аноды тиристорных ключей всех фазсоединены между собой и подключены кисточнику постоянного напряжения через вновь введенный балластный резистор,и базы однопереходного транзистора формирователя импульсов первой фазы зашунтированы вновь введенным блокировочным тиристором.На чертеже приведена электрическаяпринципиальная схема предлагаемогоустройства.Схема включает силовые тиристоры(симисторы) 1 - 3, через которые ктрехфазной сети переменного тока(клеммы 4-7) подсоединена нагрузка8-10 (нагревательные элементы,электродвигатели вентиляторов и т,п.),источник питания, составленный трансформатором 11, выпрямительным мостом 12, балластным резистором 13,стабилитроном 14, диодом 15 и конденсатором 16 фильтра,устройство управления, образованное тремя формирователями импульсов, содержащими тиристорные ключи 17-19, разрядные резисторы20 - 22, балластный резистор .23, конденсаторы 24 - 26 дифференцирующихцепочек, пороговые элементы, содержащие однопереходные транзисторы 2729 с ВС-контурами 30, 31, 32, 33 и34, 35 в цепи эмиттеров транзисторов,блокировочный тиристор 36, потенциометр 37, диоды 38 - 40,На выходы устройства управленияподключены зашунтированные диодами41 - 43 первичные обмотки импульсныхтрансформаторов 44 - 46, вторичныеобмотки которых подключены к управляющим электродам симисторов.Регулятор напряжения работает следУющим образом.Базы однопереходного транзистора27 питаются напряжением трапецеидальной формы с выхода выпрямленногомоста 12 и ограниченным по амплитуде стабилитроном 14, К регулируемомуисточнику постоянного напряжения,об-.разованному диодом 15, конденсатором 16 фильтра, потенциометром 37и резисторами 47 и 48, подключеныВС-контур 30 и 31, Когда конденсатор 31 зарядится до напряжения отпирания однопереходного транзистора,оноазряжается через его эмиттер базу и резистор 49. К резистору 49 подсоединены управляющие электроды тиристоров 17 и 36. Поэтому под действиемимпульса напряжения, выделяемого нарезисторе 49, эти тиристоры отпираются. При этом тиристор 36, открываясь по цепи анод - катод, шунтирует однопереходный транзистор 27 побазам и удерживается в открытом положении до конца полупериода напряжения питания. В провалах между импульсами напряжения питания тиристор 36запирается. За счет этого на резисторе 49 в течение каждого полупериодаформируется лишь один импульс, поступающий через разделительный диод 38 15 на управляющий электрод тиристора 17.Под действием этого импульса отпирается тиристор 17, образующий с тиристорами 18 и 19 трехстабильный триггер. Когда тиристор 17 открывается, 2 О через резистор 23, коммутирующий конденсатор 24 и первичную обмотку, трансформатора 44 проходит импульс, заряжающий конденсатор 24 до напряженияна резисторе 20. Со вторичной обмотки импульсного трансформатора 44 импульсы поступают на управляющийэлектрод - катод симистора 1. Примаксимальном напряжении, снимаемом спотенциометра 37,конденсатор 31 успевает зарядиться в начале каждого по- ЗО лупериода. В этом случае симистор 1открывается с максимальным углом отпирания и напряжение на выходе регулятора имеет максимальное значенйе,Одновременно с отпиранием тиристо- И ра 17 под действием напряжения, падающего на резисторе 20,начинает заряжатьсячерез резистор 32 конденсатор 33 до порога отпирания транзистора 28. Когда конденсатор 33 зарядится, транзистор 28 открывается,пропуская через себя на резистор 50 импульс, вызывающий отпирание тиристора 18. Через резистор 23, открывающийся тиристор 18, первичную обмотку импульсного трансформатора 45 икоммутирующий конденсатор 25 проходит импульс, поступающий со вторичной обмотки трансформатора в цепьуправления симистора 3. За счет падения напряжения на резисторе 23 призаряде коммутирующего конденсатора25 и напряжения.на уже заряженномконденсаторе 24 тиристор 17 закрывается. Время заряда конденсатора 33определяется требуемым углом сдвига Я в формируемых для подачи на управляю.щие электроды силовых симисторов1 - 3 импульсов, равным 60 эл.град,что для переменного тока частотойв 50 Гц составляет 3,3 мс. Это время р зависит от постоянной времени кС-контура 32, 33, порога отпирания транзистора 28 и падения напряжения нарезисторе 20. Под действием падениянапряжения на резисторе 21 через ред зистор 34 заряжается конденсатор 35851730 формула изобретения Устройство управления е-фазным тиристорным регулятором, содержащее щ Формирователей импульсов,20 каждый иэ которых содержит пороговыйэлемент, тиристорный ключ и дифференцирующую цепочку, выполненную ввиде последовательно соединенных кон-денсатора и первичной обмотки импульсного трансформатора, выводы вто.ричной обмотки которого образуют выходные выводы, причем входы формирователя импульсов первой фазы подключены кисточнику пульсирующего напряжения и к источнику постоянного напряжения, а входы последующих - к источнику постоянного напряжения и квыводам дифференцирующей цепочкиформирователя импульсов предыдущейфазы, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения надежности истабильности, пороговый элемент выполнен в виде,релаксационного генера-.тора иа однопереходном транзисторе,выход которого соединен с управляющим электродом тиристорного ключа,подключенным последовательно с дифференцирукщей цепочкой к источнику постоянного напряжения, гри этом дифференцирующая цепочка зашунтированавновь введенным разрядным резистором,аноды тиристорных ключей всех фазсоединены между собой и подключены кисточнику постоянного напряжения через вновь Введенный балластный резистор, а базы однопереходного транзистора формирователя импульсов первойфазы зашунтированы вновь введеннымблокировочным ткристором.Источннки информации,принятые во внимание при экспертизе1, Тирнсторы. Технический справочник. Пер. с англ под. ред.В.А. Лабунцова и др. М., "Энергияф,1971, с. 247-248, рис. 9-39.2. Авторское свидетельство СССРЮ 433604, кл. Н 02 Р 13/16, 1971. до порога срабатывания транзистора 29. Когда конденсатор 35 зарядится, открывается транзистор 29, вызывая отпирание тиристора 19 и формирование на выходе трансформатора 46 импульса, поступающего на вход симистора 2. Одновременно закрывается тиристор 18. Поскольку время заряда конденсатора 35 составляет 3,3 мс, импульс, формируемый на выходе трансформатора 46 сдвинут по отношению к импульсу на выходе трансформатора 45 на 60Когда в провале между импульсами питания закрывается тиристор 36,конденсатор 31 снова начинает заряжаться через резистор 30 и по истечении 0,01 с заряжается до напряжения отпирания транзистора 27 и на резисторе 49 снова выделяется импульс напряжения, отпирающий тиристоры 36 и 17. В дальнейшем работа регулятора напря- жения повторяется. Для увеличения амплитуды импульсов тока резистор 23 шунтируется конденсатором 51 с последовательно включенным резистором 52.При крайнем верхнем положении под вижного вывода потенциометра 37 время заряда конденсатора 31 минимальное и транзистор 27 формирует импульсы в начале каждого полупериода напряжения питания. Поскольку независи- р) мо от положения 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 напряжении, снимаемом с потенциометра 37, силовые симисторы 1-3 отпираются с максимальным углом проводимости и напряжение на выходе регулятора-имеет максимальное значение. Минимален фО угол проводимости симисторов; когда ползунок потенциометра 37 выведен вниз. В этом случае время заряда конденсатора 31 приближается к времени полупериода напряжения питания, и 45 отпирание транзистора 27 происходит в конце полупериодов.Таким образом, предлагаемый регулятор напряжения обеспечивает за счет простого изменения величины на- щ пряжения управления изменение на выходе трехфазного напряжения от максимального значения до нуля.Для установки требуемых порогов срабатывания транзисторов и компенсации разбросов.постоянных, времени В 6-контуров и напряжения их питания служат потенциометры 53-55. Для формирования лишь одного в течение полупериода импульса анод тиристора 36 может быть подключен не только ЙО 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 напряжения питания лишь одного импульса.Предлагаемое устройство характеризуется высокой стабильностью и надежностью работы при подсоединении к его выходу различной нагрузки.851730 Составитель И.Головиня Техред И. Рейвес г-.,Пчели КорректорВ, Синицка Редакт одписное каз б 3 ал ППП фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ИИПИ Го по дела 3035, И Тираж 130арственногозобретенийва, Ж, Р комитета СССРоткрытийушская наб.,