Устройство для управления тиристорным преобразователем переменного напряжения

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ КАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихреспублик о 944056(5)М. Кл. Н 02 Р 13/16 6 Ьвудераюаий квинтет СССР ав алаи вэобретенкй к юткрыткй(72) Авторы изобретения К.И. Костылев, П.П. Николаев и С.В. Мельников;,Специальное конструкторское бюро Гомельского завода радиотехнологического оснащения 1 . :, - -(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ 1Изобретение относится к устройствам для управления статическими пре- образователями, с целью получения требуемого значения выходного параметра, выполненным на полупроводниковых приборах с управляющим электро дом, и может быть использовано для измерения напряжения, следовательно, и тока на активной или индуктивной нагрузке, включенной в цепь питания через тиристор в частности для управления напряжения на катушке электромагнита вибробункера автомата распаковки микросхем.Наиболее близким к предложенному является устройство для регулирования тиристорным преобразователем переменного напряжения, содержащее фаэосдвигающую цепочку из последовательно соединенных конденсатора и ре зистора, один из выводов которого соединен с первым выводом дпя подключения источника переменного напряжения, пороговый элемент и импульсный 2трансформатор, при этом первичнаяобмотка импульсного трансформатораобразует последовательную цепь с пороговым элементом, шунтирующую конденсатор 1,Однако такое устройство имеет неполный диапазон регулирования фазового сдвига в области фазовых углов,т,е. 120 оЦель изобретения - расширениедиапазона регулирования.Поставленная цель достигается тем,что дополнительно введены первыйдиод и узел из соединенных параллельно конденсатора и второго диода, первый диод соединен параллельно с конденсатором фазосдвигающей цепочки,а узел из соединенных параллельноконденсатора и второго диода включенмежду вторым выводом для подключенияисточника переменного напряжения идругим выводом фазосдвигающей цепочки, при этом аноды первого и второгодиода образуют общую точку.405 б 3 94Такое выполнениеустройства позволяет расширить диапазон регулирования фазового сдвига импульсов управления от Оо до 180 О, при котором происходит изменение напряжения и токана нагрузке от Нуля до максимальногозначения.На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммынапряжений,Схема устройства включает резистор 1, переменный резистор 2, резистор 3, переменный резистор 4, первый диод 5 конденсатор 6, второйдиод 7, конденсатор 8, пороговыйэлемент 9 (динистор), первичную об",мотку 10 импульсного трансформатора11, вторичную обмотку 12 импульсноготрансформатора, диод 13 выходной цепи, тиристор 14, нагрузку 15. Приэтом резисторы 1, 4 и конденсатор 8образуют фаэосдвигающую цепочку. Нафиг. 2 показаны временные диаграммынапряжений 16 на тиристоре 14, напряжений 17, на конденсаторе 8,напряжений 18 на конденсаторе 7. Устройство работает следующим образом.При включении источника питания (сеть - 50 Гц, 220 В) напряжение подается на закрытый тиристор 14 через нагрузку 15 и на вход устройства, при котором происходит заряд и разряд конденсаторов 6 и 8. В положительный полупериод амплитуды напряжения источника питания происходит изменение полярности и разряд конденсатора 6 через резисторы 2, 3 и 4 и конденсатор 8. В начальный период разряда конденсатора 6 диод 5 закрыт, так как потенциал на катоде диода 5 больше потенциала на аноде последнего, при котором происходит задержка заряда конденсатора 8 от источника питания. В дальнейшем по мере разряда конденсатора 6 происходит увеличение положительного потенциала на аноде диода 5 и амплитуды напряжения на конденсаторе 8 от источника питания через резисторы 1 и 4, причем разряд конденсатора 6 происходит раньше достижения максимального значения амплитуды напряжения на конденсаторе 8, В отрицательный полупериод напряжения источника питания происходит разряд конденсатора 8 и заряд конденсатора 6,5 0 15 20 25 30 35 40 45 50 55 При разряде конденсатора 8 через резисторы 4, 2, 3, конденсатор 6 диод 7 закрыт, при этом происходит задержка повышения амплитуды напряжения на конденсаторе 6. В дальнейшем по мере увеличения амплитуды напряжения на конденсаторе 6 происходит уменьшение амплитуды напряжения на конденсаторе 8, причем разряд последнего происходит по времени раньше достижения максимального значения амплитуды напряжения на конденсаторе 6. Далее процесс разряда и заряда конденсаторов 6 и 8 в каждый из полупериодов аналогично повторяется, причем амплитуда напряжения на конденсаторе 8 по отношению к амплитуде напряжения на аноде тиристора 14 по фазе отстает примерно на 90 эл.град., а амплитуда напряжения на конденсаторе 6 отстает по фазе по отношению к амплитуде напряжения на, катоде тиристора 14 примерно на 90 эл,град.При уменьшении сопротивления переменного напряжения резистора 4 происходит увеличение амплитуды напряжения на конденсаторах 6 и 8, Амплитуда напряжения на конденсаторе 8 будет нарастать до тех пор, пока не достигнет величины, несколько превышающей значение амплитуды напряжения включения динистора 9. В период включения динистора 9 в проводящее состояние происходит изменение полярности на конденсаторе 8 при нулевом напряжении на конденсаторе 6. При включении динистора 9 на обмотку 10 импульсного трансформатора 11 подается ток от источника питания через резисторы 1 и 4 и разрядный ток конденсатора 8. По мере разряда конденсатора 8 происходит увеличение тока в цепи разряда, достигая максимального значения при минимальном значении напряжения на конденсаторе 8. В этот момент изменяется полярность на обмотке 1 О, ток которой при изменении своего направления и замыкает по цепи динистор 9 и конденсатор 8. Конденсатор 8 при изменении полярности перезаряжается 44 ерез резисторы 1 и 4 и диод 5 до амплитуды напряжения, равной падению напряжения на динисторе 9 в открытом состоянии. При этом ток, протекающий от источника питания через резисторы 1 и 4, больше суммы токов удержания динистора 9 в открытом состоянииисходит увеличение количества импульсов в цепи управления тиристора 14 в положительный полуперид напряжения сети, следующих друг за другом через каждыепримерно, 10 эл,град причем первый импульс управления смещен по фазе на 180 эл,град. относительно напряжения в положительный полупериод напряжения на аноде тиристора 14. Одновременно при увеличении количества импульсов управления происходит сдвиг напряжения на конденсаторах 6 и 8 и уменьшение времени заряда и разряда последних. Следовательно, включение диода 7 и параллельной диодно-емкостной цепочки, состоящей из диода 5 и конденсатора 6, расширяет диапазон регулирования фазового сдвига импульсов управления в пределах 0- 180 эл.град., следовательно, и изменяет плавно ток (напряжение) на нагрузке от нулевого до максимального значений, Переменный резистор .2 и резистор 3 включены в связи с разбросом напряжения включения динисторов с целью установления при неизменном максимальном значении сопротивления резистора 4 на нагрузке 15 нулевого значения напряжения. Количество импульсов, образующихся в цепи управления тиристора 14, зависит от напряжения включения динистора 9, чем меньше напряжение включения последнего, тем больше импульсов управления и наоборот,Предлагаемое устройство обеспечивает более широкии диапазон регулирования по сравнению с известным. Формула изобретения Устройство для управления тиристорным преобразователем переменного напряжения, содержащее фазосдвигающую цепочку из последовательно соединенных конденсатора и резистора, один из выводов которой соединен с первым выводом для подключения источника переменного напряжения, пороговый элемент и импульсный трансформатор, при этом первичная обмотка им" пульсного трансформатора образует последовательную цепь с пороговым элементом, шунтирующую конденсатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, в него дополнительно введены первый диод и узел из соединен 5 944056 6 тока заряда конденсатора 8. Динистор 9 остается открытым до окончания положительной амплитуды напряжения источника питания, При протекании через обмотку 10 тока от источника питания и тока разряда конденсатора 8 во вторичной обмотке образуется импульс управления с крутым передним фронтом, протекающим через диод 13 в цепь управления тиристора 14, приоткрывая последний. Приоткрытии тиристора 14 через нагрузку 15 протекает в положительный полупериод напряжения источника питания ток, образующий на нагрузке 15 1 зпадение напряжения, равное разностимежду напряжением источника питанияи падения напряжения на тиристоре 14.В отрицательный полупериод напряжения источника питания происходит из- ррменение полярности и разряд конденсатора 8. и изменение полярности изаряд конденсатора 6 до максимального значения. В дальнейшем при неизменном значении сопротивления пере Зменного резистора 4 процесс включения и выключения динистора 9 повторяется. При уменьшении сопротивленияпеременного резистора 4 происходитсдвиг по фазе относительно напряже- ЗЕния на аноде тиристора 14 импульсауправления в цепи управления последнего, при котором происходит плавноеувеличение напряжения, следовательно и тока, на нагрузке 15. Одновременно происходит увеличение амплитуды.напряжения на,конденсаторах 6 и 8и уменьшение заряда и разряда конденсатора 8 и 6, причем разряд последнего происходит раньше, чем зарядконденсатора 8. При дальнейшем уменьшении сопротивления переменного резистора 4 происходит увеличение напряжения на конденсаторе 8 до амплитуды напряжения включения динистора 9.Таким образом, при определенномзначении сопротивления переменногорезистора вследствие увеличенияамплитуды напряжения на конденсаторе 8 в положительный полупериод напряжения источника питания в цепиуправления образуется два импульса,причем первый сдвинут по Фазе на70 эл.град. по отношению к напряже 55 нию на аноде тиристора 14. При уменьшении сопротивления переменного резистора 4 до минимального значения% Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРМ 296209, кл, Н 02 Р 13/16, 1971 НИИПИ Заказ 5148/7Тираж 721 Подписное Филиал ППП "Патент",.Ужгород,ул,Проектная,4 7 944056 8ных параллельно конденсатора и вто- водом фазосдвигающей цепочки, при рого диода, первый диод соединен этом аноды первого и второго диода параллельно с конденсатором фазосдви- образуют общую точку.гающей цепочки, а узел из соединен"ных параллельно конденсатора и второго диода включен между вторымвыводом для подключения источникапеременного напряжения и другим вы"