Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения в переменное

по делам изобретений н открытий . Опубликовано 1508 82Бюллетень М 30Дата опубликования описания 15. 08. 82(53) УДК 621. 316.2, 1088.8) С. П. Лохов, И. В. Верба, Ю. С. Иоффе, В. И. резникови Г. А, Смердов /2Челябинский политехнический институт им.Ленинскогокомсомола и Запорожское производственное объединение(54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ Изобретение относится к электротехнике и может найти применение для регулирования напряжения в цепи первичных обмоток трансформаторов. Известен регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения, содержащий трансформатор, регу. пирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно соединенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, формирователи управляющих импульсов, к входам которых подключены вход фазосдвигающего устройства и через запирающие диоды - обмотки трансформатора датчика тока и обмотки трансформатора питающего напряжения 11 1,Недостатки преобразователя - повы" шенная сложность из-за наличия датчика тока и отсутствие автоматической подстройки фазы управляющих импульсов, что может привести к насыщению трансформатора при включениях,2Наиболее близким техническим решением к изобретению является регулируемый тиристорный преобразователь пе"ременного напряжения в переменное,содержащий трансформатор, регулирующий элемент, выполненный в виде встречно-параллельно вклюценных тиристоров, включенных в цепь первичнойобмотки трансформатора, фильтр низших частот, вход которого подключенпараллельно регулирующему элементу,репейный элемент с регулируемой шириной петли гистерезиса, вход которого соединен с выходом Фильтра иформирователь импульсов для включениятиристоров 12,Однако подача управляющих импульсов одновременно на оба тиристораснижает надежность преобразователя.Цель изобретения - повышение надежности.Цель достигается тем, цто в упомянутом преобразователе введены двалогических элемента И и динамический формирователь узких импульсов, фильтр низших частот выполнен в виде двухполярного интегратора, релейный элемент выполнен в виде реверсивного уси- лителя с положительной обратной связью динамический Формирователь узких импульсов выполнен в виде логического элемента "Равнозначность", один иэ входов которого защунтирован конден сатором, а другой вход через резистор подключен к первому входу,а также к выходу релейного элемента, к первому входу первого элемента И непосредственно и к первому входу вто рого элемента И через инвертор, ко вторым входам логических элементов И подключен выход элемента "Равнозначность", а выход каждого из элементов И связан с управляющим переходом 20 тиристоров через соответствующий канал формирователя импульсов. Для реализации широтно-импульсного регулирования переменного напряжения может быть дополнительно введен блок 25 формирования сигналов запрета, логические элементы И выполнены трехвходовыми, эти третьи входы объединены и соединены с выходом упомянутого блока формирования сигналов за прета.Переключение релейного элемента в определенную сторону возможно только тогда, когда напряжение на выходе интегратора изменяется в соответствующем направлении, а значит напряжение на тиристорах имеет требуемый знак. Под .действием напряжения релейного элемента в момент его переключения логические элементы и динамический формирователь узких импульсов обеспечивают подачу управляющего импульса только на один тиристор с положительным анодным напряжением, цто повышает надежность, но при этом не требуется введения дополнительных сигналов ( тока, напряжения питания, напряжения с тиристоров прямо на логические элементы ), кроме уже имеющихся. Преобразователь с блоком формирования импульсов запрета обеспечивает режим импульсного и фазового в сочетании с импульсным регулирования с подачей управляющих импульсов только на тиристоры с положительным на 55 пряжением и автоматическую коррекцию фазы управляющих импульсов, что не допускает насыщения трансформатора и также повышает надежность. На фиг.приведена схема предлагаемого преобразователя, на фиг,2 диаграммы, гоясняющие его работу.Преобразователь (см.фиг. 1) содержит трансформатор 1, регулирующий эле.мент 2, выполненный в виде встречнопараллельно включенных тиристоров, включенных в цепь первичной обмотки трансформатора, фильтр 3 низших частот, который выполнен в виде двухполярного интегратора и подключен входом параллельно регулирующему элементу, релейный элементс регулируемой шириной петли гистерезиса, который выполнен в виде реверсивного усилителя с положительной обратной связью и соединен входом с выходом фильтра, два трехвходовых логических элементаИ 5 и 6, выход каждого из которых связан с управляющим переходом тиристоров (оптотиристоров ) через соответствующий канал формирователя 7 импульсов для включения тиристоров, динамический формирователь 8 узких импульсов, который выполнен в виде логического элемента "Равноэнацностьн9,один из входов которого зашунтиро"ван конденсатором 10, а другой вход через резистор 11 подключен к первому входу, а также к выходу релейного элемента, к первому входу элемента 5 непосредственно и к первому входу элемента 6 через инверторКо вторым входам элементов 5 и 6 подключен выход элемента "Равнозначность", а к третьим входам этих элементов подключен выход блока 12 формирования сигналов запрета (Включить и "Отключить"). Регулирование ширины петли гистерезиса релейного элемента осуществляется сопротивлением 13 на входе реверсивного усилителя.При работе преобразователя фиг. в режиме широтно-импульсного в сочетании с фаэовым регулированием диаграммы сигналов имеют вид Фиг.2, где а - напряжение сети (О); б - напряжение на трансформаторе; в- напряжение на тиристорах; г - вольт- секундный интеграл напряжения на тиристорах 1,сигнал на выходе фильтра 3 ), д - вольт-секундный интеграл напряжения на трансформаторе (индукция в его магнитопроводе); е - ток тиристоров; ж - сигнал на выходе релейного элемента Й; з- напряжение на конденсаторе,10, и - напряжение на выходе блока 12 динамического фор5 95163мирования сигналов запрета; л - сигнал на выходе элемента 5; и - сигнал на выходе элемента 6.Переключения релейного элемента4Фиг.2 ж) происходят под действиемнапряжения на выходе интегратора 3в моменты времени, зависящие такжеот ширины петли гистерезиса 25, величина которой плавно регулируетсясопротивлением 13, На фиг, 2 г и д Оэти моменты выделены точками. Привключениях тиристоров в эти моментывремени исключается возможность насы-щения магнитопровода трансформатора,а его индукция В сразу после включе ьния изменяется пропорционально вольтсекундному интегралу напряжения сетиф, смещенному на величину шириныпетли гистереэиса релейного элемента при соответствующем выборе пос тоянной интегрирования Т,ф=- т Ч,.Ю т")сф формула изобретенияРегулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения впеременное, содержащий трансформатор,регулирующий элемент, выполненный ввиде встречно-параллельно включенных тиристоров, включенных в цепьпервичной обмотки трансформатора,фильтр низших частот, вход которогоподключен параллельно регулирующемуэлементу, релейный элемент с регулируемой шириной петли гистерезиса,вход которого соединен с выходом фильтра, и формирователь импульсов длявключения тиристоров, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены двалогических элемента И и динамическийформирователь узких импульсов, фильтрнизших частот выполнен в виде двух"полярного интегратора, релейный элемент выполнен в виде реверсивногоусилителя с положительной обратнойсвязью, динамический формировательузких импульсов выполнен в виде логического элемента ",равнозначность",один из входов которого зашунтированконденсатором, а другой вход черезрезистор подключен к первому входуа также к выходу релейного элемента,К первому входу первого элемента Инепосредственно и к первому входу вто"рого элемента И через инвертор, квторым входам логических элементовИ подключен выход элемента "Равнозначность", а выход каждого из элементов И связан с управляющим переходом тиристоров через соответствую"щий канал формирователя импульсов.2. Преобразователь по п.1, о т "л и ч а ю щ и й с я темчто в неговведен блок формирования сигналов запрета, логические элементы И выпол"нены трехвходовыми, эти третьи входыобъединены и соединены с выходом упо"мянутого блока формирования сигналов запрета.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеАвторское свидетельство СССРй 505011, кл. С 05 Г 1/30, 1974,2. Авторское свидетельство СССРйф 350110, кл. Н 02 М 5/22, 1970. На Фиг. 2 д штриховые линии построены в соответствии с выражением(1).В момент любого переключения релейного элемента на выходе динамического формирователя 8 импульсов формируются узкие импульсы 1 фиг.2 и), При команде "Отключить ( фиг. 2 к) на выи Зо , ходе блока 12 эти импульсы не проходят через логические элементы 5 и 6 на формирователь 7 импульсов, При команде "Включить" и положительном сигнале на выходе элемента 4 этог им.з пульс проходит через элемент 5 ( Фиг.2 л), а при нулевом 1 отрицательном )- через элемент 6 фиг,2 м). Этим обеспечивается подача управляющего40 импульса только на соответствующии тиристор без введения дополнительных сигналов, что повышает надежность. Как видно из диаграммы фиг.2 е, л,м при этом возможен пропуск подряд двух полуволн тока одного знака45 без насыщения магнитопровода транс" форматора и включение только определенных тиристоров, Кроме того, поскольку работа преобразователя синхронизирована напряжением тиристоров, то 50 возможно его включение в трехфазные цепи, в статорные и роторные обмотки асинхронных двигателей.Таким образом, в предложенном пре. обраэователе повышается надежность 55 и обеспечивается широтно-импульсцый 6 6режим регулирования. с автоматической подстройкой Фазы управляющих импульсов.