Устройство для фазового управления тиристорным преобразователем

1 Е СИ А их 11 Н 02 Р ГО ЕН Н АВТОРСН У Е.В,Лин.ева и институ кации сел АРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРлдм.,иэоьРетений и ОтнРытий ОПИСАНИЕ ИЗ 1 У СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Харьковски"т механизации и электрифи ьского хо зяйства(56) 1. Иииилло В.П Булатов О.Г Расчет полупроводниковых систем управления вентильными преобразователями. И "Энергия", 1966, с52, рис. 2-8 б, в.2. Справочник по преобразователь. ной технике, Под ред. Чиженко И,п Киев, "Техника", 1978, с. 223, рис 5.153. Авторское свидетельство СССР йф ббй 271, кл, Н 02 Р 13/16, 1977. (5)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕРЕИ, содержащее трехфазный синхронизирующий трансформатор, вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к диодам, общий резистор и источник постоянного напряжения, параллельно которому подключены шесть цепочек формирователей пилообразного напряжения, состоящих из регулируемого резистора и вклюценного последовательно с ним ин тегрирующего конденсатора, зашунтированного разрядным тиристором, причем управляющий электрод каждого ти 1 1 ристора соединен с катодом соответствующего диода, а общий резистор вклю чен между минусом источника питания и нулевым выводом звезды вторичной обмотки трансформатора,. о т,л и ц аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы устройства иуменьшения его .стоимости, устройство дополнительно снабжено шестью оптронами, шестью развязывающими диодами, операционным усилителем с входными резисторами и потенциометром смещения, транзистором с резистором в цепи базы, причем катод Фотодиода каждого оптрона и анод каждого развязывающего диода подключены к точке Ф соединения регулируемого резистора, Е интегрирующего конденсатора и анода разрядного тиристора, светодиод.каждого оптрона одной фазы формирователя включен в проводящем направле нии в цепь управляющего электрода разрядного тиристора другой, опережающей на 60 эл.град. Фазы, катоды . развязывающих диодов соединены с не" инвертирующим входом операционного усилителя через один входнои резис тор, инвертирующий вход усилителя через второй входной резистор связан с движком потенциометра, подключенного параллельно к источнику напряжения, выход операционного усилителя соединен через резистор с базой тран зистора, коллектор которого подклю 1 чен к плюсу источника напряжения; а эмиттер - к анодам фотодиодов оптронов,10Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис"польэовано в системах Фазового управления тиристорными преобразова"телями, требующими точной синхронизации управляющих сигналов с .напряжением питающей сети,Известны системы фазового управ"ления тиристорными преобразователя"ми, содержащие синхронизирующийтрансформатор, зарядное сопротивление, интегрирующий конденсатор, ди"одный, транзисторный или тиристорный коммутатор Г 1и Г 2Все эти.системы объединены общимпризнаком " пилообразным опорныынапряжением.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство,.содержащее трехфазныйсинхронизирующий трансформатор,вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подклю"чены к диодам, общий резистор, па"раллельно источнику постоянного напряжения подключены шесть цепочекформирователей пилообразного напряженйя, каждый из которых состоит изрегулируемого сопротивления, иитег"рирующего конденсатора и разрядноготиристора 3 ).Устройство отличается высокой точностью синхронизации и малой реакцией на колебания напряжения питаю"щей сети из"эа вертикального фронтасинхронизирующего импульса, дли. тельностью развертывающего пилообразного опорного напряжения 300 эл,град.экономичностью.Однако его пилообразное напряжение не содержит ограничивающего импульса, поэтому в инверторном режиме возможен аварий"ный режим "опрокидывание инвертора"Надежность работы устроиства невелика. В.реальных условиях оно должнобыть укомплектовано специальным устройствомдля ограничения углов управления, что повышает его стоимость. которому подключены шесть цепочек Формирователей пилообразного напряжения, состоящих из регулируемого сопротивления., интегрирующего конденсатора и разрядного тиристора, уп .равляющий электрод. каждого тиристора соединен с катодом соответствующего диода, а общий резистор включен между минусом источника питания инулевымвыводом звезды вторичной обмотки трансформатора, включены дополнительно шесть оптронов, шестьразвязывающих диодов, операционныйусилитель с входными сопротивлениямии потенциометром, смещения и тран"эистор. Катоды фотодиодов каждогооптрона и аноды развязывающих диодов подключены к точкам соединения в 10 15 каждой из цепочек формирователейпилообразного напряжения резистора,конденсатора и анода разрядного тиристора. Светодиоды каждого оптрона включены в, проводящем направлениив цепь управляющего электрода каждого иэ разрядных тиристоров, причемсветодиод оптрона одной фазы включенв цепь управляющего электрода разряд. ного тиристора другой, опережающей на 60 эл.градусов, фазы. Катоды раз"вязывающих диодов подключены к входному сопротивлению неинвертирующеговхода операционного усилителя., включенного в режиме трйггера Шмидта.Инвертирующий вход операционного усилителя через входное сопротивлениеподключен к движку потенциометра,соединенного с источником питания.Выход операционного усилителя связан,через сойротивление с базой транзистора, коллектор которого соеди"нен с плюсом источника питания, аэмиттер - с анодами фотодиодов оптронов. Ограничивающий импульс в каждом из формирователей напряжения образуется путем скачкообразного заряда интегрирующего конденсатора до напряжения источника питания через дополнительный транзистор и Фотодиодоптрона, Фаза ограничивающего импульса определяется величиной пилообраз"ного напряжения на неинвертирующемвходе и напряжением смещения на инвертирующем входе дополнительного 30 35 40 45 50 Цель изобретения - повышение йадежности работы устройства и уменьшение его стоимости,Поставленная цель достигается теьчто в устройстве для фазового управления тиристорным преобразователем,содержащем трехфазный синхрони=зирующий трансформагор, вторичные обмотки которого соединены в шестифазную звезду и подключены к анодамдиодов, общий резистор и источник,операционного усилителя. Выбор форми 55рователя, в котором в данный момент должен быть сформирован ограничивающий импульс, осуществляется с помощью светодиодов дополнительных оптронов,36772 постоянного напряжении, параллельно3 .1.035772 4На фиг. 1 прйведена принципи-рез диод 15, оптрон 20 - на тирисальная схема предлагаемого устрой- ; тор 9 и т. и. Амплитуда пилообразноства; на фиг. 2 " временные диаг- го напряжения увеличивается и досраммы его РЮоты; а - напряжение на. тигает такой величины, когда срабавторичных обмотках трансформатора;тывает триггер.Шмидта, выполненныйб - токи через общий резистор и дио" .на операционном усилителе 30, н неды, связанные с вторичными обмотками инвертирующий вход которого черезтрансформатора; в - напряжение на резистор 29 и развязывающие диоды 23- анодах тиристоров; г - напряжение на 28 подается пилообразное напряжевыходе операционного усилителя.10 ние. На его выходе появляется перУстройство содержит трехфазный вый прямоугольный импульс напряже"синхронизирующий трансформатор 1, ния 1 фиг.,2 г , и далее импульсы.слеисточник постоянного напряжения 2, . дуют непрерывно. Уровень срабатыва"зарядное сопротивление 3, конденса-ния триггера Вмидта задается потентор 4, разрядные тиристоры 5- 10, диоциометром 32. Прямоугольные импульсы . ды 11-16, светодиоды оптронов 17-22, . с выхода операционного усилителя 30развязывающие диоды 23-28, резистор через резистбр 33 поступают на базу29 Операционный усилитель 30, ре- транзистора 34, который используется .зистор 31, потенциометр 32, резистор как ключ и подает постоянное напряже 33, транзистор 34 и резистор 35. ние источника й на все аноды фото"Устройство работает следующим диодов. оптронов 17-,22; Один из. оп" . . образом, тронов всегда открыт в течениеВестифазная система напряжений, 60 эл.град , когда через его свето- образованная вторичными обмотками : диод. проходит ток управления одногосинхронизирующего трансформатора 1 иэ тиристоров. Следовательно, как видфиг.2 а ), питает выпрямитель, соб- но из фиг. 1 и 2, первый ограничиваюранный с помощью диодов 11- 16, вклю- : щий импульс формируется благодаряченных с ними последовательно свето- скачкообразному дозаряду интегрирую-. диодов оптронов 17-22 и цепочек уп- . щего конденсатора 4 до йапряжения .равляющий электрод - катод разряд- источника 2 путем шунтирования заряд". :ных тиристоров 5-10 по шестифазнойного резистора.3 по цепочке: коллек"нулевой схеме, как показано на фиг.1. тор-эмиттер транзистора 34, фотодиод.Нагрузкой выпрямителя является Ре- оптрона 19. Светодиод этого оптроназистор 35. .питается от диода 14, который в этоНа фиг. 2 б показан график тока че вРемя открыт. Затем ток сФрррнизаРез резистор 35 и цифрами обозач И ции переключается на диод 13.Ток чаны номера диодов, через которые про- Рез диод .14 прекращается и.светодиод текает ток. Под действием естествен- оптрона 19 гаснет. Оптрон.19 запира- ной.коммутации ток .через диоды 11- ется. Открывается тиристор 7, разря".16 протекает поочередно, Одновре- жая соответствующий конденсатор 4. На иенно с этим поочередно открываются ф .пряжение на входе усилителя 30 ста" Разрядные:тиристоры 5- 10 и эажига- новится ниже .Уровня срабатывания ются светодиоды оптронов .17-22. каж триггера Юмидта, выходное напряжекие дыи тиристор открыт в течение . Усилителя уменьшается и ключ 34 запи эл.град. Столько же длится свече- Рвется. Затем аналогичный дозаряд ние светодиода, После включения ис-45 происходит с конденсатором;который точиика постоянного напряжения 2 на .шунтируется тиристором 6. и т.д. интегрирующих конденсаторах 4 наци- . таким образом, в каждом из шести мает формироваться пилообразн,е на Формирователей образуется .пилооб-, ПРЯжение:(фиг.2 в ). Срыв пилробраз- Разное напРяжение с прямоугольной ного напряжения в каждом формирова 56 надстройкой в конце развертки(фиг.2 в, теле происходит .при открывании раз- с помощью которой ограничивается пе- . Рядмого тиристора узла синхрониэа-. Ремещение управляющих импульсов тиции, Как видно из фиг. 1 и 2 в, пер- . Ристоров преобразователя в инвертор-.вый отпирающий импульс от фазы "а" "ом режимечерез диод 11 и оптрон 22 подается 5 з С помощью.потенциометра 32 мож-.на тиристор 5; следующий, от фазы но произвольно задавать положение."с", через диод 16, оптрон 21 - на импульса ограничения в диапазонетиристор 10,; затем Ьт фазы "в", че 60 эл,град что позволяет в про."1035цессе наладки учесть угол коммутациии выбрать нужный угол запаоа,3 предлагаемом устройстве, использующем вертикальный принцип фазовогоуправления, управляющие импульсы,подаваемые на управляющие электродысиловых теристоров, образуются в мо"мент сравнения постоянного управляющего и пилообразных азовых напряжений, При увеличении постоянного на Опряжения, управляющие импульсы смещаются вправо и переводят тиристор"ный преобразователь иэ выпрямительного режима в инверторный; Придальнейшем увеличении постоянного 772, буправляющего напряжения, по достижении им величины, равной величине пилообразного напряжения, при которой формируется вертикальная прямоугольная надстройка, смещение управляющих импульсов вправо прекращается, т,е. вступает в действие ограничение регулирования управляющих импульсов. При правильном выборе ограничения управляющих импульсов в инверторном режиме полностью исключается аварийный режим "опрокидывание инвертора", что существенно по,вышает надежность работы устрой-ства,1035772 ЩгЕ Составитель Н.СавиноваРедактор А.маковская Техред В.Далекорей Корректор И.Демцив ие ее ееа евоеа в аа аавеавв таВее 6 аказ тная,ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул 52/58ИИПИ Гпо дел3035 дарственногоизобретений иква, Ж, Ра Подписноеитета СССРкрытийкая наб., д. 4/