Устройство для управления тиристорным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН ЛО 110463 02 Р 131 Г" "фэРю цЭ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,.ЬЙМИЗОИЩР 4 ь ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(72) Л.П.Шичков и А.Ф.Алексеев (7 1) Всесоюзный сельскохозяйственныйинститут заочного образования (53) 621.384.27(088.8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР У 674 184, кл. Н 02 Р 13/24, 1977.2. Авторское свидетельство СССР В 922995, кл. Н 02 Р 13/24, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее генератор пилообразного напряжения, вход которого предназначен для подключения к питающей сети, блок формирования управляющего напряжения, вход которого предназначен для подключения к нагрузке, выходы генератора пилообразного напряжения и блока формирования управляющего напряжения подключены к входам порогового элемента, и два формирователя импульсов управления, выходы которых являются выходами устройства, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено счетным триггером, а формирователи импульсов управления содержат генератор, выполненный на элементе И-НЕ, трех элементах НЕ и первом конденсаторе, второй конденсатор и транзисторный усилитель с трансформаторным выходом, причем выход порогового элемента соединен с входом счетного триггера и первыми входами элементов И-НЕ, вторые входы которых соединены с прямым и инверсным входами счетного триггера соответственно в каждом формирователе импуль- ОЭе сов управления выход элемента И-НЕ соединен с одним выводом первого конденсатора и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен с третьим Ъаев входом элемента И-НЕ и через третий элемент НЕ и второй конденсатор - сФаей входом транзисторного усилителя.1 аей1104636 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорнымипреобразователями,Известно устройство для управления5тиристорным преобразователем, содержащее генератор пилообразного напряжения, синхронизированньй от электрической сети, и блок управляющего напряжения, соединенные выходами с вхо Одами порогового элемента на операционном усилителе, выход которого связан с усилительно-формирующим блокомвыходных импульсов 1 1 .Недостатком данного устройства является воэможность управления силовыми тиристорами преобразователя толькопри положительной полуволне сетевогонапряжения. Поэтому для управления втечение обеих полуволн сетевого напряжения потребуются два таких устройства, причем из-за разброса параметровэлементов генераторов пилообразногонапряжения углы включения тиристоровразличны. Для уменьшения этого разли чия необходимо применять в генераторах пилообразного напряжения высокостабильные элементы с малыми разбросами параметров от номинальных, что ведет к удорожанию устройства,30Наиболее близким к изобретению подостигаемому результату является устройство для управления тиристорнымпреобразователем, содержащее генератор пилообразного напряжения, входкоторого предназначен для подключения З 5к питающей сети, блок формированияуправляющего напряжения, вход которого предназначен для подключения к нагрузке, выходы генератора пилообразного напряжения и блока формирования40управляющего напряжения подключенык входам порогового элемента, и дваформирователя импульсов управления,выходы которых являются выходами устройства2 .45Недостатками известного устройстваявляются невысокая надежность и малаяпомехоустойчивость, так как устройст-,во состоит из значительного числаэлементов с невысокой стабильностью и.малой помехоустойчивостью.Целью изобретения является повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигаетсятем,что устройство для управления55тиристорным преобразователем, содержащее генератор пилообразного напряжения, вход которого предназначен для 3подключения к питающей сети, блокформирования управляющего напряжения,вход которого предназначен для подключения к нагрузке, выходы генераторапилообразного напряжения и блока фоормирования управляющего напряженияподключены к входам порогового элемента, и два формирователя импульсовуправления, выходы которых являются. выходами устройства, снабжено счетнымтриггером, а формирователи импульсовуправления содержат генератор, выполненный на элементе И-НЕ, трех элементах НЕ и первом конденсаторе, второйконденсатор и транзисторный усилительс трансформаторным выхс",ом, причем выход порогового элемента соединен свходом счетного триггера и первымивходами элементов И-НЕ, вторые входыкоторых соединены с прямым и инверснымвходами счетного триггера соответственно, в каждом формирователе импульсов управления выход элементаИ-НЕ соединен с одним выводом первого конденсатора и входом второго элемента НЕ, выход которого соединен стретьим входом элемента И-НЕ и черезтретий элемент НЕ и второй конденсатор - с входом транзисторного усилителя,На фиг,1 представлена схема устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.Устройство содержит генератор 1пилообразного напряжения, блок 2 формирования управляющего напряжения, пороговой элемент 3 на операционномусилителе 4 с положительной обратнойсвязью через резистор 5, распределитель 6 импульсов, выполненный на счетном триггере 7, формирователи 8 и 9импульсов управления, каждый из которых содержит высокочастотный генератор, собранный на элементах И-НЕ 1 Р,трех элементах НЕ 11-13 и конденсаторе 14, Устройство содержит также формирующую дифференцирующую цепь наконденсаторе 15 и резисторе 16, усилительный каскад на транзисторе 17,включенном по схеме с общим эмиттероми импульсным трансформатором 18 в егоколлекторной цепи, и развязывакициеполупроводниковые диоды 19 и 20 впервичной и вторичной цепях импульсного трансформатора,.Устройство работает следующим образом,На прямой вход порогового элемента3 в виде операционного усилителя 4,11046 Зохваченного положительной обратной связью через резистор 5, подается пилообразное напряжение удвоенной частоты сети от генератора 1, а на инверсный вход - напряжение управления от5 блока 2. При превышении напряжения О, (фиг.2 а) на прямом входе операционного усилителя над напряжениемО 6 на его инверсном входе операционный усилитель за счет положительной обратной связи через резистор 5 мгновенно переключается, а при резком спадении напряжения Ю в конце его пе" риода возвращается в исходное состояние.15Напряжение Ос (фиг,2 б) прямоугольной формы с выхода операционного усилителя 4 поступает на вход, счетного триггера 7, а также на вход формирователей 8 и 9.20Формирователь 8 (или 9) содержит на входе управляемый высокочастотный генератор на элементах И-НЕ 10-13 и хронирующем конденсаторе 14. На первый вход элемента И-НЕ 10 поступает сигнал 01 с прямого выхода триггера 7, на второй в .напряжение О с с выхо-да порогового элемента 3, имеющее двойную частоту и регулируемую длительность, определяющую углы включения Ц и с силовых тиристоров, а на тре 1 гтий вход - напряжение положительной обратной связи с выхода элемента И-НЕ 12. При наличии напряжения одновременно на первом и втором входах логичес 35 кого элемента И-НЕ 10 с прямого выхода триггера 7 и выхода порогового элемента 3 высокочастотный генератор вступает в работу и формирует высокочастотные импульсы необходимой частоты, определяемой емкостью хронирующего конденсатора 14 и скважностью, равной двум, которые, проходя дифференцирующую цепь, состоящую из конденсатора 15 и резистора 16, укорачиваются до необходимой длительности и приобретают оптимальную форму для наи 36 4более эффективного открытия силовых тиристоров: крутой передний фронт и экспоненциально спадающий задний. Длительность пачки высокочастотных импульсов равна углу проводимости силовых тиристоров и обеспечивает их надежное включение, исключает самопроизвольное выключение при прерывистом токе нагрузки. Усиление импульсов до необходимого уровня осуществляется усилителем на транзисторе 17 с нагрузкой в цепи коллектора в виде импульсного трансформатора 18, вторичная обмотка которого является выходной. Для исключения подачи отрицательного уровня импульсов на управляющий электрод силового тиристора служит диод 20. Для снятия напряжений и улучшения пзремагничивания сердечника импульсного трансформатора его первичная обмотка шунтирована диодом 19, За счет использования распределителя импульсов в виде счетного триггера 7 с прямым и инверсным выходами подача "пачки" импульсов на силовой тиристор с целью снижения потерь мощности в нем производится только при положительном напряжении на его аноде, а использование в канале управления общих блоков генератора пилообразного напряжения 1 и управляющего напряжения 2 обеспечивает равенство углов включения силовых тиристоров при положительной и отрицательной полуволнах сетевого напряжения.Предлагаемое устройство характеризуется простотой схемы, малым количеством элементов, компактностью выполнения и повышенной надежностью в работе при оптимальной форме импульсов управления силовыми тиристорами.Предлагаемое устройство может быть использовано в многофазных преобразователях, Количество каналов определяется количеством фаз преобразователя при общем блоке управляющего напряжения.1104636 Составитель В.Миронедактор Н.Пушненкова Техред Т,Дубинчак ректор А.Фоври одписно 319/42 Тираж 667 ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений н открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб.