Устройство для включения тиристоров

СОЮЗ С 08 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН Н 02 М 1 08 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ катодом второго анэистора непоен к управляющеи через второй плюсовым выводом выпрямителя. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Лекоргийе Ж . Управляемые электрические вентили и их применение. М., "Энергия", 1971, с. 216- 224.2. Паспорт от 1948. ОС . 000 ПС на устройства поджига дуги типа Об 1948- УЧ; Об 948-01 УЧу Об 1948-02 УЧ.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВКЛЮЧЕНИЯ ТИРИСТОРОВ, содержащее трансформатор, вторичная обмотка которого связана через первый резистор с двухполупериодным выпрямителем переменного тока, к плюсовому. выводу которого подключена первичная обмотка импульсного трансформатора, соединенная с анодом тиристора, катод которого 80 115174 А соединен с минусовым выводом выпрямителя, к плюсовому выводу которого подключен первый вывод конденсатора, первый диод, включенный параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора, вторые диод и резистор, две вторичные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим переходам силовых тиристоров, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения стабильности, оно снабже-. но транзистором, эмиттер которого и анод второго диода подключены к минусовому выводу двухполупериодного выпрямителя, базовый вывод транзистора соединен с вторым выво-дом конденсатора и диода, коллектор тр средственно подключ му электроду тиристора резистор связан с двухполупериод ног о1 11151Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в устройствах поджига дуги (УПД),предназначенных для первоначального возбуждения дуги между электродом горелки и свариваемым иэделием в установках газоэлектрической сварки неплавящимся электродом, между электродом и соплом в горелках для микроплазменной сварки и 10 плазматронах для плазменной сварки в среде защитных газов, между электродом и соплом в плазматронах для воздушно-плазменной резки металлов, плазменнЬго нанесения покрытий.гИзвестны ус тр ойст ва, осуществляющие импульсно-фазовое включение Тиристоров в цепи переменного тока на основе релаксационного генератора, выполненного на однопереходном транзисфторе и КС-цепочке 1 3.Релаксационный генератор запитан от стабилизированного источника питания для исключения нестабильности фазового угла включения тиристоров из-за колебаний напряжения питающей сети переменного тока 220 В.Наиболее близким к предложенному по технической сущности является устройство, осуществляющее импульсно 30 фазовое включение параллельно-встречно включенных между собой тиристоров в цепи переменного тока 220 В УПД, выполненного на однопереходном транзисторе и КС"цепи 2 .С целью уменьшения веса и габари тов питание однопереходного транзистора и импульсного трансформатора осуществляют от параметрических стабилизаторов напряжения на основе стабилитронов.Известное устройство для включения тиристоров состоит из двухполупериодного выпрямителя переменного тока, подключенного к питающей сети 220 В переменного тока, первой последовательной цепочки, состоящей из резистора и с 1 абилитрона, подключенной к плюсовому и минусовому выводам двух" полупериодного выпрямителя, конденсатора, подключенного параллельно 5 ф стабилитрону первой последовательной цепочки, импульсного трансформатора, содержащего первичную обмотку, подключенную началом к плюсовому выводу выпрямителя через резистор 55 первой последовательной цепочки и две вторичные обмотки, подключенные к управляоцим переходам силовых тиристоров УПД, тиристора, включенного анодом последовательно с первичной обмоткой импульсного трансформатора и катодом соединенного с минусовым выводом двухполупериодного выпрямителя, КС-цепи, подключенной параллельно плюсовому и минусовому выводам выпрямителя, компаратора, выполненного на однопереходном транзисторе, при этом его эмиттер соединен с конденсатором первой КС-цепи, а вывод первой базы однопереходного транзистора соединен через кнопочный выключатель с управляющим электродом тиристора, последовательной цепочки, состоящей из резистора и стабилитрона и подключенной к полюсовому и минусовому выводам выпрямителя, выводы первой и второй базы однопереходного транзистора через резисторы подключены параллельно стабилитронам второй последовательной цепочки, первого диода, включенного параллельно первичной обмотке импульсного трансформатора, катодом подсоединенного к началу упомянутой,обмотки, второго диода, катодом подключенного к аноду упомянутого тиристора и анодом связанного через балластный резистор, включенный в цепи стабилитронов второй последовательной цепочки с плюсовым выводом двухполупериодного выпрямителя.Балластный резистор предназначен для обеспечения надежного включения тиристора на индуктивную нагрузку (обмотка импульсного трансформатора) за счет протекания через него тока, равного или превышающего величину тока включения тиристора при подаче на его управляющий электрод импульса управления .С помощью переменного резистора, установленного в КС-цепи, выставляют фазовый угол открывания тиристора, близкий к 90 эл . град., когда мгновенное значение напряжения питающей сети достигает амплитудного значения . Благодаря этому УПД вырабатывает высоковольтные импульсы требуемой амплитуды.Однако из-эа нестабильности элементов в процессе эксплуатации УПД периодически подстраивают фазовый угол открывания силовых тиристоров УПД, близкий к 90 эл. град. Настройка устройства на появление импульсов управления в момент достижения амплитудного значения питающего на3 1115пряжения как в процессе изготовленияустройства, так и в процессе егоэксплуатации, усложняет устройство,Кроме того, схема устройства импульсно-фазового включения силовых тирис 5торов УПД является достаточно сложной по количеству используемых вней электро- и радиоэлементов.Целью изобретения является повышение стабильности работы и упрощение устройства,Поставленная цель достигается тем,что в устройство для включения тиристоров, содержащее трансформатор,вторичная обмотка которого связаначерез первый резистор с двухполупериодным выпрямителем переменноготока, к плюсовому выводу которогоподключена первичная обмотка импульсного трансформатора, соединенная санодом тиристора, катод которого соединен с минусовым выводом выпрямителя, к плюсовому выводу которого подключен первый вывод конденсатора,первый диод, включенный параллельно 25первичной обмотке импульсного трансформатора, катодом подсоединенный кее началу, вторые диод и резистор,две вторичные обмотки, предназначенные для подключения к управляющим пе- ЗОреходам силовых тиристоров, введентранзистор, эмиттер которого и анодвторого диода подключены к минусовомувыводу двухполупериодного выпрямителя, базовый вывод транзистора соединен с вторым выводом конденсатора З 5н катодом второго диода, коллектортранзистора непосредственно подключен к управляющему электроду тиристора и через второй резистор связан сплюсовым выводом двухполупериодного 4 Овыпрямителя.На чертеже представлена принципиальная электрическая схема устройства для импульсно-фазового включениясиловых тиристоров.45Устройство состоит из входных выводов 1 и 2 для подключения к питающей сети 220 В переменного тока,выходных выводов 3, 4 и 5, 6 для подключения двух силовых тиристоров УПД, 50сетевого понижающего трансформатора 7,состоящего из первичной обмотки 8 ивторичной обмотки 9, расположенных намагнитопроводе 10, резисторов 11 и12 двухполупериодного выпрямителя 13, 55диодов 14 и 15, конденсатора 16,транзистора 17 и-р-и типа, тиристора18, импульсного трансформатора 19,174 4содержащего первичную обмотку 20 и вторичные обмотки 21 и 22, расположен ные на ферромагнитном сердечнике 23Первичная обмотка 8 сетевого понижающего трансформатора 7 подключена к входным выводам 1 и 2, вторичная обмотка 9 через резистор 11 подключена к выводам по переменному току двухполупериодногЬ выпрямителя 13. Конденсатор 16 и эмиттер-базовый переход транзистора 17 образует КС-цепочку.Резистор 12 является нагрузкой транзистора 17. Он включен между коллекторным выводом транзистора 17 и плюсовым выводом двухполупериодного выпрямителя 13, Вывод коллектора транзистора 17 подключен также к управляющему электроду тиристора 18;Первичная обмотка 20 импульсного трансформатора 19 подключена началом к плюсовому выводу двухполупериодного выпрямителя 13 и концом - к аноду тиристора 18, катод которого подсоединен к минусовому выводу двухполупериодного выпрямителя 13.Параллельно первичной обмотке 20 подключен диод 15, катодом к плюсовому выводу двухполупериодного выпрямителя 13. Конденсатор 16 включен между плюсовым выводом двухполупериодного выпрямителя 13 и базовым выводом транзистора 17. Параллельно эмиттербазовому переходу транзистора 17включен диод 14, катодом к базовому выводу транзистора 17. Эмиттер транзистора 17 и анод диода 14 подключеныминусовому выводу двухполупериодно. го выпрямителя 13. Вторичные обмотки 21 и 22 импульсного трансформатора Ч 9 подключены соответственно к выходным выводам 3-6, к которым подключаются управляющие переходы парал" лельно-встречно включенных между собой тиристоров УПД.Устройство работает следующим образом.При подключении к питающей сети на входные выводы 1 и 2 устройства импульсно-фазового включения силовых тиристоров УПД (в дальнейшем устройство включения) подается питающее напряжение 220 В переменного тока, пос" тупающее иа первичную обмотку 8 сетевого понижающего трансформатора 7. Со вторичной обмотки 9 этого транс,форматора пониженное до требуемого значения напряжение через резистор 11 поступает на вход по переменному току1115174 6у- вичной обмотке 20 импульсного транс- а форматора 19, до допустимого .значения, при выходе ферромагнитного сердечника 23 в область насыщения иснпользуется резистор 11, включенныйпоследовательно с выпрямителем 13на стороне переменного тока.Диод 15 шунтирует ЭДС самоиндукцииотрицательной полярности, возникающей10 на первичной обмотке 20 импульсноготрансформатора 19. При открывании тиристора 18 конденсатор 16 разряжаеться по цепи: плюсовая обкладка конденсатора 16 - первичная обмотка 2015 импульсного трансформатора 19 - тиристор 18 - диод 14 - вторая обкладкаконденсатора 16 на интервале 90180 эл . град . Транзистор 17 остается в закрытом состоянии, так как к20 его эмиттер-базовому переходу приложено напряжение в.обратном направлении с диода 14.После достижения амплитудного значения напряжение текущей полуволны25 спадает по синусоидальному законудо нуля. При определенном его значео нии ток, протекающий через тиристор и 18, становится меньше тока удержания тиристора 18. Последний закрыЗО вается. В следующий полупериод питаю- а- щего напряжения работа устройстваповторяется аналогично.На входные выводы 1 и 2 устройства импульсно-фазового включения силовых тиристоров УПД может быть пода 35но напряжение, отличное от синусоидальной формы, Управляющие импульсына выходных выводах 3, 4 и 5, 6 пот- являются в момент достижения ампли 40 тудного значения питающего напряжения произвольной формы на входных вые водах 1 и 2, т .е . в тот момент, кого да прекращается протекание зарядноготока через конденсатор .16 и переход нбаза-эмиттер транзистора 17, как и в,случае подачи на входные выводы 1 и 2питающего напряжения синусоидальнойформы.1 выпрямителя 13,собранного по двухпол периодной схеме выпрямления. С выход выпрямителя 13 выпрямленные полу. Фволны напряжения поступают на последовательно включенные между собой ко денсатор 16 и эмиттер-базовый переход транзистора 17, образующие КС-це почку. Начинается заряд конденсатора16 до амплитудного значения текущей полуволны напряжения. Протекающий через эмиттер-базовый переход транзи стора 17 ток заряда конденсатора 16 переводит транзистор 17 в открытое состояние. В результате этого на управляющий электрод тиристора 18 по дается потенциал катода тиристора18, и он остается в закрытом состоянии.По мере заряда конденсатора 16до напряжения, равного амплитудномузначению полуволны напряжения, токзаряда уменьшается и при достижениинапряжения на обкладках конденсатора 16, равного амплитудному значению полуволны напряжения, он уменьшается практически до нуля. Транзистор 17 закрывается. Потенциал на егколлекторном выводе увеличивается,тиристор 18 открывается.Резистор 12 после перехода транзистора 17 в закрытое состояние огрничивает величину тока управления,протекающего через управляющий переход тиристора 18, до допустимогозначения. Текущее амплитудное значение напряжения на выводах выпрямителя 13 прикладывается к первичной обмотке 20 импульсного трансформатора19. На выводах 3, 4 и 5, 6 соответсвенно вторичных обмоток 21 и 22 импульсного трансформатора 19 появляются импульсы напряжения, открывающисоответствукнцие параллельно-встречивключенные силовые тиристоры УПД в 1 соответствущций положительный для даного тиристора полупериод питающегонапряжения.Импульсный трансформатор 19 выпо нен с насыщающимся ферромагнитным сердечником 23. Это позволяет сформировать на вторичных обмотках 21 и 22 импульсного трансформатора 19 импульс напряжения требуемой длительности и амплитуды, чтобы исключить перегрузку управляющих переходов силовых тиристоров УПД, на которые поступают эти импульсы. Для ограничения величины тока, протекающего в пер Предлагаемое устройство позволяет формировать импульсы управления для включения силовых тиристоров УПД при достижении амплитудного значения контролируемого напряжения с любой формой кривой и не требует подстройки в процессе эксплуатации из-за нестабильности элементов устройства,1115174 ирняк 6787/4 1 Тирам 6 ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва ЖПодписноеСР о комитета и открытий д. 4 ушская на филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проек Составитель О.Наказнаяедактор П.Коссей Техред Т.Дубинчак Коррек