Однофазный регулятор переменного напряжения

Номер патента: 1431018

Авторы: Колпаков, Сидоров, Ульман

ZIP архив

Текст

СОЮЗ СОВЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Н 02 М 5 25 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН8 ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лпако ССР983,тель 980,ГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННО(54) ОД ГО НАПР (57) Из ротехни шение пряжени НОфАЗНЫЙЯЖЕНИЯобретени относится к элект изобретения - повь и. Регулирование н узке 5 осуществляежнос а наг ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) Авторское свидетельство СУ 1064395, кл, Н 02 М 5/257,Руденко В,С., Сенько В.И.,Читенко И,М. Основы преобразовной техники. М.: Высшая школас. 176, рис. 3, 25ется изменением относительного времени включения рабочих тиристоров 1, 2. Для запирания тиристоров при" менена система искусственной коммутации, содержащая мост на диодах 7-10, мост на управляемых вентилях 12-15, дроссель 18, коммутирующий конденсатор 17 и перезарядный тиристор 19. При выключении рабочих ти" ристоров 1, 2 ток нагрузки замыкается через управляемые вентили 12-15. В результате включения в начале коммутации управляемых вентилей 12, 13 в один полупериод и 14, 15 в другой полупериод и перезарядного тиристора 19 конденсатор 11 оказывается под-ключен параллельно нагрузке, что устраняет возможность накапливания заряда на обкладках конденсатораС" Фильтра, за счет чего достигается поставленная цель. 2 ил.Изобретение Относится к электротехнике.Целью изобретения является повышение надежности.На фиг. 1 изображена принципиальная схема силовых цепей регулятора,на Фиг.2 - временные диаграммы напряжений и токов, поясняющие работуданного устройства в установившемсярежиме при управлении тиристарами,обеспечивающем поддержание входногосов ц1 во всем диапазоне регулирования, где П 1,1, - напряжение иток Е-го элемента схемы, П,1 - им"пульсы управления для 1-го тиристора,ОдноФазный регулятор переменногонапряжения содержит рабочие тиристоры 1, 2, зашунтированные обратнымидиодами 3, 4, при этом рабочие тиристоры одноименными выводами, напри"мер катодами, подключены к разнымвыводам для подключения нагрузки 5,а другими одноименными выводами -к вторичной обмотке трансФорматорабр котОрый служит источником пита"ния. Выпрямительный мост на диодах7-16 подключен выводами переменноготока к вторичной обмотке трансФорма 30тора 6 а выводами постоянного тока -к конденсатору 11 Фильтра. Коммутирующий Иост выполнен на управляемыхвентилях 12-15, выводами переменноготока соединен с выводами для подключения нагрузки 5, выводы постоянного 35тока соединены между собой шунтирующим вентилем 1,6, Цепочка, состоящаяиз последовательно соединенных коммутирующего конденсатора 17 и дросселя 18, соединена одним концом с одним 40иэ выводов постоянного тока коммутирующего моста, например образованнымобщими анодами управляемых вентилей15 и 13, а другим концом соединенас одним из выводов постоянного токавыпрямитсльного моста, например, образованным общими катодами диодов8 и 10, Эта цепочка шунтирована перезарядным тиристором 19, включенным в проводящем направлении по отношению к полярности разноименных выводов коммутирующего и выпрямительного мостов.Другие разноименные выводы указанных мостов соединены между собой. 55Блок управления тиристорами содержит Фаэосдвигающее устройство 20,на чпавляющий вход которого поступает сигнал управления, а выход соединен с первым входом логической части21. Выход последней соединен с входомраспределителя 22 управляющих импульсов. Второй вход логической части соединен с выходом датчика 23 токанагрузки, установленного в цепи нагрузки регулятора,Управление предложенным устройством может осуществляться по любомуизвестному способу, а именно: с опережающими углами включения тиристоров, обеспечивающими работу регулятора с опережающим сов; с поддержанием входного соз с= 1, с широтно-импульсным регулированием выходногонапряжения и др.Рассмотрим работу устройства приподдержании соз= 1, для чего,как следует из диаграмм на фиг, 2,включение и выключение каждого рабочего тиристора осуществляется в моменты времени, симметрично отстоящие от вершины соответствующей полуволны сетевого напряжения, При этомвключение тиристоров осуществляетсяпо обычным правилам естественной коммутации т.е, путем подачи управляющего импульса при наличии на анодеположительного напряжения, а выключение посредством искусственной коммутации.При пуске устройства производятпервоначальный заряд конденсатора 11и коммутирующего конденсатора 17-,для чего регулятор подключают к питающей сети и некоторое время довключения рабочих тиристоров подаютуправляющие импульсы на управляемыевентили 12-15. Заряд конденсатора 11осуществляется по цепям, содержащимдиоды 7-10, а коммутирующего конденсатора 17 - по цепям, содержащимдиоды 7-10 и управляемые вентили 1215. В связи с наличием в указанныхцепях индуктивных элементов конденсаторы заряжаются до напряжения, превышающего амплитуду сетевого напряжения, в результате указанные вентили оказываются запертыми, а напряжение на конденсаторах сохраняетсянеизменным до начала искусственнойкоммутации с полярностью напряженияна Обкладках, указанной на схеме безскобок.Пусть до коммутации полярностьнапряжения во вторичной обмотке трансФОрматора 6 указана на Фиг,1 без55 скобок. Соответственно этому во включенном состоянии находился рабочий тиристор 1, а ток нагрузки протекал по цепи; рабочий тиристор 1 - нагрузка 5 - обратный диод 4 - вторич" ная обмотка трансформатора 6. Установленный в цепи нагрузки датчик 23 тока вырабатывает и передает в логическую часть 21 блока управления информацию о наличии или отсутствии тока нагрузки,а также о направлении протекания этого тока. В момент времени Т непосредственно предшествующий запиранию тиристора 1, по команде датчика 23 логическая часть подает управляющие импульсы на управляемые вентили 14, 15, а также на перезарядный тиристор 19. Одновременно с этим будет снят управляющий импульс с выключаемого рабочего тиристора 1 (см. диаграммы на фиг,2), В результате конденсатор 11 оказывается подключен параллельно нагрузке 5. Так как начальное напряжение на конденсаторе 11 превышает выходное напряжение регулятора, ток нагрузки начнет переходить в цепь конденсатора 11. Конденсатор 11 будет частично разряжаться, отдавая свою энергию в нагрузку. Этот процесс будет сопровождаться таким же уменьшением потребляемого иэ сети тока, протекающего через рабочий тиристор 1 и обмотки трансформатора 6.Одновременно с этим происходит вспомогательный колебательный переэаряд коммутирующего конденсатора 17, после окончания которого полярность напряжения на обкладках конденсатора 17 изменяется на противоположную, указанную в скобках. Сразу за этим начинается обратный рабочий перезаряд коммутирующего конденсатора по цепи 18, 15, дроссель 18 - управляемый вентиль 15, рабочий тиристор 1 - диод 10.В момент й, когда ток перезаряда конденсатора 17 сравняется с прямым током рабочего тиристора 1, последний выключится, Вместе с этим выключится и перезарядный тиристор 19. На диаграммах фиг,2 этот момент выделен вертикальной пунктирной линией. После запирания рабочего тиристора 1 и перезарядного тиристора 19 пере- заряд коммутирующего конденсатора 17 может продолжиться по цепи; дроссель 18 - управляемый вентиль 15 - обрат 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ный диод 3 - диод 10. При этом к выключенным тиристорам до конца пере- заряда будет прикладываться обратное восстанавливающее напряжение, После этого начнется заключительный этап коммутации, на котором убывающий входной ток регулятора перейдет в цепь конденсатора 11, при этом электромагнитная энергия, накопленная в индуктивных элементах питающей сети и трансформатора, поступит в конденсатор 11 и последний вновь зарядится. В свою очередь ток нагрузки перейдет в шунтирующую цепь и будет снижаться. В момент С снижения тока нагрузки, а значит и тока управляемых вентилей 14, 15, до нуля указанные управляемые вентили выключатся. В этот момент датчик 23 подаст соответствующую команду и в логической части начнется отсчет выдержки времени (безтоковой паузы), необходимой для восстановления запирающей способности бывших в работе управляемых вентилей 14, 15, После окончания безтоковой паузы в момент с логическая часть 21 блока управления разрешит включение очередного рабочего тиристораа также повторное включение управляемого вентиля 15 вместе с управляемым вентилем 12. В результате цепь нагрузки окажется подключена с помощью рабочих тиристоров к обмотке трансформатора 6, а так как полярность сетевого питающего напряжения к этому моменту изменится на противоположную, указанную на фиг.1 в скобках, ток нагрузки начнет нарастать, изменив направление.Выключение рабочего тиристора 2, как следует из диаграммы на фиг. 2, будет происходить аналогично, с той разницей, что в начале коммутации управляющие импульсы будут поданы на управляемые вентили 12, 13, а также на переэарядный тиристор 19. После уменьшения тока нагрузки до нуля и окончания безтоковой паузы импульсы управления могут быть поданы на очередной рабочий тиристор 1, а также на управляемые вентили 13, 14 с целью подзаряда коммутирующего конденсатора 17.Рассмотрим процесс выключения ра-. бочего тиристора 2, считая, что на предшествующем внекоммутационном временном интервале ток нагрузки протекал по цепи: первичная обмотка транс"5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Форматора Ь - рабочий тиристор 2нагрузка 5 " рабочий тиристор, приэтом полярность напряжения вторичнойобмотки трансформатора указана нафиг.1 в скобках. В результате включения в начале коммутации 12, 13, 19заряженный конденсатор 11 фильтраоказывается подключен параллельнонагрузке 5, Переход тока нагрузкив цепь конденсатора 11 будет сопровождаться частичным разрядом конденсатора 11 фильтра, а также уменьшением тока на входе регулятора и ввыключаемом рабочем тиристоре 2, Одновременно с этим произойдет вспомогательный колебательный перезарядкоммутирующего конденсатора 17 поцепи; перезарядный тиристор 19 - дроссель 18, после окончания которогополярность напряжения на обкладкахэтого конденсатора изменится напротивоположную, указанную в скобках. Последующий за этим обратныйрабочий перезаряд коммутирующегоконденсатора 17 будет происходитьпо цепи: дроссель 18 - управляемыйвентиль 13 - рабочий тиристор 2 -диод 8. В момент равенства прямоготока рабочего тиристора 2 с обратнымтоком перезаряда коммутирующего конденсатора 17 рабочий тиристор 2выключится. Вместе с этим выключится и перезарядный тиристор 19. Указанный момент времени выделен надиаграммах фиг. 2 вертикальной пунктирной линией. После выключения рабочего тиристора и перезарядного ти"ристора 19 перезаряд коммутирующегоконденсатора 17 может продолжитьсяпо цепи: дроссель 18 - управляемыйвентиль 13 - рабочий тиристор 4 -диод 8, при этом к выключенным тиристорам до конца перезаряда будетприкладываться обратное восстанавливающее напряжение. На заключительном этапе коммутации входной токрегулятора будет замыкаться по цепис элементами 6, 7-10, 11, заряжаяконденсатор 11 фильтра вновь до исходного уровня, при этом накопленная в индуктивных элементах электромагнитная энергия поступит в указанный конденсатор. В свою очередьток нагрузки будет иметь возможность замыкаться по шуитирующему контуру;управляемый вентиль 12 - вентиль 1 Ь -управляемый вентиль 13, снижаясь прнэтом до нуля. В момент достижениятока нагрузки нулевого уровня поступит сигнал из датчика 23 в логическую часть блока управления, послечего начнется отсчет безтоковой паузы. После окончания паузы, на которойуправляемые вентили 12, 13 восстановяч после выключения запирающую способность, будут включены очереднойрабочий тиристор 1 и повторно управляемые вентили 13, 14. После завершения подзаряда коммутирующего конденсатора 17 диоды -10 и управляемые вентили 13, 14 выключатся и ус 1 ройство искусственной коммутации будет готово к очередному запиранию силового тиристора. В дальнейшем коммутации будут происходить аналогично. Формула изобретения Однофазный регулятор переменного напряжения, содержащий два рабочих тиристора, зашунтированных обратными диодами и присоединенных первыми одноименными выводами к соответствующим выводам для подключения нагрузки и вторыми одноименными выводамик соответствующим выводам для подключения питающего источника, выпрями- тельный мост, выводы переменного тока которого соединены с выводами для подключения питающего источника, а выводы постоянного тока " с выводами конденсатора фильтра, коммутирующий иост, выводы переменного тока кото" рого соединены с выводами для подключения нагрузки, а выводы постоянного тока соединены между собой через шунтирующий вентиль и с разноименными выводами постоянного тока выпрями- тельного моста один непосредственно, а другой через последовательно соеди" ненные коммутирующий конденсатор и дроссель о т л и ч а ю щ и й .с я тем, что, с целью повышения надежности, коммутирующий мост выполнен на управляемых вентилях, а параллельно цепочке из коммутирующего конденсатора и дросселя подсоединен перезарядный тиристор.1431018 ставитель В.Руденскийхред Л.Сердюкова актор И,Бандур Корректор С.Черни Заказ 5348/5 г и а зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Е/ю Офг Йг тираж 666 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 113035, Москва, Ж, Подписнокомитета СССРи открытийкая наб., д.

Смотреть

Заявка

4143298, 29.10.1986

УЛЬЯНОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

СИДОРОВ СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ, КОЛПАКОВ АНДРЕЙ ЮРЬЕВИЧ, УЛЬМАН СЕРГЕЙ АЛЬФРЕДОВИЧ

МПК / Метки

МПК: H02M 5/257

Метки: однофазный, переменного, регулятор

Опубликовано: 15.10.1988

Код ссылки

<a href="https://patents.su/5-1431018-odnofaznyjj-regulyator-peremennogo-napryazheniya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Однофазный регулятор переменного напряжения</a>

Похожие патенты