Устройство для формирования импульсов управления

Союз СоветскикСоциалистическикРеслублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 881947(22) Заявлено 26.03,79. (21) 2741375/24-07 с присоединением заявки Н 02 М 1/08 3 Ьеуаерстеекный комитет СССР ао делам нэееретеннй и еткрцтнйДата опубликования описания 15,11,81 О, И, Новиков и А. М. Смирнов(72) Авторы изобретения Уральское отделение Всесоюзного ордена Трудового КрасногоЗнамени научно-исследовательского института железнодорожноготранспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВУПРАВЛЕНИЯ Изобретение относится к импульсной технике, предназначено для получения им пульсов напряжения, которые могут быть использованы для отпирания тиристоров,По основному авт, св,465700 известно устройство для формирования им пульсов управления, которое содержит две идентичные ячейки, каждая из которых выполнена в виде последовательной цепочки из зарядного диода и накопительного конто денсатора и подключенной к одной иэ вторичных обмоток питающего трансформатора и к соответствующему тиристору ансд которого подключен к катоду зарядного диода, а катод связан через общий для обеих ячеек коммутирующий конденсатор с точте кой соединения вторичной обмотки питающего трансформатора и накопительного конденсатора ячейки, первичная обмотка выходного трансформатора включена между катодом одного иэ тиристоров и общим коммутирую 20 щим конденсатором Я.На вторичных обмотках выходного трансформатора получают импульсы напряжения экспоненциальной формы со сдвигом по фазе 180 эл. град. Во всем диапазоне изменение угла регулирования Х фзы формируемых импульсов их длительность составляет 1= ЗГ.В свою очередь постоянная времени 1цепи формирования определяется емкостьюнакопительных конденсаторов, коммутирукь.щего конденсатора и сопротивлением нагрузки (цепи управляющих электродов жристоров преобразователя), подключеннойк вторичным обмоткам выходного траноформатора,При управлении работой преобразовательной установки Импульсами напряжения, имеет место режим, когда на управляющих электродах ее тиристоров сохраняется положительное напряжение, при отрицательном напряжении на анодах этихтиристоров. Длительность этого режимазависит от соотношения между угл.амрегулирования (, постоянной времениугловой частотой и) переменного напряжения, питающего преобразовательную уста881947новку. При изменении угла регулированияот 180-Задо 180 эл. град. длительностьэтого режима увеличивается от нуля до М.В этом режиме в тиристорах преобразовательной установки увеличиваются потериот обратного тока, появляется дополнительный их нагрев, ухудшаются условия запирания тиристоров. В результате этого ухудшаются условия работы тиристоров, увеличивается вероятность их повреждения, что 10в целом снижает надежность преобразовательных установок, и повышает расходэлектроэнергии.Цель изобретения - повышение надежности и КПЛ.15Поставленная цель достигается темчто устройство по авт, св, % 465700снабжено генератором импульсов и двуполярным ключом, при этом вход генератора подключен к первичной обмотке 20питающего трансформатора, вход генератора соединен со входом ключа, а выход этого ключа подключен параллельно,первичной обмотке выходного трансформатора.В качестве генератора может бытьиспользовано устройство, которое обеспечивает получение импульсов в моментыпрохождения синусоидального напряжениячерез нуль.ЗОЙвуполярный ключ мо 1 кет быть выполнен на симисторе, двух тиристорах, включенных встречно-параллельно, или в виде .диодного моста и тиристора, подключенно:го к его выходу.На фиг. 1 представлена принципиальнаясхема предлагаемого устройства.Устройство содержит питйощий трансформатор 1 с первичной обмоткой 2,вторичными обмотками 3 и 4, зарядные диоды 5 и 6, накопительные конденса 40торы 7 и 8, формируюшие тиристоры 9я 10, выходной трансформатор 11 с первичной обмоткой 12 и вторичными обмотками 13 и 14, диоды 15 и 16, коммутирующий конденсатор 17, двуполярный ключ 18 с диодным мостом 19 итиристором 20, генератор 21.На фиг. 2 показаны временные диаграммы, которые поясняют работу предлагаемого устройства в режиме, когда180 3 сд 1 (сС ( 180 эл. град. 25 45 50 55 На временных анаграммах приняты следующие обозначении:У - напряжение первичной обмотки 2питающего трансформатора 11 Ц, 1- напряжение на накопительных кон цденсаторах 7, 8 О - напряжение первичной обмотки 12выходного трансформатора 11;Оц,- напряжение на коммутирующем конденсаторе 17;О - напряжение на выходе генератора 21.Рассмотрим работу устройства, начиная с момента времени Й, который соответствует началу проводящего для зарядного диода 6 полупериода напряженияпервичной обмотки 2 питающего транс- форматора 1.В момент 1 заканчивается процессформирования импульса напряжения, который начался в предыдущий полупериоднапряжения первичной обмотки 2 питающего трансформатора 1,В момент 1, напряжение вторичнойобмотки 4 питающего трансформатора 1становится равным напряжению накопительного конденсатора 8 и он начинаетзаряжаться по цепи: вторичная обмотка 4 питающего трансформатора 1зарядный диод 6. Если конденсаторы 7, 8и 17 имеют одинаковую емкость, то накопительный конденсатор 8 заряжается в течение этого полупериода от напряжения, равного 1/4 амплитуды Оформируемых импульсов напряжения до амплитудного значения синусоидального напряжения вторичной обмотки 4 питающеготрансформатора 1, равного 3/4 и .В этот же полупериод в моментсоответствующий углу регулированияфазы формируемых импульсов, .открывается формирующий тиристор 9 и начинаетсязаряд заряженного в предыдуший полупериод до напряжения 3/4 Ои накопительного конденсатора 7 по цепи: форемирующий тиристор 9 - первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11 -предварительно заряженный до напряжения 1/4 Ц, коммутирующий конденсв тор 17 В момент 1, который соответствует окончанию рассматриваемого полупериода и началу следующего полупериода питаюшего напряжения, на выходе генератора 21 появляется импульс напряжения, который поступает на вход ключа 18,образованный управляющим электродом тиристора 20. Тиристор 20 отпирается и первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11 шунтируется цепью, образованной тиристором 20 и двумя диодами моста 19, В результате этого постоянная времени цепи формирования уменьшается практически до нуля, процессы разряда конденсатора 7 и переэаряда. конденсатора 17 ускоряются и заканчиваются в моментПосле окончания разряда накопительногоконденсатора 7 напряжение между ним икоммутирующим конденсатором 17 распределяется согласно их емкостям и в раосматриваемом случае имеет величину, равную 1/4 ОиЗа счет энергии, накопленной конденсаторами 7 и 17, на первичной обмотке 1 О12 выходного трансформатора 11 формируется импульс напряжения амплитудой О,,который имеет длительность, меньшую 3 Ги полярность, обратную полярности .предыдушего импульса на этой же обмотке,Следующий полупериод питающего напряжения, который начинается в момент 1является проводящим для зарядного диода5, В момент с этого полупериода начинает заряжаться накопительный конденсатор 207 по цепи: вторичная обмотка 3 питающего трансформатора 1 - зарядный диод 5.Накопительный конденсатор 7 заряжаетсяв течение этого полупериода от напряжения,равного 1/4 Ои,до амплитудного значенияизменяющегося по синусоидальному закону напряжения вторичной обмотки 3 питаю.щего трансформатора 1, равного 3/40,В этот же полупериод в момент 1соответствуюший утлу регулирования афазы формируемьсс импульсов, открывается формирующий тиристор 10 и начинается разряд заряженного в предыдущий полупериод до напряжения 3/4 Ои накопительного конденсатора 8 по цепи: формирующий тиристор 10 - предварительно заряженный до напряжения 1/4 Ов предыдущий полупериод коммутируюший конденсатор 17 - первичная обмотка 12 выходного трансформатора 11,40В момент с окончания рассматриваемого полупериода питаюшего напряжения навыходе генератора 21 появляется импульснапряжения, которым отпирается тириотор 20 ключа 18. В результате этогопервичная обмотка 12 выходного трансформатора 11 закорачивается и процессформирования импульса заканчивается,Таким образом, эа счет энергии, запасенной накопительным конденсатором 8и коммутирующим конденсатором 17, формируется на первичной обмотке 12 выходного трансформатора 11 импульс напряжения амплитудой Ни длительностью 157,При очередном отпирании формирующихтиристоров 9 и 10 происходит разряд накопительных конденсаторов 7 и 8 и перезаряд коммутирующего конденсатора 17,При этом, к первичной обмотке 12 выходного трансформатора 11 прикладывается поочередно разнополярные импульсынапряжения, При 180 -3 иИ. (а 180 эл.град. длительность этих импульсов напряжения укорочена и меньше Зс., Импульсы напряжения одной полярности передаются в нагрузку, подключенную черездиод 15 к вторичной обмотке 13 вьасодного трансформатора 11, Импульсы щугой полярности поступают в нагрузку, которая подключена через диод 16 к вторичной обмотке 14 выходного трансформатора 11.Йанные преимущества устройства достигаются тем, что у импульсов напряжения на вторичных обмотках 13 и 14выходного трансформатора 11 длительностьуменьшается при углах регулирования 180- Ъо 1 ( сС ( 180 эл, град,формула изобретенияУстройство для.формирования импульсов управления по авт, св. М 465700,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью повышения наденсности и КПД, оноснабжено генератором импульсов напряжения и двуполярным ключом, причемвход генератора подключен к первичнойобмотке питаюшего Т трансформатора,выход генератора соединен со входом ключа, а выход ключа подключен параллельнопервичной обмотке выходного трансформа ъьтора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР Яо 465700, кл, Н 02 М 1/08, 1973,881947Ь ю уФиг 2Составитель О, Наказная Редактор М, Хома Техред М.Рейвес Корре аказ 9 83 Тираж 733 Подписное НИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений н открытий13035, Москва, Ж, Раушская набд. 4ьцлиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектная, 4