Устройство для импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным преобразователем

светодиод транзисторной оптопары,шунтированный третьим резистором, исветодиод выходной оптопары подключена к общей точке схемы и черезсветодиод тиристорной оптопары, шунтированный четвертым резистором, связана с общей точкой схемы, к которойчерез резистор нагрузки выпрямителя 11362 У 9подключена нулевая точка первой груп" пы вторичных обмоток трехфазного синхронизирующего трансформатора, подключенная также к эмиттеру транзистора фаэосмещения, коллектор которого подключен к дополнительному источнику напряжения, а база через диод соединена с эмиттером, Изобретение относится к электротехнике н предназначается для управления трехфазным тиристорным преобразователем,Известно устройство для одноханального синхронного импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным преобразователем, содержащеегенератор пилообразного напряжения,накопительный конденсатор которого 1 Озаиунтирован тиристором, формирователь импульсов с источником задающего напряжения и логическим коммутатором, причем управляющий электродтиристора генератора пилообразногонапряжения соединен через диод с выходной обмоткой трансйорматора коммутатора, а к входу каждого усили-.тельногокаскада коммутатора подключены своей первичной обмоткой фазосдвигающие дроссели, вторичные об мотки которых соединены между собой последовательно и подключены к источнику задающего напряжения генератору 1125Недостатками укаэанного устройства являются ограниченный диапазонизменения фазы импульсов и недостаточная надежность в связи с вероятностью появления ложного импульса вмоменты коммутации токов распределителя.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для импульснофазового управления трехфазным тиристорным преобразователем, содержа 35щее источник задающего напряжения,ключевой элемент, генератор пилообразного напряжения и источник пос -тоянного напряжения, связанные с логическим коммутатором, при этом науправляющие входы ключевого элемента подключены выходы генератора пилообразного напряжения и источника задающего напряжения, а цепь питания генератора пилообразного напряжения подключена к источнику постоянного напряжения, отрицательный зажим которого подключен к общей точке схемы, Логический коммутатор содержит распределитель импульсов на три канала включающий выпрямитель, транзисторы по числу каналов, три усилителя, транзистор фазосмещения, база которого связана с выходом источника задающего напряжения, трехфазный синхронизирующий трансФорматор с двумя группами вторичных обмоток, причем обмотки первой группы собраны в звезду и подключены на вход нагруженного на резистор нагрузки выпрямителя, диоды которого через резисторы связаны с базами транзисторов распределителя импульсов, Каждая обмотка второй группы через диод и резистор подключена к обкладке накопительного конденсатора соответствующего усилителя импульсов, который этой же обкладкой через другой диод и коммутирующую цепь ключевого элемента, а другой обкладкой через транзистор распределителя импульсов связан с общей точкой схемы 2 .Недостатком известного устройства из-за малой ширины вырабатываемых импульсов является невозможность применения его в мостовой схеме преобразователя беэ удвоения импульсов.Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе и стабильности фазосмещения.Поставленная цель достигается тем, что устройство для импульсно- фазового управления трехфаэным ти" ристорным преобразователем, содержа" щее источник задающего напряжения, ключевой элемент, генератор пилообразного напряжения и источник постоянного напряжения, связанные с логическим коммутатором, при этом на управляющие входы ключевого элемента подключены выходы генератора пилообразного напряжения и источника задающего напряжения, а цепь питания генератора пилообразного напряжения подключена к источнику постоянного напряжения, отрицательный зажим которого подчючен к общей точке схемы, логический коммутатор содержит распределитель импульсов на три канала, включающий выпрямитель, транзисторы по числу каналов, три усилителя, транзистор Фазосмещения, база которого связана с вы- ходом источника задающего напряже.ния, трехфазный синхронизирующий 25 трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, причем обмотки первой группы соединены в звезду и подключены на вход нагруженного на резис-, тор нагрузки выпрямителя, диоды ко торого через резисторы соединены с базами транзисторов, а каждая обмотка второй группы через диод и резистор подключена к одной обкладке накопительного конденсатора35 соответствующего усилителя импульсов, который этой же обкладкой через другой диод и коммутирующую цепь ключевого элемента, а другой обкладкой через транзистор распределите О ля импульсов связан с общей точкой схемы, снабжено дополнительным источником постоянного напряжения, коммутатор снабжен делителем напряжения, диодом, каждый канал распределителя снабжен четырьмя резисторами, двумя диодами, конденсатором, транзисторной и тиристорной оптопарами, причем в каждом канале база транзистора распределителя . 50 импульсов через первьп резистор соединена с источником постоянного напряжения, через первый диод - с делителем напряжения, подключенным к дополнительному источнику питания, 5 через второй диод - с общей точкой схемы, к которой через параллельно включенные второй резистор и конденсатор подключен эмиттер транзистора, коллектор транзистора подключен к одной обкладке накопительного конденсатора, другая обкладка которого через оптронный тиристор, светодиод транзисторной оптопары, шунтированньп третьим резистором, и светодиод выходной оптопары подключена к общей точке схемы и через светодиод тиристорной оптопары, шунтированный четвертым резистором, связана с общей точкой схемы, к которой через резистор нагрузки выпрямителя подключена нулевая точка первой группы вторичных обмоток трехфазного синхронизирующего трансформатора, подключенная также к эмиттеру транзистора фазосмещения, коллектор которого подключен к дополнительному источнику напряжения, а база через диод соединена с эмиттеромНа Фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства на фиг, 2 - временные диаграммы токов и напряжений в схеме, поясняющие работу устройства.Устройство. содержит задающий генератор 1, генератор 2 пилообразного напряжения, ключевой элемент 3, распределитель 4 импульсов, усилите,ли 5, 6 и 7 импульсов, конденсатор 8, источники 9 и 10 постоянного напря" жения.На вход ключевого элемента 3 подключены выходы задающего генератора 1 и генератора 2 пилообразного напряжения, вход синхронизации которого через конденсатор 8 подключен параллельно коммутирующей цепи ключевого элемента 3 к общей точке усилителей 5-7 импульсов, а цепь питания подключена к положительному выходному зажиму источника 9 постоянного напряжения, отрицательный выходной зажим которого подключен к общей точке схемы, с которой связаны все перечисленные элементы устройства.Распределитель 4 импульсов выполнен на базе нулевой трехфазной схемы выпрямителя, цепь питания которой подключена к обмоткам 11 - 13 синхронизирующего трансформатора, а в нагрузке включен резистор 14. К нулевой точке включенных в звезду обмоток 11 - 13 подключен эмиттером транзистор 15 фазосмещения в распределителе, база которого зашунтирована диодом 16 и подключена к выходу задающего генератора 1.Эмиттеры транзисторов 17 - 19 распределителя импульсов через резисторы 20 - 22 и конденсаторы 23 - 25 а базы через диоды 26 - 28 подключе" ны к общей точке схемы, Кроме того, базы транзисторов через резисторы 29 - 31 подключены к источнику 9 постоянного напряжения, через диоды 32 - 34 - к делителю напряжения источника 10 постоянного напряжения, О положительный выходной зажим которого подключен к общей точке схемы, состоящему из резисторов 35 и 36, а также через резисторы 37 - 39 и транзисторы 40 - 42 оптронных пар под ключены к отрицательному выходному зажиму источника 10 постоянного напряжения.Коллекторы транзисторов 17 - 19 подключены к точкам соединения на О копительных конденсаторов 43 - 45 с началами обмоток 46 - 48 синхронизирующего трансформатора. Концы обмоток 46 - 48 через диоды 49 - 51 и резисторы 52 - 54 подключены к другим обкладкам накопительных конденсаторов 43 - 45, а также через тиристоры оптронных пар 55 - 57, светодиоды,транзисторных оптронных пар 40 - 42, светодиоды 58 - 60 оптронных Зп выходов усилителей импульсов и параллельно через светодиоды тиристорных оптронных пар 55 - 57, зашунтированные резисторами 61 - 63, диоды 64 - 66 и коммутирующую цепь ключевогоэлемента 3 - к общей точке схемы.Устройство работает следующим образом.Периодически, кажцые 120 эл,град через базу какого-либо из транзисторов 17, 18 или .19 распределителя на- чинает протекать ток (диаграммы , б ,ж на фиг, 2), так как эмиттерные переходы транзистороввключены в нулевую схему выпрямителя последовательно с диодами и обмотками 11, 12 и 13 синхронизирующего трансформатора. В нагрузке выпрямителя включен резистор 14 и цепь фазосмещения, состоящая из транзистора 15, диода 16.К начальному моменту протекания тока в базе какого-либо транзистора 17, 18 или 19 подключенный одной из своих обкладок к коллектору тран-зистора накопительный конденсатор 43, 44 или 45 уже заряжен от соответствующей обмотки синхрониэирующего трансформатора 46, 47 или 48 через диод 49, 50 или 51 и резистор52, 53 или 54 (диаграммы , б,г нафиг, 2). В результате подготавливается контур для разряда соответствующего накопительного конденсаторачерез светодиод оптопары 55, 56 или57, зашунтированный резистором 61,62 или 63, диод 64, 65 или 66, ключевой элемент 3, имеющий в этот момент наибольшее сопротивление в этойцепи, резистор 20, 21 или 22 и транзистор 17, 18 или 19, Этот момент иявляется синхронизирующим для начала формирования пилы генератором 2,который запускается через конденсатор 8.Однако сопротивление образованного контура велико и постоянная времени разряда накопительного конденсатора также велика. Ток разрядамал и его не хватит для включениятиристора оптопары 55, 56 или 57.Процесс сравнительно. медленного разряда накопительных конденсаторовиллюстрируется на диаграммах В, б и 2(фиг. 2) участками с малым наклоном, В этот промежуток времени происходитлинейное нарастание напряжения на выходе генератора 2 пилообразного напряжения,Выход генератора 2 и выход задающего генератора 1 подключены на входыключевого элемента 3. В момент равенства сигналов на входах ключевого элемента 3 происходит замыканиеего выходной коммутирующей цепи,сброс пилы и резкое снижение сопротивления цепи разряда накопительногоконденсатора,Через светодиод оптопары 55, 56 или 57 теперь протекает достаточно большой ток для включения своего тиристора. В результате появляется новый контур разряда накопительного конденсатора через тиристор оптопары 55, 56 или 57, светодиод оптопары 40, 41 или 42, светодиод 58, 59 или 60 оптронного выхода усилителей 5, 6 или 7 импульсов непосредственно на тиристоры силовых оптопар или на усилители-формирователи, через которые происходит управление силовыми тиристорами, и далее через резистор 20, 21 или 22 и транзистор 17., 18 или 19. Причем падение напряжения на участке цепи разряда, включающем тиристор оптопары 55, 56 или7 11362757, светодиод оптопары 40, 41 или 42и выходной светодиод 58, 59 или 60настолько меньше падения напряженияв цепи светодиод оптопары 55, 56 или57, зашунтированный резистором 61, 562 или 63, диод 64, 65 или 66 и ключевой элемент 3, что ток через ключевой элемент, коммутирующая цепькоторого выполнена на тиристоре,прерывается.Транзисторы 17, 18 и 19, включенные (фиг. 1) с резисторами 20, 21или 22 в цепях эмиттеров, работаяпоочередно в контуре разряда соответствующего накопительного конденсатора, выполняют роль источниковтока, поддерживая тем самым постоянной амплитуду выходного импульса.Одновременно под воздействием токаразряда накопительного конденсатора 20по указанному контуру происходит открывание транзистора оптопары 40,41 или 42 и замыкание цепи для протекания тока базы транзистора 1718 или 19 через. резисторы 37, 38 или 2539 и .транзистор 40, 41 или 42 подвоздействием напряжения источника 10,Таким образом, поддерживаетсязамкнутым контур для практическиполного разряда накопительного конден сатора и обеспечивается необходимойширины импульс, даже если длительность тока базы транзисторов распределителя 17, 18 и 19, создаваемого в ветвях нулевой схемы выпрямителя, оказывается недостаточной (диаграммы , 6, Ж токов базы транзисторов и диаграммы ), О, . выходныхимпульсов схемы, данных сплошнымилиниями для угла зажигания силовых 4 ртиристоров с = 150 ). Такая схемаопри номинальном напряжении сети поз-воляет обеспечить ширину импульсов90-100 эл.град, во всем диапазонерегулирования. 45Задание тока коллектора транзистора 17, 18 или 19 осуществляетсячерез диоды 32, 33 или 34 с делителя напряжения нестабилизированного источника 10, выполненного нарезисторах 35 и 36. Благодаря этойцепи при колебаниях напряжения сети происходит пропорциональноеизменение тока коллектора, поддерживаемого транзисторами 17 и 19при разряде накопительных конденсаторов 43 - 45 и таким образом сохраняется ширина импульса не менее 60 эл.град даже при уменьшении напряжения сети вдвое.Начальные моменты протекания тока через базы транзисторов 17, 18 и 19, а значит, и разрешение на выдачу импульсов по соответствующему каналу управления при отсутствии цепи фазосмещения по распреде" лителю импульсов фиксированы. При данной фазировке обмоток 11 - 13 синхронизирующего трансформатора они соответствуют углу зажигания тиристоров М = 60 (Лиг. 1 и 2).ОДля расширения диапазона регулирования угла зажигания до Ж = 0 параллельно резистору 14 подключен регулируемый источник ЭДС. Этим источником служит печь фазосмещейия в распределителе импульсов, состоящая из транзистора 15, диода 16; шунтирующего эмиттерный переход транзистора, и источника 10 напряжения, подключенного к коллектору транзистора 15, Таким образом, выходом схемы является эмиттер транзистора, подключенный к нулевой точке соединения обмоток 11 - 13.Напряжение на выходе схемы фазосмещения в распределителе импульсов пропорционально напряжению, поступающему на базу транзистора 15 генератора 1, и практически не зависит от параметров транзистораВеличина напряжения смещения задающего генератора 1 устанавливается соответствующим предельному выпрямительному режиму, т.е. начало протекания тока через базы транзисторово распределителя соответствует К= О. На фиг. 2 диаграммы , 6,".с токов базы транзисторов 17 - 19 и диаграммы.), О, к выходных импульсов для сс= 0 даны пунктирной линией."ОУстройство может настраиваться на совместную работу фазосмещения по вертикальному принципу и в распределителе импульсов прию = 0 - 60 ио по вертикальному принципу при 06 =О60 - 180Таким образом, применение изобретения обеспечивает надежность устройства в работе, расширяя ймпульсы управления силовыми тиристорами и поддерживая высокую стабильность фаэосмещения в распределителе при сохранении простоты схемы и предельного диапазона регулирования угла залегания тиристоров.т Эрдей едактор И. оррект Зака одписно 4/ Патент", г, Ужгород, ул филиал ПП ктная 99/43 Тираж 646ВНИИПИ Государственного комитета СССпо делам изобретений и открытий3035, Москва, Ж, Раушская наб., д