Ч-п. 1. —. пт»ьь; -пл;: . 1ёиблис l-aа. ф. третьяков

Е 29 О 39 О О П И С А Н ИИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Соос Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 151968 ( 1209429/24 МПК Н 02 р 131 ицецием заявкииоритет Комитет по деламобретений и открытири Совете МинистровСССР Опубликовано 22.Х 11,1970. Бюллетеньза 197 Дата опубликования описания 12.11.1971 УДК 621.316.721Авторизобретени ф. Третьяко явител АВтОМАтИЧЕСКИЙ РЕГУлЯХОР ВЫпРямлЕН ОК Известые автоматические регуляторы вы. прямлеипого тока, содержащие датчик тока, блок плавного изъецеция параметра, в состав которого входят усилитель постоянного тока, фазосдвигающее устройство в виде ждущих мультивибраторов в каждой фазе и тиристориый регулятор с дросселями насыщения, и блок ступенчатого изменения параметра, включающий в себя трансформатор с отиайками, которые коммутируотся переключающим уст. ройством. Однако оии имеют иедостаточиую точность регулирования и критичны к измеиешям параметров свои.; компонентов, в частности транзисторов, что снижает устойчивость работы регулятора.Целью изобретеция является устранение от. меченных выше недостатков. Согласно изобретеиию плавное регулирование угла запаздывация уиравляоиих импульсов тирисгорцого выпрямителя осуществляется путем измецеии я предельиого зиачеция потенциала, до которого заряжаются времязадаощие емкости в ведущих мультивибраторах, для чего времязадающие сопротивлеиия всех каналов (три или шесть, в зависимости от схемы тиристориого выпрямителя - трехфазцая с нулем илп мос. товая и т. д.) соединены в звезду, нейтральная точка которой подсоедицеиа к выходу усили. теля постоянного тока, выполненного ио ба лацсцой схеме. Вход этого усилителя соединен с датчиком ок через стабилитрои, с цапряжецпем стабилизации которого сравнивается иапряжецие иа выходе датчика тока. Для сгупеичатого регулирования в регуляторе приме.5 иецы дискриминаторы уровня, выиолисииыспо схеме цесимметричцых по обратным коллекторцым связям триггеров, иа триодах, вколлекториье цепи котор 1 х Включець электрохагн;тцые реле, а эмиттеры соединены между10 собой. Благодаря тому, что времзадаоииерезисторы в мультивибраторах выбраны высокоомцыми, можно соединить их в звезду, иеопасаясь Вредцого взаимного Влияния, вьражающегося во взаимцой сицхроцизации муль.15 тивибраторов различиых фаз,Высокоомиые резисторы выбраны из усло.вия обеспечения максимальной длительностипри мицималыом иапряжеции иа выходе л;иейиого усилителя, что позволяет умеиьшить20 длительность импульсов в ведущем мульп- вибраторе путем увеличеиия иапряжеиия цавыходе лииеииого усилителя. Эти два вышеописаииых решешя позволяют для регулироваиия угла запаздывация примецить одиц, об 25 щий для всех каиалов, линейный усцлитель,что упрощает регулятор в целом и повышаегего точность и стабильность.Примецецие линейного усилителя, выполнеццого по балацсцой схеме с эмиттерцой об 30 ратной связью, соедицеццого с датчиком тока10 60 напряжение 65 через стабилитрон, значительно повышает стабильность усилителя и упрощает его. Применение в блоке для ступенчатого регулирования дискриминаторов уровня, выполненных по схеме есинетригых по Ооратным коллекторным связям триггеров с дополнительной эмит. терной связью, повышает точность переключения и упрощает этот блок.На фиг.изображена блок-схема регулягора и взаимосвязь его во всеми блоками регулируемого выпрямптельного агрегата; па фиг. 2 - принципиальная схема регулятора; па фпг, 3 - трехфазный генератор фазосдвигаемых импульсов и тиристорный выпрямитель, птающий обмотку управления дроссслей насыщения,Регулятор состоит из блока 1 плавного регулирования, имеющего два выхода, один из которых связан с генератором 2 фазосдвигаемых импульсов; генератор связан с тпристорным выпрямителем 3, который соединен с обмотками управления дросселей насыщения 4. Через дросссли насыщения и датчик тока 5 силовои преооразователыыи трасформатор б соединен с силовым выпрямителем 7, который, в свою очередь, соединен с нагрузкой 8. Второй выход блока плавного регулирования связан с блоком 9 ступенчатого регулирования через задатчики уставок 10, 11, которые соединены с дискриминаторами уровня 12, 13, имеющими релейные выходы, связанные с двигателем привода переключающего устройства 14, которое установлено в силовом преобразовательном трансформаторе б. Вход блока 1 плавного регулирования соедшен с датчи. ком тока 5, посредством которого осущесгвля. ется обратная связь регулятора по выпрямленному току выпрямительного агрегата, через задатчик уставки 15.Как видно на фиг, 2, блок 1 плавного регулирования состоит из линейного усилителя, выполненного па триодах 1 б, 17 по балапсной схеме, вход усилителя через стабилитрон 18 соединен с задатчиком тока (потенциохстрол) 19, Один из выходов -- коллектор триода 17 через резисторы 20, 21, 22, соединенные в звезду, связан с генератором 2 фазосдвигаемых импульсов, другой выход в коллектор триода 1 б соединен через цепь задержки 23 - 27 с задатчиками уставки уровня 1 О, 11, относящи. мися к блоку 9 ступенчатого регулирования, который содержит два дискриминатора уровня, выполненных по схеме несимметри шых по обратным коллекторным связям триггеров - транзисторов 28 - 31 с дополнительной эмиттерной связью (резисторы 32 и 33).Генератор фазосдвигающих импульсов (фг. 3) выполнен в виде ждущих мультпвпбраторов по два в каждом канале (фазе): ведущий - транзисторы 34, 35 и ведомый - транзисторы 3 б, 37. Выходы ведомых мульгпвибраторов соединены с целью управления трехфазного тирпсторного выпрямителя 3, питающего обмотку управления дросселей насыщения 4. Ведущие мультивпбраторы соедине 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ны с источником 38 синхронизирующего на;пряжепия, через конденсаторы 39, 40, 41,В схемах управления тиристорамп, построеншях на ждущих мультивибраторах, изменение угла запаздывания выходного импульса относительно входного, синхронизирующего осуществляется путем изменения длительности импульса, генерируемого ьедущим мультивпбратороь, Длительность импульса в ждущем мультивибраторе можно изменить путем изменения величины времязадающего резистора 42 (43,44) или изменением величины емкости 45 (4 б, 47). Последний способ практически реализовать труднее, а изменение времязадающего резистора неудобно тем, что число таких резисторов равно числу каналов (фаз) и для автоматизации этого реяпма требуется минимум три триода, что усложняет схему и приводит к нестабильности, так как подобрать трп триода с одинаковымн статическими и динамическими характеристиками трудно.Как видно па фиг. 2 и 3, времязадающие ре. зисторы 42 - 44, изменением которых может быть изменена длительность импульсов трех (по числу фаз, каналов) ждущих мультивибраторов, выбраны постоянными и соединены в звезду, нейтральная точка (48) которой соединена с выходом линейного усилителя постояного тока (триоды 1 б, 17), выполненного по балансной схеме с эмиттерной связью, с заземленной базой одного из триодов 16. Величина эмиттерного сопротивления 49, общего для триодов 1 б, 17, и потенциал базы триода 1 б, определяемый делителем из резисторов 50 - 52, выбраны в строгом определенном со отношении для обеспечения положительной обратной связи во всем диапазоне входного напряжения, подаваемого на базу триода 17 через стабилитроп 18.Потенциометром 19 осуществляется уставка пределов регулирования. Гсли регулируемый выпрямленный ток меньше заданной уставки, триод 17 почти заперт, напряжение на его коллекторе высокое, близкое к величине источника питания, Длительность импульсов,генерп. руемых мулывибраторами, минимальна, как и угол запаздывания. При этом тирпсторы в выпрямителе 3, питающем обмотку управления дросселей насьпцепия 4, работают с миимальпым углом запаздывания, ток через об. мотки управления возрастает, насыщене дросселей увеличивается, вследствие чего воз. растает и выпрямленный ток агрегата.Длительность импульсов в ждущем мульти. вибраторе прибл 2 кепно может быть выражена следующим равенством;Ув- ЕДС 1 п1 и где 1 - длительность и,пульса; Е - начальное зап,рОцее па конденсаторе; У - уровень напряжения, на которое включен времязадающий резистор базы открытого в исходном состояшш триода;1 х - времязадающие резисторы (ца фиг. 3резисторы 42 - 44);С - времязадающие емкости (на фцг, 3емкости 45 - 47).Из приведенного равенства ц фиг. 2 и 3 вцлно, что при постоянных значениях Р. С, Св длительность импульсов может изменяться напряжением Е, с помощью которого задается нятялытый (минимальный и максимаН 1 ый) ток базы открытого транзистора в ждущем мультивибраторе. В предлагаемом регуляторе резисторы 42 - 44 выбраны высокоомцыми цз условия обеспечения тока базы открытого транзистора в ждущем мультивибраторе, близком к насыщению даже при минимальном цяпряжении ца коллекторе триода 17, что сост. ветствует максимальной длительности импуль сов примерно 260 эл. грал. Если выходная величина от датчика выпрямленного тока ниже заданной уставки, потенциал ця коллекторе максимальный, длительность генерируемых импульсов минимальна, примерно 20 - 30 эл. град., таким образом, регулятор обеспечивает сдвиг генерируемых импульсов велуц 1 их мул - тивибраторов (пя фиг, 3 84 - У 5) ца угол 240 - 230 эл. град., что при лтобом характере нагрузки (активном, индуктивном) обеспечивает изменение тока тиристорцого выпрямителя (выходного каскада) от максимального значения до нуля. Изменение тока тиристоп. ного выпрямителя (тока обмоток управления дросселей насыщения) осуществляется плав ное регулирование главного тока вьшрям 1- тельного агрегата.Так как времязалающис резисторы выбраны из условия максимальной длительности, т. е. высокоомными, и соединены в звезду, цсй. тральцая точка которой соединена с выходом усилителя, как правило, имеющего небольшое выходное сопротивление по сравнению с времязадающими резисторами мультивибраторов, то исключается взаимное вредное влияние мультивцбраторов разных фаз друг на друга, что дает возможность регулировать цх длительность одним, общим для всех каналов (фаз) усилителем. Применение в качестве регулирующего потешиал без открытых триодов в ждущих мультивибраторов усилителя, выполненного по балансцой схеме с обних э.;Нттерцым сопротивлением и заземленной базой в одном из двух триолов балацсцого усилителя, обеспечивает хорошую линейность выходного напряхкеция и его стабцльцость как по температуре, так и по времени, так как усилитель выполнен олцокаскадным, то оц минимально прост и надежен.Благодаря тому, что датч;к тока соелице, со входом усилителя через стабилитроц и наличию эмиттерной связи в усилителе, чувствительность его весьма высокая. Необходимое изменение выходного напряжения для полного размагничивания цли намагничивания дросселей насыщения происходит при отклонении входной величины на +3% при линейности це хуже 99 ОlВ мощных выцрямительных агрегатах глубина регулирования с помощью дросселей ца.5 сыщения выбирается небольшой, примерно3 - 5%, так как регулирование с помощью дросселей насыщения ухулшает сов с агрегаты и в итоге к,п.л.С целью большей экономичности и уьелцчс ция глубицы регулирования мощеных выцрямцтсльштх агрегатов, регулирование осущесгвляется комбттцироваццым способом: грубое, ступенчатое, пугсм воздействия цд привод переключающего устройства пол нагрузкой от паек в обмотках трансформатора: плавное, спомощью насыщения лросселсй.АвтоЯтц секи Оегулятор должен работать так, что при использовании всеп регулировочной спосооцости лросселей насыщенця 20 специгльньм релейным устройством дастсясигнал ня вксночецие привода цереключатощего устройства, лля переключенця ступеней в силовом трансформаторе в сторону увеличения пли уменьшения напряжения.25 Для релейного управления приволом переключающего устройства в регуляторе применены два лискримицагоря уровня, выполненных на основе двух несимметричных ио обрат.ным коллекторцым связям триггеров с допол цительной эмпттерцой связью (ца фиг, 2 транзисторы 28 - 81). В коллекторцую цепь одного из триодов кажлого триггера включены э,тектромягцитцые реле 53 ц 54, контактами которых замыкается цепь реверсивного электроЗ 5 двигателя привода переключающего устроиства.Применение в качестве дискриминаторауровня несимметричного триггера по обрагным коллскторным связя 11 В Отличие От к 1 ко го-либо лр гого лцскримицтораровня, цапример реле напряжения или магнитных усилителей с релейым эффектом. дает преимущество в упрощении устройства в целом, повышает точность срабатывания и коэффициент45 возврата.Напряжение с одного из выколов усилителя,подается через цепь задержки 24 - 27 на цо.тенциометры 10 и 11, с помощью которых залается уста вка уровня токов, м цтш м аль цого и 50 максимального. При уровне тока хе:ьтцсуставки, заданной потенциометром 1, триоды в первом триггере находятся в таком состоянии, что триод 28 заперт, триол 29 открыт, через обмотку реле 53 протекаег ток и его кон такты затькают цепь реверсивного электродвигателя, который при этом вращает привод переключающего устройства в сторону повыцтеция напряжения; во втором триггере триод 30 заперт, 31 открыт и через обмотки реле 54 60 тока не протекает. В этом состоянии триггерымогут находиться сколь угодно долго. пока входное напряжение не достигнет порогоього значения. При лостижеции выпрямленным током значения, заданного устявкой (цотсццио метром 11), ияпряжсцис ца иотецциомстрсна базе триода 28 достигает порогового значения, и в триггере возникает регенератпвный процесс, в результате которого триггер за несколько микросекунд переходит в другое устойчивое состояние, при котором триод 28 открывается, а триод 29 закрывается, реле 53 обесточивается и привод останавливается. Так как полупроводниковый балансный усилитель па триодах 1 б, 17, генератор 2 фазосдвигаемых импульсов и тиристорный выпрямитель 3 безынерцпонны, то при приближении тока к значешпо, близкому к уставке, обеспечиваемому работой дискриминаторов уровня и переключающего устройства, более точное и плавное регулирование осуществляется дальше балансным усилителем, управляющим углом запаздывания генератора фазосдвпгаемых импульсов, который управляет тирпсторным выпрямителем 3, питающим обмотки управления дросселей насыщения.При превышении тока значения, заданного уставкой, дроссели насыщения вводятся полностью, и если избыток напряжения больше, чем могут погасить на себе дросселп насыщения, срабатывает второй дискриминатор уровня, триоды 30, 31 и реле 54 переключает двигатель, который будет вращать в эгом случае привод переключающего устройства в сторону уменьшения напряжения.Для устранения ложных срабатываний релейного устройства, управляющего работой 10 15 20 25 30 привода переключающего устройства, из-за инерционности дросселей насьицения на входе дискриминаторов уровня установлена цепь временнои задержки, интегрирующая цепь 24 27, имеющая задержку гораздо ббльшуо, чем постоянная времени дросселей насыщсния. Предмет изобретен и яЛвтоматический регулятор выпрямленного тока, содержащий датчик тока, блок плавного изменения параметра, в состав которого входят усилитель постоянного тока, фазосдвигающее устройство в виде двух ждущих мультивибраторов в каждой фазе и тирпсторпый регулятор с дросселями пасьпцеппя, и блок ступенчатого изменения параметра, включающии в себя трансформатор с отпайками, которые коммутируются переключающим устройством, отлссчгоощийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, времязадающпе резисторы указанных мул ьтпвибраторов соединены в звезду, нейтральная точка которой подключена к выходу усилителя постоянного тока, выполненного по балапспой схеме, вход которого соединен с датчиком тока через стабилитрон, а переключающее устройство снабжено дискриминаторами уровня, выполненными по схеме несимметричных триггеров на триодах, в коллекторные цепи которых включены реле, а эмиттеры соединены между собой.290390 Фиг. Л акоста Витель 1, Вейдер Техред Т. П Курилко Редактор В. С. Нанкина Корректор О. С. Зайцева Типография, пр. Сапунова, 2 Изд.226 Заказ 534/4 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская иаб., д. 4/5