Однофазный тиристорный регулятор напряжения

Однофазный тиристорный регулятор напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОДНОФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два силовых тиристора, соединенных встречнопараллельно и включенных между первым входным выводом для подключения источника питающего напряжения и первым выходным выводом для подключения постоянной или переменной активноиндуктивной нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим со вторым выходным выводом, резистор, конденсатор, трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два маломощных тиристора, отличающийс я тем, что, с целью повышения его надежности путем снижения мощности рассеивания на управлякицих переходах силовых тиристоров, катод первого маломощного тиристора соединен с анодом второго, их общая точка соединения подключена к первому входному выводу, анод первого маломощного тиристора соединен с катодом второго через две параллельные цепочки, состоящие одна из дополнительно введенных двух согласно соединенных маломощных разделительных диодов, а другая « из двух дополнительно введенных маломощных вспомогательных диодов, общая точка соединения маломощных вспомогательных диодов подключена к второму входному выводу через последовательно соединенные резистор и конденсатор, а общая точка соединения маломощных КЛ разделительных диодов подключена к первому выходному выводу через первичную обмотку трансформатора, каждая из вторичных обмоток которого подключена к переходу эмиттер-база одного из двух дополнительно введенных транзисторов через дополнительно введенсо о ные диод и резистор, а переход эмиттер-коллектор каждого из транзисто сд ров соединен с выводами для подключения источника питания постоянсо ного тока через управлякяций переход соответствующего силового тиристора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfAO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) .3274979/24-07 (22) 09.04.81 (46) 07.06.84. Бюл.921 (72) И.A. Иирсагатов и III.Ø.Øàèñëàìoâ (71). Специализированное конструкторское бюро " Гидрогеотехника" Производственного объединения "Узбекгидрогеология" (53) 621. 316. 722 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 485429, кл. Н 02 P 13/30, 1975.

2. Тиристоры. Технический справочник под ред. В.А. Лабунцова. М.,"Энергия", 197 1, с.239, рис.9-31. (54)(57) ОДНОФАЗНЫЙ ТИРИСТОРНЫИ РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий два силовых тиристора,.соединенных встречнопараллельно и включенных между первым входным выводом для подключения источника питающего напряжения и первым выходным выводом для подключения постоянной или переменной активно-индуктивной нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим со вторым выходным выводом, резистор, конденсатор, трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два маломощных тиристора, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью повышения его надежности путем снижения мощности рассеивания на управляющих переходах (д) Н 02 P 13/30; H 02 M 5/02 силовых тиристоров, катод первого маломощного тиристора соединен с анодом второго, их общая точка соединения подключена к первому входному выводу, анод первого маломощного тиристора соединен с катодом второго через две параллельные цепочки, состоящие одна из дополнительно введенных двух согласно соединенных маломощных разделительных диодов, а другая из двух дополнительно введенных маломощных вспомогательных диодов, общая точка соединения маломощных вспомогательных диодов подключена к второму входному выводу через последовательно соединенные резистор и конденсатор, Pg а общая точка соединения маломощных разделительных диодов подключена к первому выходному выводу через первичную обмотку трансформатора, каждая иЗ вторичных обмоток которого подклю- Я чена к переходу эмиттер-база одного из двух дополнительнэ введенных транзисторов через дополнительно введенные диод и резистор, а переход эмиттер-коллектор каждого из транзисторов соединен с выводами для подключения источника питания постоянного тока через управляющий переход соответствующего силового тиристора.

1 1096753

Изобретение относится к области регулирования напряжения переменного тока на активно-индуктивной (переменной активно-индуктивной) нагрузке и может быть использовано,в частности,для пуска и регулирования частоты вращения асинхронного двигателя.

Известны однофазные тиристорные регуляторы, используемые для регулирования напряжения переменного тока . на активно-индуктивной и переменной активно-индуктивной нагрузке f 13.

В этих тиристорных регуляторах значение напряжения нагрузки регулируется на основе фазового принципа управления, причем управляющие импульсы силовых тиристоров синхронизированы с напряжением сети.

Наиболее близким к изобретению является однофаэный тиристорный регулятор напряжения, содержащий два силовых тиристора, соединенных встречно-параллельно и включенных между первым входным выводом для подключения источника питающего напряжения и первым выходным выводом для подключения постоянной или переменной активно-индуктивной нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим со вторым выходным выводом, резистор, конденсатор, трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два маломощных тиристора l.21.

К недостаткам известного регулятора можно отнести то, что ширина управляющего импульса силовых тиристоров меняется в соответствии с изменением момента отпирания маломощных тиристоров блока управления. При этом максимальная ширина управляющего импульса независимо от параметров и характера нагрузки равняется

180 эл.град. Такая ширина управляющего импульса увеличивает рассеивае мощность на управляющем переходе силового тиристора, что является причиной снижения надежности и потребляемую мощность блока управления.

Целью изобретения является повышение надежности регулятора путем снижения мощности рассеяния на управляющих переходах силовых тиристоров.

Поставленная цель достигается тем, что в однофазном тиристорном, регуляторе напряжения, содержащем два силовых тиристора, соединенных встречно-параллельно и включенных между первым входным выводом для подключения источника питающего напряжения и первым выходным выводом для подключения постоянной или переменной активно-индуктивной нагрузки, второй входной вывод, являющийся общим со вторым выходным выводом, резистор, конденсатор, трансформатор с одной первичной и двумя вторичными обмотками и два маломощных тиристора, катод первого маломощного тиристора соединен с анодом второго, их общая точка соединения подключена к первому входному выводу, анод первого маломощного тиристора соединен с катодом второго, через две параллельные цепоч-, ки, состоящие одна иэ дополнительно введенных двух согласно соединенных маломощных разделительных диодов, а другая — иэ двух дополнительно введенных маломощных вспомогательных диодов, общая точка соединения маломощных вспомогательных диодов подключена к второму входному выводу через

25 последовательно соединенные резистор и конденсатор, а общая точка соединения маломощных разделительных дио- дов подключена к первому выходному выводу через первичную обмотку трансформатора, каждая иэ вторичных обмоток которого подключена к переходу эмиттер-база одного из двух дополнительно введенных транзисторов через. дополнительно введенные диод и резис35 тор, а переход эмиттер-коллектор каждого иэ транзисторов соединен с выводами для подключения источника питания постоянного тока через управляющий переход соответствующего силового тиристора.

На чертеже представлена схема однофазного тиристорного регулятора.

Однофаэный тиристорный регулятор содержит силовые тиристоры 1 и 2, включенные встречно-параллельно, упмую равляющие переходы которых подключены к соответствующим выводам (зажимам)

3,4 и 5,6 для подключения источника постоянного тока через переход эмит50 тер-коллектор соответствующего транзистора 7 и 8, переход эмиттер-база которых подключен к соответствующим вторичным обмоткам 9 и 10 трансформатора 11 через диоды 12, 13 и резисторы 14 и 15 соответственно, один эа55 жим первичной обмотки 16 этого трансформатора подключен к общей точке соединения силовых тиристоров и первым выходным выводом для подключения

10967 нагрузки 17, а другой зажим — с общей точкой соединения маломощных разделиI тельных диодов 18 и 19,катод и анод последних соединен между собой через две параллельные цепочки, состоящие из согласно включенных мало5 мощных тиристоров 20 и 21 и маломощных диодов 22 и 23, общая точка соединения последних подключена ко второму входному выводу 24 через последовательно соединенные резистор 25 и конденсатор 26.

Входной вывод 24 является общим со вторым выходным. выводом для подключения нагрузки. Общая точка соединения маломощных тиристоров 20 и 21 подключена к первому входному выводу 27 и силовому тиристору

Сущность работы схемы заключается в следующем.

На входные выводы 24 и 27 подается сетевое (переменное) напряжение.

Пусть в рассматриваемый момент времени вывод 24 имеет положительный потенциал относительно потенциала вывода 27. При этом с момента поступления синхронизированного с сетевым напряжением узкого управляющего импульса (длительность которого определяется собственным временем включения) на вход маломощного тиристора

21 последний отпирается и удерживается в открытом состоянии током,протекающим по цепи: входной вывод 24, конденсатор 26, резистор 25, диод 22, тиристор 21, входной вывод 27.

Пусть имеем режим О(, . (К-угол поступления управляющего импульса в полупериоде сетевого напряжения на вход маломощного тиристора 21 и 20, Ч вЂ” фазовый угол нагрузки 17).

В этом случае с момента отпирания маломощного тиристора 21 появляется ток по цепи: входной вывод 24, нагрузка 17, обмотка 16, маломощный разделительный диод 19, маломощный тиристор 45

21, входной вывод 27. При этом наво- дится ЭДС на вторичных обмотках трансформатора и появляется ток по цепи: обмотка 10, переход эмиттер-база транзистора 8, диод 13, обмотка 10. Этим током включается транзистор 8 и появляется ток по цепи: зажим 5 источника питания, переход эмиттер-коллектор транзистора 8, управляющий электрод силового тиристора 2, зажим 6 55 источника питания. Этот ток являет ся отпирающим током тиристора 2.

При этом тиристор 2 включается и по53 i является ток по цепи: входной вывод .

24, нагрузка 17, силовой тиристор 2 входной вывод 27. С момента отпирания силового тиристора 2 цепь, состоящая из последовательно соединенных обмотки 16, маломощного разделительного диода 19, маломощного тиристора 21 шунтируется силовым тиристором 2. В результате этого исчезает ток, протекающий через обмотку 16.

При этом транзистор 8 закрывается и, следовательно, исчезает ток, протекающий через управляющий переход силового тиристора 2, — образуется задний фронт управляющего импульса силового тиристора 2. В связи с этим можно утверждать, что обеспечивается автоматическая корректировка длительности управляющего импульса силового тиристора в зависимости от параметров нагрузки 17.

Аналогично отпирается силовой тиристор 1, но со сдвигом на

180 эл. град. относительно момента отпирания силового тиристора 2.

Рассмотрим процесс отпирания силового тиристора 1. Пусть входной вывод 27 имеет положительный потенциал относительно потенциала входного вывода 24. При этом с момента поступления узкого управляющего импульса на вход маломощного тиристора

20 последний отпирается и удерживается в открытом состоянии током перезарядки конденсатора 26. В этом случае с момента отпирания тиристора

20 появляется ток по цепи: входной вывод 27, маломощный тиристор 20, маломощный разделительный диод 18, обмотка 16, нагрузка 17, входной вывод 24. При этом наводится ЭДС на вторичных обмотках трансформатора ,11 и появляется ток по цепи: вторич ная обмотка 9, переход эмиттер-база транзистора 7, диод 12, обмотка 9.

В результате этого транзистор 7 включается и появится ток по цепи: зажим

3 источника питания, переход эмиттер-коллектор транзистора 7, управ- ляющий переход силового тиристора 1, зажим 4 источника питания. Этим током включается силовой тиристор 1 и появляется ток по цепи: входной вывод 27, силовой тиристор 1, нагрузка

17, входной вывод 24. С момента отпирания силового тиристора цепь, состоящая из последовательно соединенных маломощного тиристора 20, маломощного разделительного диода 18, 1096753 обмотки 16 шунтируется силовым тиристором 1. В результате этого исчезает ток, протекающий через обмотку

16. При этом транзистор 7 закрывается и следовательно исчезает ток, 5 протекающий через ynðàâëÿþùèé переход силового тиристора 1, — образуется задний фронт управляющего импульса.

Пусть имеем режим d (Y который; достигается уменьшением значения Ы

Допустим, в рассмотренный момент времени входной вывод 24 имеет положительный потенциал отноеительно потенциала входного вывода 27. При этом благодаря маломощному разделительному диоду 19 независимо от того, что силовой тиристор 1 находится в проводящем состоянии с момента поступления узкого импульса на вход маломощного тиристора 21, последний включается и удерживается в открытом состоянии током перезаряда конденсатора 26 (который протекает по цепи: входной вывод 24, конденсатор 26, резистор 25, диод 22, тиристор 21, входной вывод 27). Начиная с момента Ю1 Ч появляется ток по цепи: входной вывод 24, нагрузка 17, первичная обмотка 16, маломощный разделительный диод 19, маломощный тиристор 21, входной вывод 27. При этом наводится ЗДС на вторичных обмотках трансформатора 1 1, следовательно появляется ток по цепи: вторичная обмотка 10, переход эмиттер-база тран-д эистора 8, диод 13, обмотка 10. В ре" зультате этого транзистор 8 включается и появляется ток по цепи: зажим 5 источника питания, переход эмиттер.коллектор транзистора 8, управляющий 40 переход силового тиристора 2, зажим

6 источника питания. Зтим током включается силовой тиристор 2 и появляется ток по цепи: входной вывод

24, нагрузка 17, силовой тиристор

2, входной вывод 27. С момента отпирания силового тнристора 2 последний шунтирует цепь, состоящую из последовательно соединенных обмотки 16, маломощного разделительного диода 19, маломощного тиристора 21. В результате этого исчезает ток, протекающий через первичную обмотку 16 трансформатора. При этом транзистор 8 закрывается, следовательно, исчезает ток, протекающий через управляющий переход силового тиристора 2 — образуется задний фронт управляющего импульса.

Управляющий импульс силового тиристора 1 образуется аналогично,но со сдвигом на 180 эл.град. относительно управляющего импульса силового тиристора 2 °

Предложенный регулятор выгодно отличается от известного,так как при применении его независимо от величины и характера сопротивления нагрузки, а также независимо от момента отпирания маломощных тиристоров на

Р управляющем переходе силовых тиристоров образуется узкий отпирающий импульс, длительность которого корректируется автоматически и определяется временем нарастания тока нагрузки до значения тока удержания силового тиристора. В результате этого уменьшается потребляемая мощность системой управления и рассеиваемая мощность на управляющем переходе силового тиристора, что повышает надежность устройства.

1096753

Составитель Ю. Андреев

Редактор H. Пушненкова Техред С.Мигунова

Корректор В. Синицкая

Заказ 3840/42 Тираж 667

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ПШ! "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4