Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения (его варианты)

Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения (его варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для подключения нагрузочных злементов к источнику питания по заданному закону. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение эффективности подавления помех на частотах ниже радиовещательного диапазона. Силовой тиристор 1 открывают сигналом с выхода формирователя импульсов 4 и подключают нагрузку 2 к источнику питания. Перед включением силового тиристора 1 включают транзистор 7 плавно нарастакздим от нуля до максимума напряжением с выхода цифроаналогового преобразователя 8. Проводи- , мость транзистора 7 изменяется пропорционально сигналу с выхода цифроаналогового преобразователя от максимального значения до насьаг.ения транзи стора 7. Поэтому ток, потребляемый устройством, также изменяется плавно от нуля до максимального значения, при зтом изменяется спектральная характеристика импульсов сетевого тока , за счет чего достигается цель изобретения. 2 с.п. ф-лы, 4 ил. (Л fkttt

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„125125

15@ 4 Н 02 M 5/257, 1/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕНИЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3728142/24-07 (22) 19.04. 84 (46) 15.08.86. Бюп. У 30 (71) Московский институт электронного машиностроения (72) И. П. Кузаков и Б. В. Петров (53) 621.314,2(088.8) (56) "Радио", 1975, У 3, с. 44, 45.

"В помощь радиолюбителю", вып. 40.-М.: Изд-во ДОСААФ, 1972, са 8ф (54) РЕГУЛИРУЕИЫИ ТИРИСТОРНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано дпя подключения нагрузочных элементов к источнику питания по заданному закону. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение эффективности подавления помех на частотах ниже радиовещательного диапазона. Силовой тнристор 1 открывают сигналом с выхода формирователя импульсов 4 и подключают нагрузку 2 к источнику питания. Перед включением силового тирнстора 1 включают транзистор 7 плавно нарастающим от нуля до максимума напряжением с выхода цифроаналогового преобразователя 8. Проводи-, мость транзистора 7 изменяется пропорционально сигналу с выхода цифроаналогового преобразователя от максимального значения до насыщения транзистора 7. Поэтому ток, потребляемый устройством, также изменяется плавно от нуля до максимального значения, при этом изменяется спектральная характеристика импульсов сетевого тока, за счет чего достигается цель изобретения. 2 с.п. ф-лы, 4 ил.

l?51?55

Изобретение относится к силовой полупроводниковой технике и предназ-, начено для борьбы с индустриальными радиопомехами от устройств, содержащих управляемые электронные переключатели, преимущественно тиристоры.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей и повышение эффективности подавления помех на частотах ниже радиовещательного диапазона.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства по варианту 1; на фиг. 2 — структурная схема по варианту 2; на фиг. 3 и 4 — диаграммы токов и напряжений в характерных точках схем устройств по варианту 1.

Предлагаемые устройства содержат силовой тиристор 1, нагрузку 2, блок 3 управления (выполненный, на- . пример, в виде компаратора с эталонным источником ЭДС на одном иэ входов), формирователь 4 импульсов, регистр 5 сдвига, генератор 6 импульс сов, транзистор 7, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 8, N дополнительных тиристоров 9.1-9.И (см. фиг. 2), N дополнительных формирователей 10,1-10.N импульсов, N резис" торов 11.1 — 11.N. Каждый дополнительный тиристор 9 вместе с соответствующим резистором 11 подключены параллельно силовому тиристору 1. Формирователи 4 и 10.1-10.N импульсов идентичны и служат для подачи управляющего напряжения на соответствующий тиристор в момент его отпирания.

Блок 3 управления обеспечивает "фазовый" принцип управления устройством. В его функцию входит сравнение контролируемого параметра от первичного преобразователя (не показан) с эталонной величиной и формирование управляющего сигнала для отпирания силового тиристора l.

Работа устройства по варианту 1 происходит следующим образом.

По сигналу от первичного преобразователя (например, от датчика напряжения) блок 3 управления периодически (с частотой питающей сети) вырабатывает управляющий сигнал, который поступает на последовательный вход регистра 5. Начало этого сигнала сдвинуто относительно начала пеI риода сетевого тока. С задержкой, определяемой генератором 6, соответ30

40

55

15 ствующий сигнал появляется последовательно на выходах 1-11 регистра 5.

С помощью ЦАП 8 он преобразуется в плавно нарастающее от нуля до максимума напряжение U„ „, например, в форме параболы (см. фиг. 3). Сформированный аналоговый сигнал с выхода

ЦАП 8 подается на транзистор 7, проводимость О, которого изменяется пропорционально этому аналоговому сигналу (вплоть до насьпцения транзистора 7). Поэтому сетевой ток I,, потребляемый устройством в этот период времени, также изменяется плавно от нуля до максимального значения, определяемого суммарным сопротивлением Е„ нагрузки 2 и Е „ транзистора 7. При появлении сигнала на выходе N старшего разряда регистра 5, что соответствует максимальному значению выходного напряжения U,„

;ЦАП 8, срабатывает формирователь 4 импульсов и отпирается силовой тиристор 1. Одновременно обнуляется регистр 5 и напряжение на выходе

ЦАП 8 уменьшается до нуля. Благодаря этому происходит перераспределение сетевого тока в параллельно включенных коммутирующих элементах и он начинает протекать по цепи силовой тиристор 1 — нагрузка 2.

Форма сетевого тока I в предлаг. гаемом устройстве приведена на фиг. 3.

Она характеризуется плавным нарастанием для каждого импульса сетевого тока на участке включения тиристора.

Благодаря этому изменяется спектральная характеристика импульсов сетево"

ro тока, которая, как известно, убывает обратно пропорционально частоте. Скорость убывания зависит от вида функции, описывающей фронт импульса, и может быть определена по разрывам производных этой функции:

i $(;.д)I л где А — амплитуда импульса; п — наименьший номер производной, претерпевающей разрыв;

> — частота.

В частности для начального участка фронта сетевого тока, описываемого квадратичной параболой, спектр импульсов сетевого тока, а. следовательно, и уровень радиопомех в сети питания в данном устройстве будет убывать пропорционально IS("1) -т-1 для кубической параболы — пропорционально i S () i - - и т.д. (где Z, (! I амплитуда сетевого тока в момент коммутации силового тиристора 1).

Для сравнения следует указать, что в известных устройствах спектр помех

I, определяется выражением iS(M)l- - - . и3

Вид функции, описывающей фронт импульсов сетевого тока, зависит от формы выходного напряжения 11„„„ ЦАП 8, длительность фронта этих импульсов зависит от числа N разрядов регистра 5 и частоты импульсов генератора 6. Необходимая форма напряжения

Uö „ выбирается исходя из необходимого снижения уровня радиопомех в защищаемом диапазоне и определяется схемным решением ЦАП 8.

Амплитуда выходного напряжения

ЦАП 8 регулируется таким образом, чтобы максимальная проводимость транзистора 7 достигалась в момент появления сигнала на выходе N старшего разряда регистра 5. Благодаря этому обеспечивается минимум помех в преобразователе. На фиг. 3 приведена форма отклика измерителя U радиопомех для предлагаемого устройства.

Пунктирной линией показан отклик измерителя в момент включения силового тиристора в известных устройствах, Устройство по варианту 2 (см. фиг. 2). работает следующим образом.

Блок 3 управления периодически вырабатывает управляющий сигнал, сдвинутый относительно начала периода сетевого тока. Под действием импульсов с выхода генератора 6 на выходах 1-N+1 регистра 5 последовательно появляются сигналы, вызывающие поочередное срабатывание соответствующих дополнительных формирователей импульсов IO.I-IO.N и срабатывание формирователя 4 импульсов.

Благодаря этому обеспечивается последовательное включение дополнительных тиристоров 9.1-9.N и силового

i тиристора 1. Сетевой ток I в этот с период будет возрастать постепенно с дискретностью ьТ, по амплитуде и л ., — по времени (см. фиг. 4). !

Подбором сопротивлений балластных резисторов 11.1-1I.N можно добиться равномерности приращения тока во времени. При этом единичный скачок тока в сети питания преобразователя

251255 4 будет иметь амплитуду 4?

«т. с Я+1

Интервал между приращениями сете вого тока 4, может быть определен

1 из расчета л1 — — — где ь f — поср gf и H

ИЗИ лоса пропускания рецептора помех.

Вид отклика 13„ „ измерителя ра-" диопомех (иммитирующего при наладке

10 реальные радиоустройства — рецепторы помех) для ступенчатого воздействия сетевого тока показан на фиг. 4 сплошной линией. Пунктиром обозначен отклик измерителя при работе известных устройств.

Более точное значение а „ подбирается при наладке регулировкой частоты на выходе генератора 6 по минимальному показанию измерителя радиопомех, подключенного в сеть пи20 тания устройства. реакции, измерителя на каждый скачок сетевого тока одинаковы и имеют вид затухающей синусоиды при выпол1

25 нении условия ь,р -- — — (для Рецептора помех можно считать каждый скачок тока в сети питания независимым, т.е. измеренный уровень помех не будет превышать значений, характерных для единичного скачка).

Известно, что уровень радиопомех импульсных сигналов пропорционален амплитуде этих сигналов: А

35 S(M)j †â€, поэтому подключение N р н дополнительных тиристоров в предла« гаемом устройстве обеспечивает снижение уровня помех в сети питания устройств в (N+I) pas во всем час40 Т0ТН0М диапазоне, вклпчая диапазон ниже 10 кГц.

В связи с тем, что после включения силового тиристора 1 регистр 5 обнуляется, а падение напряжения на

45 силовом тиристоре 1 мало и недостаточно для удержания дополнительных тиристоров 9.1-9.И в проводящем состоянии, все они отключаются до начала следующего периода сетевого тока.

50 Общее число Б дополнительных тиристоров определяется необходимым снижением уровня помех на нижней частоте контролируемого диапазона.

55 Ф о р м у л а и s о б р .е т е н и я

1. Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения, S 125125 содержащий силовой тиристор, включенный последовательно между входным и выходным выводами, блок управления и формирователь импульсов, выход которого соединен с управляющим выводом силового тиристора, о т л и—

1 ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения эффективности подавления помех на частотах ниже радио- 10 вещательного диапазона, в него введены транзистор, генератор.импульсов, цифроаналоговый преобразователь и регистр сдвига, выход старшего разряда которого соединен с входом фор- 15 мирователя импульсов и входом обнуления регистра сдвига, эмиттер и коллектор транзистора соединены с анодным и катодным выводами силового тиристора, а база — с выходом цнфро- 20 аналогового преобразователя, входы которого соединены с соответствующими выходами сдвигового регистра, последовательный вход сдвигового регистра соединен с выходом блока уп- 25 равления, э его синхровход — с выходом генератора импульсов.

2. Регулируемый тиристорный преобразователв-переменного напряжения, содержащий силовой тиристор, вклю- З0 ченный последовательно между входным

5 б и выходным выводами, блок управления и формирователь импульсов, выход которого соединен с управляющим выводом силового тиристора, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения эффективности подав ления помех на частотах ниже радио, вещательного диапазона, в него введены И дополнительных тиристоров и формирователей импульсов, выходы которых соединены с управляющими выводами дополнительных тиристоров, И резисторов, генератор импульсов и сдвиговый регистр, выход старшего разряда которого соединен с входом формирователя импульсов и входом обнуления сдвигового регистра, первые одноименные силовые выводы всех тиристоров объединены, второй силовой вывод каждого дополнительного тиристора через соответствующий резистор соединен с вторым силовым выводом силового тиристора, входы дополнительных формирователей импульсов соединены с соответствующими выходами сдвигового регистра, последовательный вход которого соединен с выходом блока управления, aего синхровход — с выходом генератора импульсов.

Составитель И. Головинова

Редактор М. Дыль.н Техред Q.Ãoðòâàé Корректор, М. Самборская

Заказ 4423/55 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная,