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

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

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Е 29О39О

О П И С А Н И

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Со|ос Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 15.!.1968 (№ 1209429/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

МПК Н 02р 13/16

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 22.Х11.1970. Бюллетень № 2 за 1971

Дата опубликования описаиия 12.III.1971

УДК 621.316.721 (088.8) Автор изобретения

А. Ф. Третьяков

Заявитель

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕ1 УЛЯТОР ВЫПРЯМЛЕННОГО ТОКА

Известиые автоматические регуляторы выпрямлеипого тока, содержащие датчик тока, блок плавного изменения 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 коммутиру|отся переключающим устройством. Однако оии имеют иедостаточиую точность регулирования и критичны к измеиеш|ям параметров свои.; компонентов, в частности транзисторов, что снижает устойчивость работы регулятора.

Целью изобретения является устранение отмеченных выше недостатков. Согласио изобретеиию плавное регулирование угла запаздываиия управляющих импульсов тирисгориого выпрямителя осуществляется путем изменения предельиого значения потенциала, до которого заряжаются времязада|ощие емкости в ведущих мультивибраторах, для чего времязадающие сопротивлеиия всех каналов (три или шесть, в зависимости от схемы тиристорного выпрямителя — трехфазиая с нулем илп мостовая и т. д.) соединены в звезду, нейтральная точка которой подсоединеиа к выходу усилителя постоянного тока, выполненного Ilo ба. лаисиой схеме. Вход этого усилителя соединен

0 датчиком гок» через стабилитрои, с напряжением стабилизации которого сравнивается иапряженпе иа выходе датчика тока. Для сгупевчатого регулирования в регуляторе применены дискриминаторы уровня, выполисниыс по схеме несимметричных 110 обратным коллекториым связям триггеров, на триодах, в

КОЛЛЕКТОРИI IC ЦЕI! Il I OTOPI IX ВК,110ЧЕИ11 ЭЛЕКТРОмагнитные реле, а эмиттеры соединены между

10 собой. Благодаря тому, что времязадающпе резисторы в мультивибраторах выбраны высокоомиыми, можно соединить иx в звезду, пе опасаясь вредного взаимного влияния, выражающегося во взаимной синхронизации муль15 тивибраторов различиых фаз.

Высокоомиые резистор|а выбраны из услоI.IIII обеспечения максимальной длительности при м|шималы|ом напряжении на выходе li! иейного усилителя, что позволяет умеиьшить

20 длительность импульсов в ведущем мульп|вибраторе путем увеличения напряжения иа выходе линеицогo усилителя. Эти два вышеописанных решеш|я позволяют для регулировяиия $ Ãë» зяпяздыВяиия при меиить одии, 0025 щий для всех каналов, линейный усилитель, !To упрощает регулятор в целом и повышаег его точность и стабильность.

Применение линейного усилителя, выполненного по балансной схеме с эмиттериой оо30 ратной связью, соединенного с датчиком тока

290390

60 напряжение

65 через стабилитрон, значительно повышает стабильность усилителя и упрощает его. Применение в блоке для ступенчатого регулирования дискриминаторов уровня, выполнен»ых Ilo схеме несимметричных по обратным коллектор ным связям триггеров с дополнительной эмиттерной связью, повышает точность переключения и упрощает этот блок.

На фиг. 1 изображена блок-схема регулягора и взаимосвязь его во всеми блоками регулируемого выпрямитель»ого агрегата; »а фиг. 2 — принципиальная схема регулятора; па фпг. 3 — трехфазный rcllepBTop фазосдвигаемых импульсов и тиристорный выпрямитель, питающий обмотку управления дроссслей IIBсыщения.

Регулятор состоит из блока 1 плавного регулирования, имеющего два выхода, один из которых связан с генератором 2 фазосдвигаемых импульсов; генератор связан с Tllp»сгорным выпрямителем 3, который соединен с обмотками управления дросселей насыщения 4.

Через дросссли насыщения и датчик тока 5 силовои llpeoopB30IIBTIелы!ыи тра!!сфор матор 6 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 6. Вход блока

1 плавного регулирования соед!шен с датчиком тока 5, посредством которого осущесгвляется 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 16, 17 по баланс»ой схеме, вход усилителя через стабилитрон 18 соединен с задатчиком тока (потенцпомстром)

19, один из выходов — — коллектор триода 17 через резисторы 20, 21, 22, соединенные в звезду, связан с генератором 2 фазосдвигаемых импульсов, другой выход — коллектор тр»ода

16 соединен через цепь задержки 23 — 27 с задатчиками уставки уровня 10, 11, относящимися к блоку 9 ступенчатого регулирования, который содержит два дискриминатора уровня, выполненных по схем- несимметри нных по обратным коллеKTopFIblil связям триггеров —транзисторов 28 — 31 с дополнительной эмиттерной связью (резисторы 82 » 33).

Генератор фазосдвигающих импульсов (фиг. 3) выполнен в виде ждущих мультпвпбраторов по два в каждом канале (фазе): ведущий — транзисторы 34, 85 и ведомый— транзисторы 86, 87. Выходы ведомых му.»,гпвибраторов соединены с целью управления трехфазного тирпсторного выпрямителя 3, питающего обмотку управления дросселей насыщения 4. Ведущие мультивпбраторы соедине15

45 зо

55 ны с источником 88 синхронизирующего на,пряжения, через конденсаторы 89, 40, 41.

В схемах управления тиристорамп, построeI»» Ix на ждущих мультивибраторах, изменение угла запаздывания выходного импульса относительно входного, синхро осуществляется путем изменения длительности импульса, генерируемого ьедущим мультивпбратором. Длительность импульса в ждущем мультивибраторе можно изменить путем изменения величины времязадающего резистора 42 (43, 44) или изменением вели шны емкости 45 (46.

47). Последний способ практически реализовать труднее, а изменение времязадающего резистора неудобно тем, что число таких резисторов равно числу каналов (фаз) и для автоматизации этого режима требуется минимум три триода, что услож»яет схему и приводит к нестабильности, так как подобрать трп триода с оди»аковымн статическими и динамическими характеристиками трудно.

Как видно а фиг. 2 и 3, времязадающие резисторы 42 — 44, изменением которы.; 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 постоянного тока (триоды 16, 17), выполненного по балансной схеме с эмиттерной связью, с BBземленной базой одного из триодов 16. Вел!!чина эмиттерного сопротивления 49, общего для триодов 16, 17, и потенциал базы триода

16, 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. Д »!тел!я!ость импульсов, генерируемых мулы!!вибраторами, минимальна, как и угол запаздывания. При этом тирпсторы в выпрямителе 8, питающем обмотку управления дросселей нась»ценил 4, работают с минимальным углом запаздывания, ток через обмотки управления возрастает, !!асыщен!!е дросселей увеличивается, вследствие чего возрастает и выпрямленный ток агрегата.

Длительность импульсов в >кдущех! мультивибраторе прибл!!оке»но может быть выра «ена следующим равенством; 1в- Е

t„=-- R С In 1и где t — длительность и, !пульса;

Š— начальное зап;!р!»о!цее па конденсаторе;

U — уровень напряжения, на которое включен времязадающий резистор ба290390 зы открытого в исходном состояшш триода;

R — времязадающие резисторы (на фиг. 3 резисторы 42 — 44);

С вЂ” времязадающие емкости (на фиг. 3 емкости 45 — 47) .

Из приведенного равенства и фиг. 2 и 3 вид но, что при постоянных значениях R. С, LII; длительность импульсов может изменяться папря>кением Е, с помощью которого задается начальный (минимальный и максимальный) ток базы открытого транзистора в ждущем мультивибраторе. В предлагаемом регуляторе резисторы 42 — 54 выбраны высокоомпыми из условия обеспечения тока базы открытого транзистора в ждущем мультивибраторе, 6.1113ком к насыщению даже при минимальном IIBпряженпи на коллекторе триода 17, что соответствует макс;1мальной длительности пмпуль. сов примерно 260 эл. град. Если выходная величина от датчика выпрямленного тока ниже заданной уставкп, потенциал пя коллекторе максимальный, длительность генерпруемь1х импульсов минимальна, примерно 20 — 30 эл. град., таким образом, регулятор обеспечивает сдвиг генерируемых импульсов ведущих мул,тивибраторов (ня фиг. 3 84 — 85) па угол

240 — 230 эл. град., что при л1обом характере нагрузки (активном, ш|дуктивном) обеспечивает изменение тока тиристорпого выпрямителя (выходного каскада) от максимального значения до нуля. Изменение тока тпрпстопного выпрямителя (тока обмоток управления дросселей насыщения) осуществляется плав. ное регулирование главного тока вьшрям 1тельного агрегата.

Так как времязалающис резисторы выбраны из условия максимальной длительности, т. е. высокоомнымп, и соединены в звезду, нейтральная точка которой соединена с выходом усилителя, как правило, имеющего небольшое выходное сопротивление по сравнению с времязадающими резисторами мультивибраторов, то исключается взаимное вредное влияние мультивибраторов разных фаз друг на друга, что дает возмо>кность регулировать их длительность одним, общим для всех каналов (фаз) усилителем. Применение в качестве регулирующего потенциал без открытых триол>в в ждущих мультивибраторов усилителя, выполненного по баланспой схеме с об1цпм э Illl терным сопротивлением и заземленной базой в одном из двух триодов балансного усилителя, обеспечивает хорошую линейность выхолпого напряжения и его стабильность как по температуре, так и по времени, так как усилитель выполнен олнокаскадным, то он минимально прост и надежен.

Благодаря тому, что датч;1к тока соелппеп со входом усилителя через стабилитрон и наличию эмиттерной связи в усилителе, чувствительность его весьма высокая. Необходимое изменение выходного напряжения для полного размагничивания пли намагничивания дросселей насыщения происходит при отклонении входной величины на +ЗЯ> при линейности не хуже 99 о

В мощных выпрямительных агрегатах гл;бина регулирования с помощью дросселей насыщения выбирается небольшой, примерно

3 — 5%, так как регулирование с помощью дросселей насыщения ухулшает сов у агрегата и в итоге к.п.д.

С целью большей экономичности и уьелпчснпя глхбины регхлированпя мощны.; выпрямитсльш.1х агрегатов, регулирование осущеcll3ляется комб11ппрованпым способом: грубое, ступенчатое, пугсм воздействия ня привод переключающего устройства пол нагрузкой отпаек в обмотках трансформатора: плавное, с помощьIO насыщения лросcåëi. é.

Автоматический регулятор должен работать так, что прп использовании всей регулпровочной спосоо ности лросселей насыщения специальным релейнь1м устройством дастся сигнал ня вкл1оченпе привода переключа1ощего устройства, лля переключения ступеней в силовом трансформаторе в сторону увеличения плп уменьшения напряжения.

Для релейного управления приводом переключающего устройства в регуляторе применены два лискримина горя уровня, выполненных на основе двух несимметричных по обратным коллекторным связям триггеров с дополнительной эмпттерной связью (на фиг. 2 транзисторы 28 — 81). В коллекторпую цепь одного из триодов каждого триггера включены э,тектромагнптные реле 58 и 54. контактами которых замыкается цепь реверсивного электроЗ5 двигателя привода переключающего устройства.

Применение в качестве лискриминато >;) уровня несимметричного триггера по обра гным коллскторным связя11 В Отлп !!1е от к>1ко40 Fcl-,IIII>0 лр1 гого 3IIcкрпминяторя K poHIIH пример реле напряжения пли магнитных усилителей с релеи11ым эффектом. дает преимущество в упрощении устройства в целом, повышает точность срабатывания и коэффициенг

4> возврата.

Напряжение с одного из выходов усилителя. подается через цепь задержки 24 — 27 на потенциометры 10 и 11, с помощью которых задается уставка уровня токов, ми1шмального и

50 максимального. Прп уровне тока ме:1ьшс уставки, заданной потенциометром !1, триоды в первом триггере находятся в таком состоянии, что триод 28 заперт, трпол 29 открыт, через обмотку реле 58 протекаег ток 11 его кои5 такты замыкают цепь реверсивного электро двигателя. который прп этом вращает привод переключающего устройства в сторону повышения напряжения; во втором триггере триод

80 заперт, 81 открыт и через обмотки реле 54

60 тока не протекает. В этом состоянии триггеры могут находиться сколь угодно долго. пока входное напряжение не достигнет порогоього значения. Нр>> достижении выпрямленным током значения, зялашнэго устявкой (потеицио65 метром 11), япряжc»IIe на потенцпометрс

290390 на 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 1б, 17, генератор 2 фазосдвнгаемых 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 80, 81 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

15 гю

30 привода переключающего устройства, из-за инерционности дросселей насьицения на входе дискриминаторов уровня установлена цепь временнои задержки, интегрирующая цепь

24 27, имеющая задержку гораздо ббльшую, чем постоянная времени дросселей насыщсни я.

Предмет изобретен и я

Лвтоматический 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, включающий в себя трансформатор с отпайками, которые коммутируются переключающим устройством, отличгиощийся тем, что, с целью yttpoiitett;tsi и повышения надежности, времязадающпе резисторы указанных мультпвибраторов соединены в звезду, нейтральная точка которой подключена к выходу усилителя постоянного тока, выполненного по балапспой схеме, вход которого соединен с датчпком 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

Составитель I . Beéäåð

Техред Т. П Курилко

Редактор В. С. Нанкина

Корректор О. С. Зайцева

Типография, пр. Сапунова, 2

Изд. № 226 Заказ 534/4 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4)5