Устройство для управления силовыми тиристорами многофазного преобразователя

Устройство для управления силовыми тиристорами многофазного преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1»1 556543

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистически»

Р сну5лик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.03.75 (21) 2109629/07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 30.04.77. Бюллетень № 16

Дата опубликования описания 23.05.77 (51) M. Кл. Н 02М 1/08

Н 02Р 13/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621.314.5 (088.8) по аекам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

А. М. Абдулаев, В. Ю. Барановский, Л. И. Матросович и P. К. Пахлавуни (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМИ

ТИРИСТОРАМИ МНОГОФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к области преобразовательной техники, в частности к устройствам импульсно-фазового управления многофазными вентильными преобразователями.

Известны устройства импульсно-фазового управления, выполненные по одноканальному асинхронному принципу, содержащие блок генерации и фазового смещения управляющих импульсов, распределитель и узлы ограничения, вырабатывающие синхронные с сетевым напряжением импульсы, фаза которых соответствует границам допустимого диапазона смещения управляющих импульсов (1).

Распределитель импульсов этих устройств представляет собой сложную логическую схему, содержащую большое количество элементов.

Известны также устройства управления, не содержащие распределителя, его функцию выполняет напряжение сети. Такие устройства применяют лишь для нулевых схем преобразователей. Колебания угла регулирования изза нестабильности сети и неточности настройки генератора в этом устройстве компенсируются сигналом обратной связи, подаваемым на управляющий вход блока генерации и фазового смещения, что требует его тщательной фильтрации. Это требует установки фильтров в цепи обратной связи и приводит к снижению быстродействия устройства управления (2).

Известны также асинхронные устройства управления, сигнал обратной связи в которых вводится непосредственно в релаксационный генератор.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее блок питания, блок генерации и фазового смещения управляющих импульсов и кольцевой коммутатор, 10 выполненный на вспомогательных тиристорах (3). Блок генерации и фазового смещения выполнен по «вертикальному» принципу и содержит релаксационный генератор, формирователь импульсов и транзисторныи ключ. Им15 пульсы, вырабатываемые упомянутым блоком, поступают через разделительные диоды на вход кольцевого коммутатора, выполняющего функции распределения. Каждый канал кольцевого коммутатора содержит вспомога20 тельный тиристор и коммутирующий конденсатор. При управлении встречно-параллельно включенными тиристорами число каналов вдвое больше числа фаз питающей сети.

25 В рабочем состоянии заряд конденсатора релаксационного генератора осуществляется суммарным током стабилизированного блока питания и обратной связи. При этом на силовые тиристоры преобразователя импульсы по30 даются с частотой питающей сети.

5 56543

Такое устройство имеет сложную конструкцию и трудный запуск кольцевого коммутатора.

Кроме того, возможен выход фазы управляющих импульсов за допустимые (по условиям коммутации тиристоров) пределы.. 11ри этом очередной тиристор не вступает в работу, и далее нормальный процесс полностью нарушается.

Цель изобретения — повышение надежности запуска кольцевого коммутатора, упрощение устройства, а также исключение перехода фазы управляющих импульсов как за верхний, так и за нижний пределы.

Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве кольцевой коммутатор дополнительно снабжен RC-цепочкой, включенной через диод между блоком питания и управляющим электродом одного из вспомогательных тиристоров. В момент подачи напряжения ток заряда конденсатора принудительно включает вспомогательный тиристор, давая разрешение на подачу импульсов на силовые тиристоры одной фазы преобразователя.

Исключен IQ перехода фазы импульсов за верхний допустимый предел достигается тем, что блок генерации и фазового смещения управляющих импульсов дополнительно снабжен стабилитроном, подключенным параллельно его входу. Этим фиксируется максимальное по модулю значение управляющего напряжения.

Искл:очение перехода фазы управляющих импульсов за нижний допустимый предел достигается тем, что устройство дополнительно снабжено двумя резисторами и вспомогательным выпрямителем, составляющими три плеча моста постоянного тока, четвертым плечом которого является блок питания, а диагональ моста через разделительный диод подключена к входу упомянутого блока генерации и фазового смещения. Этим фиксируется минимальное по модулю значение управляющего напряжения, причем точка фиксации определяется выходным напряжением преооразователя.

На чертеже представлена блок-схема тиристорного преобразователя с разверткой схем блока генерации и фазового смещения управляющих импульсов, кольцевого коммутатора и ограничителей.

Нагрузка 1 подключена к и-фазному вентильному преобразователю 2. Выход преобразователя 2 через вспомогательный выпрямитель 3 и сопротивление 4 подключен к блоку

5 генерации и фазового смещения.

Блок генерации и фазового смещения содержит релаксационный генератор, состоящий из времязадающего конденсатора 6, подключенного через сопротивление 7 к блоку питания 8, и блокинг-генератор, включающий в себя импульсный трансформатор с четырьмя обмотками и 9 — 12.

Обмотка 9 подключена к базе транзистора

13, обмотка 10 включена в его коллекторную

65 цепь, обмотка 11 — к базе транзистора 14, а выходная обмотка 12 соединена с входом кольцевого коммутатора 15.

Кольцевой коммутатор 15 содержит m каналов по числу фаз преобразователя. Каждьщ канал 16 состоит из вспомогательного тиристора 17, коммутирующего конденсатора 18, подключенного между анодными цепями вспомогательных тиристоров 17 соседних каналов.

Цепь управления каждого вспомогательного тиристора !7 соединена через конденсатор 19, диод 20 и конденсатор 21 с выходной обмоткой 12. Общая точка диодов 22, 23 подключена к катоду вспомогательного тиристора 17.

Кольцевой коммутатор 15 дополнительно снабжен RC-цепочкой, состоящей из конденсатора 24 и сопротивления 25, подключенной через диод 26 между блоком питания 8 и управляющей цепью одного из вспомогательных тиристоров 17.

Выход каждого канала кольцевого коммутатора через сопротивление 27 соединен с управляющими электродами силовых тиристоров одной фазы преобразователя.

Эмиттер транзистора 13 соединен с полюсом блока питания 8 через стабилитрон 28.

К этой же точке через диод 29 подключена диагональ моста постоянного тока, состоящего из двух резисторов 30, 31 и вспомогательного выпрямителя 3, составляющих три плеча моста, четвертым плечом которого является блок питания 8.

11редлагаемое устройство работает следующим образом.

При включении блока питания 8 ток заряда конденсатора 24 через диод 26 включает вспомогательный тиристор 17, подготавливая входную цепь следующего канала к приему импульса. Одновременно начинает заряжаться конденсатор 6 через сопротивление 7. По достижении напряжения на конденсаторе 6 величины, равной U срабатывает блокинг-генератор, выходной импульс которого через обмотку 12 и конденсатор 21 подается на вход кольцевого коммутатора 15, включая вспомогательный тиристор 17 следующего канала.

Коммутирующий конденсатор 18, перезаряжаясь, выключает вспомогательный тиристор

17 предыдущего канала. Г1ри этом через сопротивление 27 протекает ток перезаряда конденсатора 18. Падение напряжения на сопротивлении 27 используется для управления силовыми тиристорами преобразователя 2. Преобразователь 2 включается и на его выходе появляется напряжение.

Выпрямленное положительное напряжение преобразователя от вспомогательного выпрямителя 3 через сопротивление 4 поступает на конденсатор 6, изменяя частоту работы блокинг-генератора до обеспечения рабочего состояния устройства для управления и самого преобразователя 2.

Для исключения запирания преобразователя при переходных процессах стабилитрон 28

556543

40 ограничивает величину управляющего напряжения.

Уменьшение выходного напряжения преобразователя 2, вызванное уменьшением напряжения сети или увеличением падения напряжения в элементах преобразователя, вызывает снижение напряжения на выходе вспомогательного выпрямителя 3. Зто ведет к увеличению угла проводимости силовых тиристоров преобразователя. Ограничение рабочего диапазона угла проводимости силовых тиристоров преобразователя, т. е. предотвращение перехода управляющих импульсов за нижний допустимый предел достигается фиксацией минимального управляющего напряжения напряжением, снимаемым с общей точки резисторов 30, 31 через диод 29. Так как напряжение на резисторах 30, 31 равно сумме стабильного и опорного, поступающего от вспомогательного выпрямителя 3, то минимальное управляющее напряжение будет обратно пропорционально выходному напряжению преобразователя 2.

Использование в устройстве для управления, выполненном по одноканальному асинхронному принципу, новых элементов: RC-цепочки, моста постоянного тока и стабилитрона выгодно отличает предлагаемое устройство от известных, так как повышает надежность запуска кольцевого коммутатора, упрощается устройство и исключается возможность перехода фазы управляющих импульсов за рабочий диапазон.

В результате этого увеличивается надежность многофазного тиристорного преобразователя, частично исключаются аварийные ситу ации.

Формула изобретения

1. Устройство для управления силовыми тиристорами многофазного преобразователя, со5

25 зо держащее блок питания, связанный с блоком генерации и фазового смещения управляющих импульсов и подключенный к нему кольцевой коммутатор, выполненный на вспомогательных тиристорах, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности запуска коль,цевого коммутатора и упрощения устройства, кольцевой коммутатор дополнительно снабжен RC-цепочкой, включенной через диод между блоком питания и управляющим электродом одного из вспомогательных ти исторов.

2. Устройство по п, 1, отличающееся тем, что, с целью исключения перехода фазы управляющих импульсов за верхний допустимый предел, блок генерации и фазового смещения управляющих импульсов дополнительно снабжен стабилитроном, подключенным параллельно его входу.

3. Устройство по п. 1, отлич а ющееся тем, что, с целью исключения перехода фазы управляющих импульсов за нижний допустимый предел, оно дополнительно снабжено двумя резисторами и вспомогательным выпрямителем, составляющими три плеча моста постоянного тока, четвертым плечом которого является блок питания, причем диагональ моста через разделительный диод подключена к входу упомянутого блока генерации и фазового смещения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Деткин Л. П. Системы управления тиристорными и ионными электроприводами. Информэлектро, М., 1971.

2. Патент Англии ¹ 973013, кл, Н 2F, 1965.

3. Барановский В. Ю., Эфинди — Заде К. K., Одноканальная система импульсно-фазового управления выпрямителем. «За технический прогресс», 1974, М 5.

556543

Составитель В. Климов

Техред И. Позняковская

Корректоры: Л. Денискина н 3. Тарасова

Редактор С. Заика

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1103/13 Изд. № 399 Тираж 914 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раугнская наб., д. 4/5