Тиристорный регулятор переменного напряжения

Тиристорный регулятор переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<„>734860 ()Д ИСАНИЕ

И <РЬРЕТЕ Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик! , 5 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 14.02.77 (23) 2452937 j24-07 (51) М. Кл.

Н 02 М 5/04//

G 05 Р 1/44 с присоединением заявки Ие

Государствеииый комитет

CCCP до делан изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень М 18 (53) ч ЮК 62 1.3 т 6 ,722(088,8) Дата опубликования описания 15,05.80

М. А. Мирсагатов, Ш. Ш. Шаисламов и Н. М. Усманходжаев (72) Авторы изобретения

Узбекский научно-исследовательский институт энергетики и автоматики (7!) Заявитель

l (54) ТИРИСТОРНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕНЙОГО

НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к области регулирования переменного напряжения на переменной активно-индуктивной нагрузке. В частности, оно может быть испол зовано для плавного пуска и регулирова5 ния скорости асинхронного двигателя, Известны регуляторы переменного напряжения, содержашие силовую часть и схему управления, гальванически связанную с силовой частью (11-(4).

В этих регуляторах выходное напряг ткение изменяют по, фазовому принципу.

Недостатком указанных тиристорных регуляторов является то, что длительность управляюших импульсов зависит от величины нагрузки и меняется с изменен"ем ее параметров. Кроме этого в схеме регулятора (1) наличие синхрониэирующего трансформатора, источников смешения и управления приводит к увеличению габаритов и веса устройства, так как каждый источник содержит выпрямительные диоды, сглаживающий фильтр, и трансформатор. А в схеме регулятора f2) ток управления силового тиристора протекает через нагрузку регулятора, что является недостатком, так как при большом сопротивлении нагрузки ухудпается условие от крытия силовых тиристоров (3).

Также следует отметить, что при ма пых индуктивн жтях нагрузки и относителен но меньшей величине нагрузочного сопротивления напряжение на управляющих электродах силового тиристора может достигать недопустимых значений, что является причиной выхода, из строя силового тиристора. Кроме этого, недостат, ком указанных схем является то, что тиристоры отпираются несимметрично в полупериода сетевого напряжения. Зто происходит потому, что в схеме Щ имеют ся два транзистора, у которых имеет место технологический разброс коэффициента усиления, в результате чего появ ляется ассиметрия момента включения транзисторов, что, в свою очередь, приводит к ассиметрии момента отпирания тиристоров. А в схеме 2» крутизна переднего фрснта тока управления силовых тиристоров небольшая и определяется папараметрамн активно-индуктивной нагрузки.

Следовательно, из-за наличия большого разброса величин токов управления о ного и того же типа тиристорсв имеет место асимметрия момента отпирания ти- ристоров.

Из известных тиристорных регуляторов переменного напряжения наиболее 1О близким по технической сущности к изобретению являе ся тиристорный регулятор, описанный в (4) .

Этот регулятор состоит из включенно го в цепь переменной активно-индуктивной нагрузки двунаправленного управляемого ключа, выполненного, например, в виде двух встречно включенных тиристо;ров и диодов, и связанного по цепи упI равления с катодом маломощного тиристора, подсоединенного своим анодом к общей точке цепочки из баластного резистора и стабилитрона, через которую формирователь импульсов управления подключен к выходу выпрямителя, соединенного сво25 им входом со входными выводами регулятора.

Однако и в этом регуляторе длительность управляющего импульса зависит от параметров нагрузки, что, к .тому же, 30 уменьшает крутизну переднего фронта управляющего импульса и .затрудняет включение ключа в начале полупериода сетевого напряжения. Кроме того, при определенных условиях в этом регуляторе возможен случай, когда через управляющий переход тиристорного ключа пробегает ток, направленный встречно от» носительно тока нагрузки и обуславлива о ющий уменьшение последнего.

Uenb данного изобретения — повышение надежности регулятора, путем обеопечения независимости длительности управляющего импульса от параметров на45 грузки.

Цель достигается тем, что каждый тиристор укаэанного ключа зашунтирован цепочкой из двух включенных между co бой согласно и встречно по отношению

5О к тиристору вспомогательных диодов, общие точки этих цепочек соединены через включенные последовательно кондеясатор и резистор, к каждой из этих точек через дополнительный диод в прямом на55 правлении подсоединен анод маломощноr0 тиристора, а последовательно- огласно с каждым тиристором ключа включен разделительный диод.

На чертеже представлена схема тиристорного регулятора переменного напряжения.

Тиристорный регулятор переменного напряжения содержит две пары встречно включенных тиристоров 1, 2 и диодов

3, 4 разделительных диодов 5, 6, последовательно подключенных к силовым тиристорам, маломощные вспомогательные диоды 7, 8 и 9, 10, шунтирующие соответственно силовые тиристоры 1 и 2, две параллельные цепочки, одна из которых состоит из последовательно включенных конденсатора 11 и резистора 12, а другая — иэ встречно включенных маломощных дополнительных диодов 13, 14, аноды которых соединены с баластным резистором 15 и катодом стабилитрона

16, являющихся нагрузкой маломощного выпрямителя, собранного на диодах 17, 18, 19, 20, тиристора 21, катод кбторого соединен с силовыми тиристорами, соответственно, через диоды 22, 23, и формирователя импульсов 24. Нагрузка 25 включена между общими точками диодов 3, 5 и 4, 6, соответственно.

Сущность работы схемы заключается в следующем. На зажимы 26, 27 поI дается переменное напряжение, Пусть зажим 26 имеет положительный потенциал относительно зажима 27. Тогда сетевое напряжение выпрямляется диодами 17, 18, 19, 20 и часть выпрямленного напряжения стабилизируется стабилитроном16. Получив питание со стабилитрона

16, формирователь импульсов 24 образует импульс на входе тиристора 21 и последний отпирается. При этом образуется отпирающий ток силового тиристора 2 по цепи: зажим 26, диод 17, резистор

15, тиристор 21, диод 22, управляющий переход тиристора 2, зажим 27. При этом образуется удерживающий ток тирис тора 2 в открытом состоянии, независимо от параметров нагрузки 25, по цепи: зажим 26, диод 17, резистор 15, диод 14, диод 10, тиристор 2> зажим

27.

С момента отпирания тиристора 2 цепочка, состоящая иэ последовательно соединенных тиристоров 21, диода 23, управляющий переход тиристора 2 шунтируется цепью, состоящей из последовательно включенных диода 14, диода 10, тиристора 2. В результате этого ток, протекающий через управляющий переход силов ого тири стор а 2, ав том а ти чески исчезает и образуется задний френт управ60 6

1 аким образом, длительность отпираюшего импульса силовых тиристоров 1, 2 остается узкой и не зависит от параметров нагрузки 25 и иэ изменения, так как тиристоры 1, 2 отпираются и удерживаются в открытом состоянии током удерживающих (вспомогательных) цепей, благодаря наличию. разделяющих диодов, 5, 6, которые разделяют цепи нагрузки

25 и указанные (вспомогательные) цепи удержания. сетевое напряжение выпрямляется диодами 17, 18, 19, 20 и часть выпрямленно-20 го напряжения стабилизируется стабилитроном 16, напряжейие последнего подаеч ся на вход формирователя импульсов 24 и образуется импульс на входе тиристора

21, в результате последний отпирается.

При этом образуется отпирающий ток силового тиристора 1 по цепи: зажим 27, диод 18, резистор 15, тиристор 21, диод 23, управляющий переход тиристора

Зо ,1, зажим 26, В этом случае тиристор 1 удерживается в открытом состоянии током, протекающим по цепи: зажим 27, ° диод 18, резистор 15, диод 13, диод 8, тиристор 1,. зажим 26.

С момента отпирания тиристора 1 цепочка, состоящая иэ последовательно соединенных маломошного тиристора 21, диода 23, управляющий переход тириста>ра 1 шунтируется цепью, состоящей из последовательно включенных диода 13, диода 8, тиристора 1. В результате ток, . протекающий через управляющий переходтиристора 1, автоматически исчезнет и образуется задний фронт управляющего импульса.

Одновременно с момента отпирания тиристора 1 протекает удерживающий ток тириотора 1 в открытом состоянии по цепи: зажим 27, диод 9, резистор 12, конденсатор 11, диод 8, тиристор 1, зажим

26, Ток нагрузки образуется по цепи: зажим 27, диод 4, нагрузка 25, разделительный диод 5, тиристор 1, зажим 26.

40.Р .. Ф

5 7348 ишющегo импул са, Одновременно с моменto отпираиия тиристора 2 протекает удерживающий ток тиристора 2 в открытом состоянии по цепи: зажим 26, диод

7, конденсатор 11, резистор 12, диод

10, тиристор 2, зажимы 27. Следует or метить, что иэ-за отсутствия индуктивности в цепи, где образуется удерживающий ток тиристора в открытом состоянии, длительность отпираюшего импульса силового тиристора определяется собственным временем включения тиристора. Ток нагрузки образуется по цепи: зажим 26, диод 3, нагрузка 25, разделительный диод 6, тиристор 2, зажим 27.

Аналогично отпирается тиристор 1.

При положительном потенциале зажима

27 относительно потенциала зажима 26

Формула изобретения

Тиристорный регулятор переменного напряжения, состоящий иэ двунаправленного тиристорного ключа, включенного в цепь переменной индуктивной нагрузки и связанного по цепи управления с катодом маломощного тиристора, подсоединенного своим анодом к обшей точке цепочки иэ баластного резистора и стабилитрона„ че"ез которую формирователь импульсов управления подключен к выходу выпрямителя, соединенного входом со входными выводами регулятора, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности путем обеспечения независимости длительности управляющего импульса от параметров нагрузки, каждый тиристор, указанного ключа зашунтирован цепочкой из двух включенных согласно между собой и встречно по отношению к тиристору диодов,общие точки этих цепочек соединены через включенные последовательно конденсатор и резистор, к каждой из этих точек через дополнительный диод в прямом направленйи подсоединен анод маломощного тиристора, а последовательно — согласно с каждым тиристором включен разделительный дио,п.

Ф

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

N 342268, кл. Н 02 N 5/22, 1970, 2. Авторское свидетельство СССР

No 519831, кл. Н 02 М 5/257, 1974.

3. )4ванчук Б. И, и др. Схемы импульсного управления тиристорными усилителями, М., 1970, с, 68, 4. «Тиристоры (технический справочник), М,: Знергия, 1971, с. 240, рис. 9-32.

734860

Составитель Г. Бейдер

Редактор Т. Лошкарева Техред М. Петко, Корректор М. Пожо

Заказ 2101/56 Тираж 783 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4