Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения

Регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскил

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»>904150 (61) Дополнительное w авт. саид-ву (22)Заявлено 02.11.79 (23) 2835630/24-07 (51 ) M. Кл. с присоединением заявки М

H 02 М 5/257

Н 02 Р 13/16

Государственный комитет (23) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 07 ° 02° . 82. Бкзллетень № 5.

Дата опубликования описания 10. 02.82 (53) УДК 621..316.722 (088.8) 4

4 (72) Авторы изобретении

В. Е. Осинцев, B. С. Минчаков и В. Г. (71) Заявитель (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ТИРИСТОРНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в устройствах для фазового регулирования напряжения электрических аппаратов, электрических машин, печей сопротивления и т.п.

Изветны регуляторы, позволяющие осуществить фазовое регулирование напряжения на нагрузке.

Известен регулятор переменного напряжения, содержащий мостовой выпрямитель, стабилитроны, однопереходный транзистор, вспомогательные тиристоры, синхронизирующий и импульсный трансформаторы, резисторы и конденсаторы (1) .

Недостатками этого регулятора являются его громоздкость из-за наличия синхронизирующего трансформатора и малый диапазон регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому

20 является регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения, содержащий включенный последовательно между источником питания и нагрузкой тиристор, фазосмещающее устройство, выполненное в виде параллельно соединенных подстроечного резистора, цепочки иэ последовательно включенных диода и конденсатора и цепочки из последовательно включенных стабилитрона и второго конденсатора, при этом катод стабилитрона соединен с катодом диода и через пороговый элемент подключен к управляющему электроду тиристора, общая точка второго конденсатора и анода диода подсоединена к одному из выводов источника питания, ко второму выводу которого через последовательно включенные второй диод и резистор подсоединена общая точка анода стабилитрона и первого конденсатора (2j .

Этот регулятор не позволяет получить на нагрузке, энакопеременное напряжение, поэтому диапазон регули904150 рования его выходного напряжения ограничен.

Цель изобретения - получение на нагрузке знакопеременного напряжения и расширение диапазона регули- S рования выходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что регулируемый тиристорный преобразователь переменного напряжения, содержащий включенный последовательно между источником питания и нагрузкой тиристор, фазосмещающее устройство, выполненное в виде параллельно соединенных подстроечного резистора, цепочки из последователь-. но включенных диода.и конденсатора и цепочки из последовательно. включенных стабилитрона и второго конденсатора, при этом катод стабилитрона соединен с катодом диода и че- ® рез пороговый элемент подключен к .управляющему электроду тиристора, общая точка второго конденсатора и ано- . да диода подсоединена к одному из выводов источника питания, ко второму выводу которого через последовательно включенные второй диод и резистор подсоединена общая точка анода стабилитрона и первого конденсатора, снабжен дополнительными фазосмещающим устройством, тиристором и двумя диодами, дополнительные тиристор и один из диодов включены последовательно между собой и встречно-параллельно основному тиристору, при этом 3S второй дополнительный диод шунтирует в обратном направлении управляющий, электрод и анод дополнительного тиристора, дополнительном фазосмещающем устройстве стабилитрон, пороговый 40 элемент и диоды подключены в направлении, обратном направлению в основном устройстве, причем катод первого диода подключен к управляющему электроду дополнительного тиристора, вы- 45 ход порогового устройства подключе4 к катоду дополнительного тиристора, а анод второго диода — ко второму вы" воду источника питания.

На чертеже приведена электричес- 3В кая схема предлагаемого устройства.

Тиристорный преобразователь одноФаэного напряжения содержит фаэосмещающую цепь 1, которая образована паРаллельно подключенными цепоч- 33 кой из последовательно включенных первого диода 2 и первого конденсатора 3, точка соединения которых подключена к пороговому элементу - динистору 4, и цепочкой из последовательно соединенных стабилитрона 5 и второго конденсатора 6. Анод стабилитрона 5 и одна обкладка первого конденсатора 3 через первый резистор 7 соединены с анодом второго диода 8. Вторые обкладки упомянутых конденсаторов 3 и 6 соединены между собой, а второй резистор 9 подключен параллельно обеим цепочкам.

В дополнительной фазосмещающей цепи 10 стабилитрон 5, динистор 4 и диоды 2 и 8 подключены в направлении, обратном направлению в основной цепи.

Кроме того, преобразователь содержит основной тиристор 11, два вывода 12 и 13 источника переменного напряжения, дополнительный тиристор 1.4 и дополнительные первый и второй диоды 15 и 16. Нагрузка 17 подключена к аноду основного тиристора 11 и второму выводу 13 источника переменного напряжения.

Катод тиристора 11 соединен с анодом первого диода 2 и с первым выводом 12 источника переменного напряжения. Управляющий электрод тиристора 11 соединен с катодом динистора 4, а анод тиристора 11 - с катодом второго диода 8 и вторым выводом 13 источника переменного напряжения.

Дополнительные тиристор 14 и один из диодов 15 подключены последовательно между собой и встречно-параллельно основному тиристору 11. Катод первого диода 2 дополнительной фаэосмещающей цепи 10 подключен к управляющему электроду дополнительного тиристора 14 и через второй дополнительный диод 16 - к первому вы- воду 12 источника переменного напряжения. Анод динистора 4 дополнительной фазосмещающей цепи 10 подключен к катоду дополнительного тиристора

14, а анод второго диода 8 этой же цепи - ко второму выводу 13 источника переменного напряжения.

Тиристорный преобразователь однофазного напряжения работает следующим образом (его работа рассмотрена на примере работы дополнительной фазосмещающей цепи 10, тиристора 14 и двух диодов 15 и 16).

При положительной полуволне напряжения на втором выводе 13 источ о

1$ то

2$ зо з$

Формула изобретения

$0

5 90 ника переменного напряжения накопительный конденсатор 3 заряжается по цепи: диод 8 - резистор 7 — диод 2 диод 16 - вывод 12. При.этом конденсатор 6 заряжается малым напряжением, обусловленным прямым падением напряжения на диоде 2. Напряжение на конденсаторе 3 ограничивается стабилитроном 5 ° Заряд конденсатора 3 прекращается в момент времени, когда напряжение на нем достигает величины напряжения стабилизации стабилитрона 5. В тот момент времени, когда напряжение источника переменного напряжения становится меньше напряжения заряженного конденсатора 3(имеется в виду положительная полуволна напряжения на выводе 13), диоды 8, 2 и 16 закрываются. С этого момента конденсатор 3 разряжается через переменный резистор 9 на конденсатор 6, перезаряжая его. Так как напряжение на конденсаторе 3 постоянно и равно напряжению стабилитрона 5, то заряд конденсатора 6 не зависит от колебаний питающего напряжения и определяется только величинами емкостей конденсаторов 3 и 6 и величиной переменного резистора 9.

При смене полярности на выводах

12 и 13 источника переменного напряжения диоды 8, 2 и 16 остаются закрытыми, поэтому работа фазосмещающей цепи 10 не зависит от напряжения источника питания и состояния силовой цепи.

В некоторый момент времени (при положительном оптенциале на выводе

12 источника переменного. напряжения} напряжение на конденсаторе 6 становится равным напряжению пробоя динистора 4, сопротивление динистора

4 резко падает и конденсатор 6 разряжается .через открытый динистор 4 на управляющий переход тиристора 14.

Тиристор 14 включается и к нагрузке 17 прикладывается положительная полуволна (относительно вывода 13) источника переменного напряжения, угол включения которой регулируется переменным резистором 9 в диапазоне

0-180 эл. град. Разряд конденсатора 6 проходит до тех пор, пока напряжение на нем не станет равным остаточному падению напряжения на динисторе 4, при этом динистор 4 выключается. После этого происходит снова некоторый заряд конденсатора 6 от конденсатора 3 через переменный

4150 6 резистор 9. Величина емкости конденсатора 3 выбирается такой, чтобы напряжение на конденсаторе 6 при его повторном заряде не достигло напряжения пробоя динистора 4. При следующей положительной полуволне на выводе 13 источника переменного напряжения конденсатор 6 перезаряжается до малого напряжения, обусловленного прямым падением напряжения на открытом диоде 2. Открываются диоды 8 и 16 и конденсатор 3 заряжается до напряжения стабилизации стабилитрона 5. Далее описанные выше процессы повторяются.

Аналогичные процессы происходят в фазосмещающей цепи 1, работающей в комплексе с основным тиристором ll, Дополнительные диоды 15 и 16 раз.вязывают фазосмещающие цепи 1 и 10.

Для получения на нагрузке 17 симметричного знакопеременного напряжения при ручном управлении подстроечными резисторами 9. Подстроечные резисторы можно объединить в один сдвоенный переменный резистор, применяя, например, резисторы типа СП-3 и СП-4. В качестве подстроечных резисторов 9 могут быть использованы фоторезисторы, резисторные оптроны и другие элементы.

При работе преобразователя с низкими значениями напряжения источника питания фазосмещающие цепи .могут быть включены через повышающий трансформатор (не показан) °

Предлагаемый преобразователь можно широко использовать при регулировании напряжения на обмотках электри 0 . ческих аппаратов, электрических машин и т.д. его использование позволяет получить на нагрузке знакопеременное напряжение, величину которо- го можно регулировать от нуля до номинального значения источника переменного напряжения.

Регулируемый тиристорный преобра" зователь переменного напряжения, со. держащий включенный последовательно между входными и выходными выводами тиристор, фазосмещающее устройство, выполненное в виде параллельно соединенных подстроечного резистора, цепочки из последовательно включенных диода и конденсатора и цепочки

904150

ВНИИПИ Заказ 151/44 Тираж 718 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 из последовательно включенных стабилитрона и второго конденсатора, при этом катод стабилитрона соединен с катодом диода и через пороговый элемент подключен к управляющему электроду тиристора, общая точка второго конденсатора и анода диода подсоединена к одному из выводов источника питания, ко второму выводу которого через последовательно включенные второй диод и резистор подсоединена общая точка анода стабилитрона и первого конденсатора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возмож" ностей, он снабжен дополнительными фазосмещающим устройством, тиристором и двумя диодами, при этом дополнительные тиристор и один из диодов включены последовательно между собой и встречно-параллельно основному тиристору, второй дополнительный диод шунтирует управляющий электрод и анод дополнительного тиристора, в дополнительном фазосмещающем устройстве стабилитрон, пороговый элемент и диоды подключены в направлении, обратном направлению в основном устройстве, причем катод первого диода подключен к управляющему электроду дополнительного тиристора, >0 выход порогового устройства подключен к катоду дополнительного тиристора, а анод второго диода — к второму выводу источника питания.

15 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Тиристоры. Под ред. 8.А. Лобунцова и др.. M., "Энергия", 1971, рис. 9-31, с. 239.

20 2. Авторское свидетельство СССР по заявке Г 2489842/24-07, кл. H 02 Р 13/16, 1977.