Устройство для управления тиристором

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и позволяет ,; увеличить точность регулирования выходного напряжения. Устройство работает в два такта. В первом такте интегрируется управляющее напряжение,, во втором такте, соответствующем рабочему для тиристора полупериоду напряжения сети, интегрируется сумма управляющего и опорного напряжений. ИмпулЬс управления формируется во ;втором такте с момента достижения ВЫХОДНЫМ напряжением интегратора 1 уровня переключения порогового элемента 13. В конце каждого второго такта осуществляются разряд конден-, сатора 3 интегратора 1 и, следовательно , установка интегратора 1 в исходное состояние. Угол включения тиристора при зтом регулируется от 180 эл.град, при нулевом управляющем сигнале до О при максимальном управляющем сигнале. 3 ил. л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н. 02 И 1/08 ь.»-, !

5

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с.»

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4067881/24-07 (22) 20.05.86 (46) 30.03.88. Бюл. Р 12 (71) Владимирский политехнический институт (72) В.П.Комлев, С.И.Иалафеев и В.С.Мамай (53) 62!.316.?27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 647831, кл. H 02 M.1/08, 1979.

Отчет Э11И1 1, номер госрегистрации

79008927, инвентарный номер 64, с. 12-15, рис. 1.4. (54) УСТРОЙСТВО Д3И УПРАВЛЕ11ИЯ ТИРИСТОРОМ (57) Изобретение относится к преоб» разовательной технике и позволяет :. увеличить точность регулирования вы„„Я0„„1385203 А I ходного напряжения. Устройство работает в два такта. В первом такте интегрируется управляющее напряжение, во втором такте, соответствующем рабочему для тиристора полупериоду напряжения сети, интегрируется сумма управляющего и опорного напряжений.

ИмпулЬс управления формируется во втором такте с момента достижения выходным напряжением интегратора 1 уровня переключения порогового элемента 13. В конце каждого второго такта осуществляются разряд конденсатора 3 интегратора 1 и, следовательно, установка интегратора 1 в исходное состояние. Угол включения тиристора при этом регулируется от

180 эл.град. при нулевом управляющем сигнале до 0 при максимальном управляющем сигнале. 3 ил.

1385203

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в тиристорных схемах различного назначения.

Цель изобретения — уменьшение зоны нечувствительности и увеличение точности регулирования выходного напряжения.

На фиг..! представлена функцио- 1Р нальная схема устройства для управле. ния тиристором; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу; на фиг. 3 — зависимость угла включения тиристора от величины нап- 15 ряжения управления °

Устройство (фиг. 1) содержит интегратор 1, выполненный в виде операционного усилителя 2 с конденсатором 3 в цепи обратной связи, источник 20

4 опорного напряжения, выход которого через управляемый ключ 5 и резис.тор 6 соединен с входом операционно-».го усилителя 2, источник 7 управляющего напряжения, выход которого через 25 резистор 8 также. соединен с входом усилителя 2, управляемый ключ 9, подключенный параллельно конденсатору

3. последовательно соединенные источник 10 синхронизирующего напряжения, 30 формирователь 11 импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения и формирователь 12 коротких импульсов, выход которого соединен с управляющим входом ключа 9, а управляющий вход ключа 5 соединен с выходом формирователя 11, выход операционного усилителя 2 соединен с входом порогового элемента 13, последовательно соединенного с блоком 40

14 согласования, выход которого предназначен для соединения с управляющим электродом тиристора.

Устройство работает следующим образом.

Выходное напряжение U, источника синхронизирующего сигнала 10, пропорциональное напряжению фазы питающей электрической сети, поступает на вход формирователя 11. На его вы50 ходе при этом формируется последовательность прямоугольных импульсов

"О" при V»,о с О (О t à cТ/2)

V npu V 7 0 (Т/2 < С Т.

»1М »о 55 где V,„ = const — напряжение, соответствующее уровню логической "1".

Различные уровни выходного напряжения формирователя 11 соответствуют двум тактам работы устройства. Б первом такте — при Ч„- О (О < с Т/2) напряжение V „ = О. во втором такте, который соответствует рабочему полупериоду переменного напряжения для тиристора, V„ > О (Т/2 с -

Т) и V Vи

Выходное напряжение Ч„ формирователя 11 управляет ключом 5. При Ч„, =

0 (О < t < Т/2) ключ 5 разомкнут, а при V „„= U»„„çàì»»:Hóò.

Напряжение V „ с выхода формирователя 11 поступает на вход формирователя импульсов 12, на выходе .кото рого в моменты, соответствующие отрицательным фронтам импульсов V „, т.е. в конце каждого рабочего полупериода (второго такта), формируются короткие импульсы сброса V»q, которые управляют ключом 9. При отсутствии импульса на входе управляемого ключа 9 он разомкнут, а при действии импульса сброса Ч», он замыкается и проводит установку интегратора 1 в исходное состояние, В исходный момент, в начале первого такта при t = О выходное напряжение интегратора 1 V< = О. В первом такте при 0 c t Т/2 выходное напряжение формирователя 11 V = 0 управляемый ключ 5 разомкнут. На входе интегратора 1 действует только управляющее напряжение V,. При допущении Ч „ = const выходное напряжение интегратора 1 изменяется по линейному закону

v,=-к„ vent =-кv t, 0 (t «(Т/2, где К, — коэффициент передачи интегратора 1.

Во втором такте при Т/2 (t (T выходное напряжение формирователя 11

V и = V „ м управляемый ключ 5 замкнут. При этом, на входе интегратора

1 действуют одновременно сигналы с выходов источников управляющего напряжения 7 и опорного напряжения 4, имеющие одинаковую полярность. При равных коэффициентах передачи интегратора 1 по обоим каналам его выходное напряжение изменяется в соответ— ствии с выражением

Т/2 t (T

Сигнал V с выхода интегратора t

1 поступает на вход порогового элемента 13, выходное напряжение которого при Ч, с Vn ðàâíî О, а при Ч, i V„

10 принимает значение, соответствующее уровню логической единицы. V „ =V

Переключение порогового элемента 13 происходит в момент времени t = с

15 при достижении выходным напряжением интегратора 1 уровня переключения порогового элемента V„ т.е. при

К< (Vzt + V4to — Ч4Т/23 = V< (1) 40

Таким образом, в момент t формируется передний фронт импульса управления тиристором. В течение времени t (t Т на выходе порогового элемента 13 действует сигнал, имеющий уровень логической единицы, который усиливается по, мощности блоком согласования импульсов 14 до уровня, необходимого для включения тиристора.

1(ри t = Т на управляющий вход ключа 9 поступает импульс с выхода формирователя импульсов 12. Ключ 9 .замыкается, и конденсатор 3 разряжается. Таким образом, осуществляется установка интегратора 1 в исходное 35 состояние V, = О. Далее процесс повторяется каждый период.

Для определения статической характеристики устройства выразим из (1) значение с . и получим

И; U „., = Ч4 и ввести новую пеilppE .менную относительное значение управляющего напряжения

Ч /Ч1 мисс Ч7/Ч+ ь то выражение (2) для угла включения тиристора примет вид

d= Р(1 - Ч )/(1 + Ч+).

Таким образом, в предлагаемом устройстве для управления тиристором угол включения регулируется в пределах от = !! при V = О до = О

Ф

7 при V

1!ри Ч = О в течение первого такта при О- (t < Т/2 выходное напряжение интегратора 1 остается постоянным и равным О. Во втором такте при

g/2 г. <Т выходное напряжение интегратора 1 изменяется по линейному закону со скоростью, пропорциональной опорному напряжению V4, т.е.

V, = -K,Vq(t — Т/2) и при t = Т в соответствии с условием (3) достигает значения V ..,, = =Ч„. Следовательно, при нулевом управляющем напряжении импульс управления тиристором формируется в момент окончания рабочего полупериода, что свидетельствует об отсутствии в устройстве зоны нечувствительности.

При максимальном управляющем напряжении V в первом такте выходной сигнал интегратора 1 линейно изменяется в соответствии с выражением

-1Ч,/К „+ TU4/2

О

vl + v4

Угол включения тиристора опреде- 45 лим по формуле е(= 27/T(t, — Т/2) 7 4

Если принять пределы изменения входного управляющего сигнала V считать равным V р 2Ч р/К,T — V7) -2V /K Т = Ч4 (2) 50 (3) 55

v = К Ч

1 4 и при t = Т/2 с учетом условия (3) он достигает уровня переключения порогового элемента 13 V, = V „.

Следовательно, при максимальном управляющем напряжении передний фронт импульса управления формируется при

t = Т/2 и угол включения Ы = О, т.е. максимальному управляющему напряжению соответствует полное включение тиристора.

Таким образом, введение в устройство для управления тиристором, указанных элементов, позволяет увеличить точность регулирования выходного напряжения эа счет увеличения крутизны нарастания напряжения интегриро5 1385?03 6 ванин, а также уменьйить зону печувС ТР ИТ ЕЛ Ь НО С ТИ, Использование устройства для управления тиристором в различных схемах вентильных преобразователей, например, управляемых выпрямителях, позволяет улучшить их технические характеристики. формула изобретения

Устройство для управления тиристором, содержащее интегратор, выполненный в виде операционного усилителя с конденсатором в цепи обратной свяэи, источник управляющего напряжения, выход которого через первый резистор подключен к входу операционного усилителя, подключенный параллельно конденсатору первый управляемый ключ, управляющий вход которого подключен к выходу формирователя коротких импульсов, источник синхронизирующего напряжения и последовательно соединенные пороговый элемент и блок согласования, причем вход порогового элемента подключен к выходу операционного усилителя, а выход блока согласования предназначен для .подключения к управляющему электроду тиристора, о т л и ч а ю щ е е— с я тем, что, с целью уменьшения зоны нечувствительности и увеличения точности регулирования выходного напряжения, введены формирователь импульсов при положительном значении синхронизирующего напряжения, источник опорного напряжения, второй уп-. равляемый ключ и второй резистор, причем выход источника опорного напряжения через второй управляемый ключ и второй резистор подключен к входу операционного усилителя, вход формирОвателя импульсОв при пОПОжи тельном значении синхронизирующего напряжения соединен с выходом источника синхронизирующего напряжения, а выход — с управляющим входом вто\ рого управляемого ключа и входом фор" .мирователя коротких импульсов. !

1 385203

1,?д

О 010,20,30Р O,ХО,Ед70,80370

Фиг. 3

Составитель А.Меркулова

Текред Л. Олийнык Корректор А.Зи1,,окосов

Редактор И.Сегляник

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1418/50

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4