Устройство для сеточного управления ионными преобразователями

 

Класс Н 02m; 21d- 12ез,% 144896

СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 77

М. Э. Гольденталь и В. Д. Латышко

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕТОЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ИОННЫМИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

Заявлено 26 июня 1961 г. за № 736004 в Комитет по делам изобретений и открытий нри Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений» № 4 за 1962 г.

В связи с широким распространением регулируемых ионных преобразователей в большой степени возрастают требования к быстродействию, точности и стабильности работы систем сеточного управления.

Между тем известные безынерционные системы сеточного управления обладают рядом недостатков, препятствующих полному использованию возможностей ионных преобразователей. К ним относятся: a) зависимость фазы сеточных пиков от величины и формы питающего напряжения сети переменного тока (дрейф фазы); б) асимметрия (разброс) углов сеточного регулирования в отдельных фазах, зависящая от величины и формы напряжения в различных фазах питающей сети; в) сложность изготовления и настройки из-за наличия большого количества нестандартных злементов, к которым предъявляется требование в отношении идентичности характеристик.

Особенностью предложенного устройства для сеточного управления ионными преобразователями, обеспечивающего надежность работы, является применение в каждой фазе диодного генератора импульсов напря кения пилообразной формы, содержащего конденсатор, заряжающийся через сопротивление от источника постоянного напряжения, напряжение на котором с помощью отделяющих диодов сравнивается с синусоидальными напряжениями, вырабатываемыми обмотками синхронизирующих трансформаторов, таким образом, что нарастание пилообразного напряжения начинается в момент перехода синусоиды синхронизирующего напряжения через нуль.

Достоинством предложенного устройства является то обстоятельство, что фазы сеточных пиков синхронизируются с сетью только точкой

¹ 14489б ны и симлубои весутств отостью в целичитабицепи лную тичеичем ения орму ироестибразе; на

4 азе), яжеовых .В и и. А, усина енсаьного ается отивного иг. 3. синуемое ение ль, и е не этом енте сдепоперехода напряжений фаз сети через нуль и не зависят от велич формы напряжений отдельных фаз питающей сети, чем достигаетс метрия сеточных пиков по фазам и предотвращается дрейф при ких колебаниях напряжения сети, а также при резкой асимметр личин фазных напряжений. В устройстве в цепи фазосмещения о вуют нелинейные элементы, к которым предъявляется требовани ношении идентичности характеристик.

Симметрия сеточных пиков обеспечивается только идентич величин одного сопротивления и одной емкости, устанавливаемых пп фазосмещения каждой фазы.

Стабильность фазы сеточных пиков зависит от постоянства в ны общего для всех фаз постоянного напряжения (350 в), легко лизируемого с любой точностью.

Отсутствие в предложенном устройстве инерционных звеньев фазосмещения и пикообразования обеспечивает практически его u безынерционность. Диапазон изменения фазы сеточного пика пра ски неограничен (он может быть доведен до 300 — 330 эл. град.), п зависимость угла сдвига фазы от величины управляющего напря носит линейный характер. Сеточный пик имеет прямоугольную с высокой крутизной переднего фронта и постоянной шириной в

KGM диапазоне изменения фазы.

На фиг. 1 изображена схема предложенного устройства в фазном варианте; на фиг. 2 — схема диодного генератора пило ных импульсов (для одной фазы), используемого в устройст фиг. 3 — кривые напряжений в указанном генераторе; на фиг. схема шестифазного диодного генератора.

В схему устройства входят цепи фазосмещения (в каждой выполненные каждая на диодном генераторе пилообразного нап ния ДГПН и цепи пикообразования, собранные на полупроводни усилителях ПУ, сеточные трансформаторы Тр.сет. А, Тр. се

Тр. сет. С, однофазные синхронизирующие трансформаторы Тр. с

Тр. сын. В и Тр. сик С. и общие для всех фаз источника питания литель мощности на входе — эмиттерный повторитель ЭП.

Диодный генератор пилообразного напряжения, показанны фиг. 2, для фазы а выполнен на диодах Д вЂ” Д4 и содержит кон тор С, заряжающийся через сопротивление R от источника стаби напряжения Ucma6 =350 в. Зарядившийся конденсатор С разря через обмотку синхронизирующего трансформатора Тр. син. С, соп ление R< и диод Д4, что обеспечивает пилообразную форму выхо напряжения.

Формы напряжений, действующих в схеме, изображены на ф

Ь д, — напряжение на диоде Дз, представляющее собой отрезки соид U,, U8, и U на вторичных обмотках синхронизиру трансформаторов Тр. син. А, Тр. син. В, Тр. син. С и U« — сним с конденсатора С выходное напряжение генератора.

Заряд конденсатора С начинается в момент, когда напря синхронизирующего трансформатора Тр, сик. А проходит через н продолжается до тех пор, пока напряжение U« на конденсато сравняется с напряжением Ug, на диоде Дз. Диоды Дз H Д4 IIpH закрыты, и напряжение на конденсаторе;возрастает по экспо с, Uïèë = стаб 1 — е r), отрезок которой в рассматриваемый промежуток времени можн лать сколь угодно близким к прямой соответствующим подборо стоянной времени Т = RC.

X 14!896

Время разряда конденсатора определяется величиной сопротивления R, но не можег быть менее времени спадания напряжения Uy,.

Для приведенной схемы суммарное время заряда и разряда составляет

300 эл. град., остальную же часть периода (60 эл. град.) напряжение на конденсаторе равно нулю, так как он в это время шунтируется двумя проводящими диодами Д и Д .

Таким образом, на выходе генератора получается пилообразное напряжение, строго сфазированное с точкой перехода фазы сети через нуль. Наклон переднего фронта «пплы» зависит только от величины сопротивления Р, емкости конденсатора С и постоянного напряжения

L,„ .- Для того чтобы этот наклон совершенно не зависил от величины и формы напряжения синхронизирующих трансформаторов, достаточно выбрать амплитуду этого напряжения в 2 — 3 раза ббльшую максимального напряжения «пилы» (U«> . „, „,,).

На фиг. 4 приведена схема шестифазного генератора пилообразного напряжения, на выходе которого с шести конденсаторов С, имеющих общую точку, снимаются шесть пилообразных напряжений, строго сфазированных с фазами сети. Начальные фазы пилообразных напряжений сдвинуты на 60 эл. град., а идентичность крутизны переднего фронта «пил» при питании всех фаз от общего источника напряжения

U,m ð обеспечивается равенством сопротивлений R и емкостей конденсаторов С во всех фазах.

Выходные напряжения генератора пилообразного напряжения сравниваются с выходным напряжением эмиттерного повторителя 3II, которое приложено между общими точками конденсаторов С и полупроводниковых усилителей ПУ. Получающиеся в результате сравнения широкие отпирающие импульсы (шириной до 300 эл. град.) начальные фазы которых зависят от величины выходного напряжения эмиттерного повторителя, поступают на вход полупроводниковых усилителей. На выходе этих усилителей образуются прямоугольные импульсы, подаваемые на сетки вентилей через повышающие сеточные трансформаторы Тр. свт. А, Тр. сет. В, Тр. сет. С.

Крутизна пилообразного напряжения выбирается таким образом, чтобы обеспечить открытие триодов полупроводниковых усилителей (находящихся нормально в закрытом состоянии) на первом градусе отпирающего импульса. Поэтому триоды работают в режиме переключения («открыт» — «закрыт») и к ним не предъявляется никаких требований в отношении иденгичности характеристик.

Взаимное влияние входных токов триодов через общее сопротивление выхода эмиттерного повторителя исключается, так как управляющий триод эмиттерного повторителя принудительно поддерживает вследствие наличия 100О отрицательной обратной связи на выходном сопротивлении напряжение, зависящее только от управляющего сигнала.

Для ограничения ширины сеточного пика на вход каждого полупроводникового усилителя подается запирающий импульс в момент возникновения сеточного пика в одной из последующих фаз. Так как запирающий импульс подается из схемы пикообразования фазы, сдвинутой íà >/з периода, ширина сеточного пика составляет 120 эл. град., а так как ширина запирающего импульса составляет также 120 эл. град., то для того, чтобы перекрыть широкий отпирающий сигнал, испсльзуются два запирающих импульса по 120 эл. град. из двух последовательных фаз, которые подаются с перекрытием так, что ширина суммарного запирающего импульса составляет 180 эл. град. № 144896 обхотивождую

Предмет изобретения

Сеточные трансформаторы повышают амплитуду пика до н димой величины и могут быть выполнены по одному на две пр положные фазы, как это показано на фиг. 1, или по одному на к фазу.

Устройство для сеточного управления ионными преобразоват отличающееся тем, что, с целью повышения надежности р в каждой его фазе применен диодный генератор импульсов на ния пилообразной формы, содержащий конденсатор, заряжаю через сопротивление от источника постоянного напряжения, на ние на котором " помощью отделяющих диодов сравнивается с с идальными напряжениями, вырабатываемыми обмотками синхр рующих трансформаторов таким образом, что нарастание пило ного напряжения начинается в момент перехода синусоиды син зирующего напряжения через нуль. лями, боты, ряже ийся ряженусонизибразрони