Устройство управления силовым коммутатором

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам силовых преобразователей, и предназначено для подключения к сети переменного тока активно-индуктивньпс нагрузок . Цель изобретения - повышение надежности устройства за счет исключения выбросов тока в момент коммутации и снижения по терь. мощности в цепях управления силового коммутатора. Это достигается введением датчика 7 тока, формирователя 8 синхроимпульсов тока, выпрямителя 10 с пассивным фильтром, позволяющих после подачи сигнала включения на шину 14 включения оставить неизменным состояние триггера 3 до появления первого синхроимпульса на выходе формирователя 1 синхроимпульсов. Последний устанавливает триггер 3 в единичное состояние, и его сигнал открывает силовой коммутатор 5. Ток, возникающий в цепи нагрузки 6, преобразованный датчиком 7 тока в сигнал управления, через элемент И 9, инвертор 11, элемент Н 12 исключает запрещенное состояние RS- триггера 3. 2 ил. (Л

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСГ1УБЛИН

А1

f50 4 Н 03 К 17/56

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

fl0 EËAM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21} 4211415/24-21 (22) ll 7.03. 87 (46) 07. 10. 88. Вюл. В 37 (72) В.А. Заварихин, В.М. Горбачев, А.N Табунщик, А.Г. Шустик и В.М. Дяденко

t (53) 621.385(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1069162, кл. Н 03 К 17/56, 1982.

Авторское свидетельство СССР

В 1175025, кл. Н 03 К 17/56, 1984. (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ СИЛОВЫМ

КОММУТАТОРОМ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам силовых преобразователей, и предназначено для подключения к сети переменного тока активно-индуктивных нагрузок. Цель изобретения — повышение надежности устройства за счет исклю„..,ЯУ 1429З1i чения выбросов тока в момент коммутации и снижения потерь. мощности в,цепях управления силового коммутатора.

Зто достигается введением датчика 7 тока, формирователя 8 синхроимпульсов тока, выпрямителя 10 с пассивным фильтром, позволяющих после подачи сигнала включения на шину 14 включения оставить неизменным состояние триггера 3 до появления первого синхроимпульса на выходе формирователя 1 синхроимпульсов. Последний устанавливает триггер 3 в единичное состояние, и его сигнал открывает силовой коммутатор 5. Ток, возникающий в цепи нагрузки 6, преобразованный датчиком 7 Q тока в сигнал управления, через элемент И 9, инвертор 11, элемент И 12 исключает запрещенное состояние RSтриггера 3. 2 ил.

1429311

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам с ловой преобразовательной техники, и предназначено для подключения к сети переменного тока активно-индуктивНых нагрузок в электронных системах, содержащих высокочувствительные элементы с низкой помехозащищенностью.

Целью изобретения является повыше- 0 фие надежности за счет исключения вы° ° росов тока в момент коммутации и сниения потерь мощности в цепях управле" силового коммутатора.

=На фиг. 1 приведена Функциональная 15 схема устройства управления силовым коммутатором; ня фиг. 2 — временные диаграммы напряжений и токов.

Устройство управления силовым ком- 20

:мутатором содержит. формирователь 1, синхроимпульсов напряжения, вход ко:торого соединен с источником 2 переменного тока, КВ-триггер 3, соединенный своим выходом с усилителем 4 мощности, выход которого подключен к управляющим электродам силового ком мутатора 5, выполненного, например, в виде встречно-включенных тиристоров или симметричного тиристора, через 30 который к источнику 2 переменного тока подключена активно-индуктивная нагрузка 6, содержащая в своей электрической цепи датчик 7 тока, выход которого соединен с входом формирователя

8 синхроимпульсов тока, подключенного выходом к первому входу второго элемента И 9, и с входом выпрямителя 10 с пассивным фильтром, подключенного выходом к второму входу второго элемента И 9 и входу второго инвертора

11, выход которого подключен к тре- тьему входу первого элемента И 12, первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ

13 соединен со вторым входом первого элемента И 12 и выходом формирователя 1, шина 14 включения соединена с первым входом первого 12 и третьим входом второго 9 элементов И, выход второго элемента И 9 подключен к первому входу первого элемента ИЛИ 15„ а выход первого элемента И 12 — к второму входу первого элемента ИЛИ 15 и второму входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ 13, S-вход RS-триггера 3 соединен с выходом первого элемента ИЛИ

15, К-вход RS-триггера 3 — с выходом второго элемента ИЛИ 16, к входам ..которого подключены выходы элемента, ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и первого инвертора 17.

На фиг. 2 изображены временные диаграммы работы устройства, где по оси абсцисс откладывается время,, в течение которого происходит изменение напряжений и токов, а по оси ординатуровни напряжений и токов в различжи точках схемы предлагаемого устройства;

U — питающее напряжение," i - ток нагрузки; U — уровень напряжения на выходе формирователя 1 синхроимпульсов напряжения; U — напряжение на выходе формирователя 8 синхроимпуль" сов тока; Uq " напряжение выпрямителя

10 ; Uy — напряжение второго инвертора ll: U — на» пряжение первого элемента И 12; напряжение второго элемента И 9; — напряжение на шине 14 включения;

U — напряжение на выходе первого эле3 мента ИЛИ 15 и на S-входе RS-триггера 3; U„ — напряжение на выходе первого инвертора 17; U« напряжение элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13; U напряжение на выходе второго элемента

ИЛИ 16 и R-входе RS-триггера 3, U напряжение на выходе RS-триггера 3 и входе усилителя 4 мощности.

Устройство работает следующим образом.

Формирователь .1 синхроимпульсов напряжения преобразует сетевое напряжение в короткие импульсы, совпадающие с точкой перехода через ноль синусоидального напряжения, При отсутствии сигнала включения на шине

14 включения первый 12 и второй 9 элементы И закрыты, т.е. на их выходах присутствуют потенциалы нулевого уровня. При этом на выходе первого элемента ИЛИ 15 и, следовательно, S-входе RS-триггера 3 потенциал равен нулю. На выходе первого инвертора 17 будет единичный потенциал, который через второй элемент ИЛИ 16 воздействует на R-вход RS-триггера

3. Триггер 3 находится в сброшенном состоянии, т.е. íà его выходе и, следовательно, входе усилителя 4 мощности будет нулевой потенциал, силовой коммутатор 5 закрыт, и ток через нагрузку б не протекает. Подача сигнала включения С „„ производится в любой момент времени (фиг. 2).

При подаче сигнала включения на шину 14 включения, в момент времени (фиг. 2), к одному из трех вхо1429311

35

40 дов первого и второго элементов И 9 и 12 прикладывается потенциал высокого уровня. К R-входу RS-триггера 3 через первый инвертор 1? ..рикладывается сигнал нулевого уровня, но трчггер 3 " -;àåzñÿ в прежнем состоянии до появления первого синхроимпульса напряжения на выходе формирователя 1 синхроимпульсов напряжения в момент времени t„ (фиг. 2), который устанавливает триггер 3 в единичное состояние. Данный сигнал усиливается усилителем 4 мощности и открывает силовой коммутатор 5, подключая нагрузку б к источнику 2 переменного тока.

В цепи нагрузки 6 во."-,никает z îê, прн .=том в момент времени г (фиг, 2) на выходе выпрямителя 10 с пассивным фильтром появляется сигнал высокого уровня как результат преобразования сигнала с датчика 7 тока, который поступает на вход второго элемента

И 9, преобразуется вторым инвертором

11 в сигнал нулевого уровня и закрывает первый элемент И 12. Запрещенное состояние RS-триггера 3, когда на оба

его входа подаются потенциалы высокого уровня, исключается элементом ИС"

КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 для момента времени „. В момент времени t > (фиг. 2), когда сетевое напряжение проходит в очередной раз через ноль, синхроимпульс с выхода формирователя 1 синхроимпульсов напряжения через элемент

ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ 13 и элемент ИЛИ 16 устанавливает RS-триггер 3 в нулевое состояние, благодаря чему обесточивается цепь управления силового коммутатора 5. Но в связи с тем, что нагрузка 6 носит активно-индуктивный характер, ток в нагрузке 6 протекает в течение времени, соответствующего фазовому сдвигу между вектором напряжения и вектором тока (интервал

t>- г», фиг. 2). При переходе тока нагрузки через ноль (момент времени фиг. 2) формирователь 8 синхроимпульсов тока вырабатывает импульс, который через второй элемент И 9 и первый элемент ИЛИ 15 поступает на

S-вход RS-триггера 3 и устанавливает

его в единичное состояние, включив тем самым силовой коммутатор 5. Далее процесс включения силового коммутатора 5 происходит при переходе тока нагрузки через ноль (моменты вре-. мени, г, фиг. 2), а обесточивание цепи управления силового коммутатора 5 — в моменты перехода через ноль сетевого напряжения (амантай мени tq, t . фиг. 2). При =.ня".и с

:правляющ.-.го сигнала с шины 14 DK м чсння (момент времени t „, фиг. 2)

% на входы первого 12 и второго 9 элементов И поступает сигнал нулевого уровня, следовательно, эти элементы закрываются. На S-входе RS-триггера устанавливается ноль, а íà R-вход через первый инвертор 17 поступает единичный сигнал, который устанавливает триггер 3 в нулевое состояние.

В результате устройство отключает нагрузку 6 от источника 2 переменного тока. При необходимости коммутации трехфазной нагрузки с нулевым проводом возможно использование устройства в каждой из фаз.

Формула изобретения

Устройство управления силовым ком" мутатором, содержащее формирователь синхроимпульсов напряжения, вход которого соединен с источником перемен" ного тока, RS-триггер, соединенный своим выходом с усилителем мощности, выход которого подключен к управляющим электродам силового коммутатора, последовательно с которым к сети переменного тока подключена .активно-ин" дуктивная нагрузка, первый инвертор, вход которого .соединен с шиной включения и с первым входом первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом формирователя синхроим-! пульсов напряжения, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, в него введены датчик тока, формирователь синхроимпульсов тока, выпрямитель с пассивным фильтром, второй элемент И, второй

4 инвертор, элемент ИСКЛЮЧАЮШЕЕ ИЛИ, первый и второй элементы ИЛИ, выход последнего соединен с R-входом RS:.триггера, S-вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ, выход датчика тока соединен с входом

50, .формирователя синхроимпульсов тока, подключенного выходом к первому входу второго элемента И, и с входом вы" прямителя с пассивным фильтром, под55 ключенного выходом к второму входу второго элемента И и через второй инвертор к третьему входу первого элемента И, выход формирователя синхроимпульсов напряжения подключен к перУу

Уу

И

Уу ф

Уу (JAN

У Ч6

Н1

Ъ

Рд

0

Фиг. 2

Составитель А. Чаховский

Техред Л.Сердюкова Корректор С. Шекмар

Редактор Г. Волкова

Заказ 5143/55 Тираж 9 29 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

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

5 1429311 6 вому входу элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первого элемента ИЛИ и к второму вхоаина включения соединена с третьим ду элемента ИСКДОЧАЮЩЕЕ ИЛИ, к первофходом второго элемента И, выход вто-„ му и второму входам второго элемента фого элемента И подключен к первому ИЛИ подключены соответственно выходы входу первого элемента ИЛИ, выход элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ и первого

Первого элемента И вЂ” к второму входу инвертора.