Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - обеспечение симметричности напряжения на нагрузке и расширение диапазона регулирования. Положительная полуволна зарядного тока конденсатора RC-генератора блока управления открывает управляемый вентильный элементсимистор 1 в начале положительного полупериода напряжения сети. При закрытом тиристоре 20 симистор 1 открывается и в отрицательные полупериоды напряжения сети. После отпирания ключевого порогового элемента 10 управляющий переход симистора 1 шунтируется, и нагрузка отключается от сети. При запирании ключевого порогового элемента 10 конденсатор 14 поддерживает открытое состояние тиристора 20. Благодаря этому обеспечивает синхронность включения симистора 1 в первый положительный полупериод напряжения сети. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОК)Э СОВЕТСКИХ .СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 М 5/257

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4785744/07 (22) 24.01.90 (46) 07.11.91. Бюл. Ла 41 (72) А;Ф.Валуев и А.А.Боровский (53) 621.314.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

O 1365293, кл. Н 02 М 5/257, 1988. (54) РЕГУЛИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПЕРЕМЕННОЕ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — обеспечение симметричности напряжения на нагрузке и расширение диапазона регулирования. Положительная полуволна зарядного тока кон„„SU„„1690129 Al денсатора RC-генератора блока управления открывает управляемый вентильный элемент — симистор 1 в начале положительного полупериода напряжения сети. При закрытом тиристоре 20 симистор 1 открывается и в отрицательные полупериоды напряжания сети. После отпирания ключевого порогового элемента 10 управляющий переход симистора 1 шунтируется, и нагрузка отключается от сети. При запирании . ключевого порогового элемента 10 конденсатор 14 поддерживает открытое состояние тиристора 20. Благодаря этому обеспечивает синхронность включения симистора 1 в первый положительный полупериод напряжения сети; 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1690129

10 15

40 образом

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования средней мощности на нагрузке переменного тока с синхронным подключением ее к сети.

Известен регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное с использованием релаксационного

RC-генератора и ключевого порогового элемента, в котором силовой управляемый вентильн ый элемент — встречно-параллельно соединенные оптронные тиристоры — открываются опережающим напряжение сети током, одновременно заряжающим конденсатор RC-генератора. Время заряда конденсатора до порогового напряжения ключевого элемента определяет время включенного состояния тиристоров, а время разряда его через этот ключевой элемент— время паузы. Преимуществом устройства является симметричность синхронного напряжения на нагрузке, недостатком — выполнение силового элемента в виде двух оптотиристоров, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, использующее аналогичный RC-генератор, в котором управляемый силовой элемент выполнен в виде симистора, Устройство обеспечивает синхронное несимметричное напряжение на нагрузке; другим нЕдостатком его является регулирование только длительности паузы при постоянной длительности включенного состояния симистора.

Цель изобретения — обеспечение симметричности напряжения на нагрузке и расширение диапазона регулирования, Укаэанная цель достигается тем, что в регулируемом преобразователе переменного напряжения в переменное, содержащем управляемый вентильный элемент в виде симистора, включенный прследовательно с выводами для подключения нагрузки и выводами для подключения сети, последовательную цепочку из первого резистора с параллельным ему первым конденсатором, первого диода, ключевого элемента, выполненного в виде порогового элемента и второго резистора, второй конденсатор, второй, третий и четвертый длоды и третий резистор, при этом катод второго диода соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с первым выводом ключевого элемента и первым выводом второго конденсатора, второй вывод последнего соединен с анодом третьего диода и первым выводом третьего резистора, введены управляющий переменный резистор. токоограничительный элемент, триодный тиристор, четвертый и пятый резисторы и пятый диод, при этом первый вывод четвертого резистора соединен с общей точкой вывода для подключения нагрузки и вывода для подключения сети, второй вывод четвертого резистора соединен с оставшимся выводом первого резистора, анод второго диода соединен с вторым выводом третьего резистора, катодом третьего диода, катодом введенного тиристора и первым выводом токоограничительного элемента, второй вывод которого соединен с управляющим электродом симистора; катод пятого диода и анод тиристора соединен с общей точкой катода симистора и оставшегося вывода для подключения сети, управляющий электрод тиристора соединен с катодом четвертого диода, анод которого соединен с первым выводом пятого резистора, второй вывод последнего соединен с анодом пятого диода. оставшимся выводом второго резистора и первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с первым выводом ключевого элемента и первым выводом управляющего переменного резистора, а второй вывод переменного резистора соединен с анодом третьего диода.

По сравнению с устройством-прототипом использован более простой управляющий элемент — переменный резистор, кроме того, введен ряд элементов, обеспечивающих синхронное симметричное включение управляемого вентильного элемента.

На фиг.7 и 2 показаны примеры выполнения принципиальной схемы преобразователя, Преобразователь содержит управляемый вентильный элемент-симистор 1, анод которого соединен с выводом 2 для подключения нагрузки 3, г катод — с выводом 4 для подключенля сети, к оставшемуся выводу 5 для подключения сети присоединена последовательная цепочка из четвертого реэистора б, первого конденсатора 7, параллельно которому подсоединен первый резлстор 8, первого диода 9, ключевого порогового элементе- 10, второго резистора 11 и пятого диода 12. Преобразователь содержит также второй конденсатор 13, третий конденсатор

14, третий резистор 15, пятый резистор 16, второй, третий и четвертый диоды 17, -18 и

19 соответственна, тиристор 20, управляющий переменныи резистор 21 и токоограничительный элемент 22.

Преобразователь работает следующим

При подключении устройства к сети и установившемся режиме через резистор в (резистор 6 ограничивает коммутационные

1690! 9

1 г! ряжаться на резистор 21 и цепочку из от- 40

55 токи, резистор 8 — разрядный) и конденсатор 7 протекают синусоидальные токи., опережающие напряжения сети на угол, близкий к 900, При запертом пороговом элементе 10 (в качестве которога используется, например, динистор) положительные полуволны этого тока протекают через диод 9, далее большая их часть — через конденсатор 13, диод 18, токоограничительный элемент 22 (в качестве которого используется резистор или стабилитрон) и управляющий переход симистора 1. Благодаря этому симистор открывается, подключая нагрузку в начале каждого положительного полупериода, так как в устройстве используются симисторы, не отпирающиеся положительным током управления при отрицательном напряжении на аноде . (такими являются боль.шинство симисторов, например, типов ТС

112- ТС 142), В отрицательные полупериоды симистор открывается отрицательными полуволнами того же емкостного тока, проходящего от вывода сети 4 через управляющий переход симистора 1, элемент 22, диод

17 и далее как положительные полуволны к выводу сети 5, в результате чего на нагрузку подается последовательность синхронных положительных и отрицательных полупериодов напряжения сети.

Каждая положительная полуволна тока, протекающая через конденсатор 13, заряжает его (во время отрицательных полупериодов этот конденсатор несколько разряжается на переменный резистор 21), и, когда напряжение на конденсаторе 13 достигнет порогового напряжения ключевого элемента 10, последний откроется. после чего конденсатор 13 начинает разкрытого элемента 10, резисторов 11 и 16, диода 19, управляю

25 ского синчсаи альнога), и няпп жени". нагрузке o".si;o -.улю,, ри равенства тока:-: з;"ямеtlTe !0 значению его тока удержан i" (зта праисход после сг эдгния до нуля синуссидальнпй полуволны тока в нем), эл ь:,:-; т 10 зяп:1оается, я тиристар 20 остается открытым (либо через него уже протекает отрицательная полуволна тока, либо ак зарядя конденсатора 14 дс значения остаточнсгс напряжения нэ конденсаторе 13 поддeðæè. àe.- его стк;врытым дс нэ аля поотекэния зтои пплуволны) и з кроется после спадячня дс нуля

Отрицате;::ной полувалны ток". в нем. В результате после запирания элемента 10 и тиристсра 20 следу.ощая положительная по",óeoëíà тока опять начнет заряжать конденсатор ";=, открывая при этом синхрон!o симистар 1, и т.д., как описано выше, т.е. на нагрузку будет подаваться следующая последовательность периадОв напря жения сети.

Величина сопротивления переменного резистора 21 влияет и на время включенного, и на время выключенного состояния симистора 1. Например, при увеличении его сопротивления уменьшается время включеннога состояния симистора 1 (конденсатор 13 ":,àðÿæàåòñÿ бсльшим током) и увеличивается время- выключенного его состояния (конденсатор 13 разряжается на большее сопротивление), т.е, диапа" îí регулирования расширен. Полное напряжение сети нэ нагрузке при этом обеспечивается малым значением сопротивления резистора

21, когда напряжение на конденсаторе 13 не достигает порогового напряжения элемента 10, и регулирующая часть схемы отключена От сети.

На фиг,2 показан вариант схемы устройства, на котором для поддержания открытым тиристора 20 вместо конденсатора 14 введен конденсатор 23. Этот конденсатор заряжается при прохождении суммы синусоидального и экспоненциального токов через резистор 11, а после запирания элемента 10 разряжается через резисторы

11 и 16, диод 19 и управляющий переход тиристора 20, включая последний, Кроме того, на схеме фиг,2 показан переменный резистор 24, выполненный с тремя выводами, при этом первый его неподвижный контакт, как и у резистора 21, соединен с катодом диода 9, второй его неподвижн.::,й контакт соединен с катодом диода 12, а подвижный контакт соединен - анодом диода 18. Такоесоединение управляющего переменнога резистора обеспечивает регулирование напряжения на нагрузке до нуля -- при положении подвижн.го контакта

1690129 резистора 24 совмещенным с вторым неподвижным контактом управляющий переход симистора 1 зашунтирован оба полупериода и он открыться не может.

Техред M,Moðãåíòàë . Корректор М.Пожо

Редактор Н. Химчук

Заказ 3823 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретен и я

1. Регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное, содержащий управляемый вентильный элемент в виде симистора, включенный последовательно с выводами для подключения нагрузки и выводами для подключения сети, последовательную цепочку из первого резистора с параллельным ему первым конденсатором, первого диода, ключевого элемента, выполненного в виде порогового элемента и второго резистора, второй конденсатор, второй, третий и четвертый диоды и третий резистор, при этом катод второго диода соединен с анодом первого диода, катод которого соединен с первым выводом ключевого элемента и первым выводом второго конденсатора, второй вывод последнего соединен с анодом третьего диода и первым выводом третьего резистора, отличающийся тем, что, с целью обеспечения симметричности напряжения на нагрузке и расширения диапазона регулирования, введены управляющий переменный резистор, токоограничительный элемент, тиристор, четвертый и пятый резисторы и пятый диод, при этом первый вывод четвертого резистора соединен с общей точкой вывода для подключения нагрузки и вывода для подключения сети, второй вывод четвертого резистора соединен с оставшимся выводом первого резистора. анод второго диода соединен с вторым выводом третьего резистора, катодом третьего диода, катодом введенного тиристора и первым

5 выводом токоограничительного элемента, второй вывод которого соединен с управляющим электродом симистора, катод пятого диода и анод тиристора соединены с общей точкой катода симистора и оставшегося вы10 вода для подключения сети, управляющий электрод тиристора соединен с катодом четвертого диода, анод которого соединен с первым выводом пятого резистора, второй вывод последнего соединен с анодом пято15 го диода, оставшимся выводом второго резистора и первым выводом третьего конденсатора; второй вывод которого соединен с первым выводом ключевогоэлемента и первым выводом управляющего

20 переменного резистора, а второй вывод переменного резистора соединен с анодом третьего диода.

2. Преобразователь по п.1, о тл и ч а юшийся тем, что введен четвертый конден25 сатор, первый вывод которого соединен с вторым выводом ключевого элемента, а второй вывод четвертого конденсатора соединен с катодом тиристора.

3. Преобразователь по п.1, о т л и ч а ю30 шийся тем, что управляющий переменный резистор выполнен с тремя выводами, при этом его первый неподвижный контакт соединен с катодом первого диода. второй неподвижный контакт соединен с катодом

35 пятого диода. а подвижный контакт — с анодом третьего диода.