Широтно-импульсный регулятор переменного тока

 

Регулятор содержит исполнительный орган 1, формирователь 2 импульсов управления, D-триггер 3, одновибратор 4, формирователи синхроимпульсов 6 и 7, элементы И 8 и 9, T-триггер 5. Устройство обеспечивает надежное включение нагрузки на четкое число полупериодов питающего напряжения с интервалами иключенного состояния, кратными нечетному числу периодов питающего напряжения. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в широтно-импульсных регуляторах переменного напряжения с трансформаторным выходом и без него.

Известен широтно-импульсный регулятор переменного тока, содержащий тиристорный исполнительный орган, включенный в цепь первичной обмотки силового трансформатора, формирователь импульсов управления, синхронизатор, задающий генератор и генератор тактовых импульсов, связанные с входами синхронизатора.

Недостатками известного устройства являются наличие постоянной составляющей тока, односторонние выбросы тока намагничивания трансформатора при его коммутации.

Известен широтно-импульсный регулятор переменного тока, содержащий тиристорный исполнительный орган, включенный в цепь первичной обмотки силового трансформатора, формирователь импульсов управления, синхронизатор, задающий генератор, соединенный с информационным входом переключателя фазы, выход которого соединен с входом синхронизации синхронизатора, ячейку сдвига фронта импульса, выход которой соединен с входом синхронизации переключателя фазы [2] .

Недостатком известного устройства является невысокая надежность, вызванная сложностью схемы, возможность сбоев в работе в момент повторного прихода сигнала управления до завершения работы ячейки сдвига фронта импульса.

Технический результат от использования предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности за счет упрощения блока управления, устранения постоянной составляющей тока в силовой цепи.

Для этого в широтно-импульсный регулятор переменного тока, содержащий исполнительный орган, выполненный на встречно параллельно соединенных тиристорах, формирователь импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом исполнительного органа, формирователь синхроимпульсов, D-триггер, D-вход которого подключен к источнику управляющего напряжения, а выход - к входу формирователя импульсов управления, дополнительно введены формирователь синхроимпульсов, Т-триггер, одновибратор, элемент ИЛИ и два элемента И, причем выходы формирователей синхроимпульсов соединены с одними входами соответствующих элементов И, другие входы которых соединены с выходами Т-триггера, выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с С-ходом D-триггера, вход одновибратора соединен с D-входом D-триггера, а выход - с входом Т-триггера.

На фиг. 1 представлена блок-схема широтно-импульсного регулятора переменного тока; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу.

Широтно-импульсный регулятор (см. фиг. 1) содержит исполнительный орган 1, выполненный на встречно параллельно соединенных тиристорах, формирователь 2 импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом исполнительного органа 1, а вход - с выходом D-триггера 3, D-вход которого соединен с выходом управляющего напряжения U_у и входом одновибратора 4, выход которого соединен с входом Т-триггера 5. Выходы формирователей синхроимпульсов 6 и 7 соединены с входами Х₁ элементов 8 и 9, входы Х₂ которых соединены с прямым и инверсным выходами Т-триггера соответственно. Выходы элементов И 8 и 9 соединены с входами элемента ИЛИ 10, выход которого соединен с С-входом D-триггера 3.

Устройство работает следующим образом.

Формирователь синхроимпульсов (ФСИ) 6 формирует короткие импульсы в моменты перехода сетевого напряжения (см. фиг. 2, а) из отрицательной области положительную (см. фиг. 2, б), а ФСИ 7 - в моменты перехода сетевого напряжения из положительной области отрицательную (см. фиг. 2, в). Импульсы с выходов ФСИ 6 и 7 поступают на входы Х₁ элементов И 8 и 9.

Пусть в исходном состоянии на прямом выходе Т-триггера 5 (выходе Х₂ элемента И 8) установился сигнал лог. 0. В момент t₁ прихода управляющего напряжения U_у (см. фиг. 2, г) одновибратор 4 формирует короткий импульс (см. фиг. 2, д), который перебpасывает Т-триггер 5 другое устойчивое состояние с сигналом лог. 1 на прямом выходе (см. фиг. 2, е). Этот сигнал поступает на вход Х₂ элемента И 8, разрешая прохождение синхроимпульсов с выхода ФСИ 6 через элементы И 8 (см. фиг. 2, ж), ИЛИ 10 (см. фиг. 2, и) на С-вход D-триггера 3. В момент t₂прихода синхроимпульса на выходе D-триггера 3 устанавливается сигнал лог. 1 (см. фиг. 2, к), который запускает формирователь 2 импульсов управления, вызывающий включение исполнительного органа 1 и подключение нагрузки к сети (см. фиг. 2, л), начиная с положительного полупериода.

Пусть в момент t₃ с D-хода -триггера снимают напряжение управления U_у. В момент t₄ прихода последующего синхроимпульса на выходе D-триггера 3 устанавливается сигнал лог. 0, который блокирует работу формирователя 2 импульсов управления и вызывает отключение исполнительного органа 1.

В момент t₅ прихода управляющего напряжения U_у (см. фиг. 2, г) одновибратор 4 формирует короткий импульс (см. фиг. 2, д), который перебрасывает Т-триггер 5 в другое устойчивое состояние с сигналом лог. 1 на прямом выходе (см. фиг. 2, е). Этот сигнал поступает на вход Х₂элемента И 9, разрешая прохождение синхроимпульсов с выхода ФСИ 7 через элементы И 9 (см. фиг. 2, ж), ИЛИ 10 (см. фиг. 2, и) на С-вход D-триггера 3. В момент t₆ прихода синхроимпульса на выходе D-триггера 3 устанавливается сигнал лог. 1 (см. фиг. 2, к), который запускает формирователь 2 импульсов управления, вызывающий включение исполнительного органа 1 и подключение нагрузки к сети (см. фиг. 2, л), начиная с отрицательного полупериода.

Далее регулятор работает аналогично описанному.

Таким образом, предложенный регулятор, обладая простой схемой, обеспечивает надежное включение нагрузки на четное число полупериодов питающего напряжения с интервалами отключенного состояния, кратными нечетному числу полупериодов питающего напряжения. В результате исключается протекание через исполнительный орган постоянной составляющей тока, устраняется одностороннее насыщение сердечника трансформатора нагрузки. (56) Авторское свидетельство СССР N 1163438, кл. Н 02 М 5/257, 1985.

Авторское свидетельство СССР N 1453553, кл. Н 02 М 5/257, 1989.

Формула изобретения

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫЙ РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО ТОКА, содержащий исполнительный орган, выполненный на встречно параллельно соединенных тиристорах, формирователь импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом исполнительного органа, формирователь синхроимпульсов, D-триггер, D-вход которого подключен к источнику управляющего напряжения, а выход - к входу формирователя импульсов управления, отличающийся тем, что введены дополнительный формирователь синхроимпульсов, T-триггер, одновибратор, элемент ИЛИ и два элемента И, причем выходы формирователей синхроимпульсов соединены с одними входами соответствующих элементов И, другие входы которых соединены с выходами T-триггера, выходы элементов И соединены с входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с C-входом D-триггера, вход одновибратора соединен с D-входом D-триггера, а выход - с входом T-триггера.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2