Устройство автоматического регулирования тиристорного преобразователя

 

!

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТ ЕН ИЯ

296201

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 16.Х11.1967 (№ 1203740/24-7) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 12.ll.1971. Бюллетень № 8

МП11 Н 02m 5/42

Н 02m 7/72

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

i ÄK 621 314 27(088 8) Дата опубликования описания 2Х1.1971

Авторы изобретения

Б. М. Наумов, А. С. Копанев и Л. Г. Собольков

Заявитель

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКО ГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТИРИСТОРНО ГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Известно устройство автоматического регулирования тиристорного преобразователя, содержащее формирователь управляющих импульсов, орган измерения угла коммутации, полупроводниковый генератор пилообразного 5 напряжения, блок управления им, снабженный датчиком напряжения питающей сети и транзисторным усилителем, источник опорного напряжения смещения и источник динамического напряжения смещения. Однако указан- 10 ное устройство не обеспечивает высокой устойчивости работы преобразователя в инверторном режиме при изменении нагрузки и поддержания минимального, постоянного по величине, угла погасания тиристоров.

Предлагаемое устройство отличается тем, что источник динамического напряжения смещения снабжен полупроводниковым элементом, цепь управления которого подключена к выходу органа измерения угла коммутации, и 20 подключенной параллельно полупроводниковому элементу цепочкой из диода и конденсатора, шунтированного регулируемым сопротивлением, расположенным во входной цепи формирователя управляющих импульсов, а тран- 25 зистор ы усилитель блока управления полупроводниковым генератором пилообразного напряжения снабжен сопротивлением смещения, подключенным между коллектором и базой транзистора, к которой подключен выход 30 датчика напряжения питающей сети. Это отличие позволяет повысить устойчивость работы преобразователя в инверторном режиме при изменении нагрузки и поддержать минимальный, постоянный по величине, угол погасания тиристоров.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Устройство автоматического регулирования тиристорного преобразователя содержит формирователь 1 управляющих импульсов (нульорган), орган 2 измерения угла коммутации, полупроводниковый генератор 3 пилообразного напряжения, блок 4 управления им, снабженный датчиком 5 напряжения питающей сети и транзисторным усилителем б, источник

7 опорного напряжения смещения и источник

8 динамического напряжения смещения.

Источник 8 динамического напряжения смен;ения снабжен полупроводниковым элементом (транзистором) 9, цепь управления которого подключена к выходу органа 2 измерения угла коммутации, и подключенной параллельно транзистору 9 цепочкой из диода 10 и конденсатора 11, шунтированного регулируемым сопротивлением (потенциометром) 12, расположенным во входной цепи формирователя 1 управляющих импульсов, а транзисторный усилитель б блока 4 управления полупроводниковым генератором 8 пилообразного на296201

15 пряжения снабжен сопротивлением 18, смещения, подключенным между коллектором и базой транзистора 14, к которой подключен выход датчика 5 напряжения питающей сети.

Устройство авторегулирования производит измерение угла коммутации тиристоров 15 и

16 инвертора и в зависимости от его величины регулирует момент открытия вентилей в соответствии с условием (=у+6, где б=сопз1 — угол погасания, у — угол коммутации, р — угол зажигания.

Для измерения угла коммутации у используются импульсы напряжения, по длительности равные углу коммутации, возникающие на обмотках 17 трансформатора тока, нагруженного на индуктивную катушку 18 с малым активным сопротивлением.

При протекании по первичным обмоткам трансформаторов тока анодного тока i трапецеидальной формы на зажимах индуктивной катушки 18 возникают импульсы напряd!

>кения U=L являющиеся производной от

dt тока 1 (L — индуктивность катушки 18). Во время коммутации тока имеют место значи Х тельно большие величины — по сравнению

dt с межкоммутационными периодами. Это особенно относится к режиму инвертирования.

В инверторном режиме на катушке 18 возникают четко выраженные импульсы напряжения, ширина которых строго соответствует углу перекрытия 1 гиристоров 15, 16. Однако в получаемых таким образом импульсах наdi пряжения амплитуда зависит от — и меняетdt ся во время процесса коммутации, а также при изменении нагрузки 19 инвертора, Величина сигнала может достигать значений 50

200 в. Подавление начального пика напряжения и сигнала в схеме органа 2 измерения осуществляется сопротивлением 20 и конденсатором 21, Мостом из диодов 22 импульсы преобразуются в однополярные. Амплитуда ограничивается с помощью одного кремниевого стабилитрона 28. Таким образом, на выходном сопротивлении 24 органа 2 получаются однополярные прямоугольные импульсы напряжения с постоянной амплитудой и длительностью, пропорциональной углу коммутации тиристоров 15, 16.

Разделительный трансформатор 25 с заземленным экраном между первичной и вторичной обмоткой предназначен для обеспечения помехоустойчивости схемы. Сигнал от органа

2 поступает на транзистор 9. Исходное положение транзистора 9 — открытое. В момент прихода на базу транзистора 9 положительно20

65 го импульса, равного по длительности углу коммутации, транзистор не пропускает. Через коллекторное сопротивление R и развязывающий диод 10 начинает заряжаться конденсатор 11.

Таким образом, выбрав постоянную времени RC»((R> C„, получаем величину среднего значения напряжения на конденсаторе

11, пропорциональную величине угла коммутации у.

Это напряжение, пропорциональное углу коммутации у, подается на вход формирователя 1, работающего в режиме «обратной фазовой характеристики». С увеличением угла коммутации у у.величивается напряжение на конденсаторе 11, а следовательно, пропорционально возрастает угол опережения.

С целью получения «обратной фазовой характеристики»» (с ростом управляющего напряжения U, ð угол р растет, р отсчитывается от л влево) на вход формирователя 1 подается стабилизированное опорное напряжение смещения, снимаемое с потенциометра 26.

Потенциометром 26 устанавливаетя заданный угол погасания б, а потенциометром 12 схема настраивается таким образом, чтобы соблюдались условия 6 = p — 1= сопз1 во всем диапазоне изменения углов коммутации у.

Формирование пилообразных импульсов с частотой 100 гЧ осуществляется на генераторе

8 пилообразного напряжения путем заряда конденсатора 27 через сопротивление 28 от стабилизированного источника +80 в.

После того как напряжение на конденсаторе 27 достигнет величины напряжения управления, срабатывает нуль-орган и выдает импульс. В качестве нуль-органа используется усилитель постоянного тока с релейной характеристикой и высокой термостабильностью.

Для того чтобы на фазовой характеристике формирователя 1 не сказывалось искажение напряжения сети, вызванное работой соседних электровозов на линии в выпрямительном режиме, в блоке 4 управления генератором 8 применена синхронизация узла фазового управления в момент времени ь|=л питающего напряжения путем введения датчика 5. Усилитель б синхронизирующих импульсов срабатывает в момент перехода питающего напряжения через нуль в фазе л. Синхронизация усилителя 6 осуществляется от напряжения датчика 5, содержащего трансформатор

29, выпрямительный мост 80 и стабилитрон 81.

На выходе усилителя б блока 4 генератором 8 формируются импульсы управления с частотой 100 гц. Распределение импульсов в различные полупериоды напряжения сети осуществляется выходным усилителем, выполненнымм на одном тиристоре 82. Питание блока 4 управления генератором 8 осуществляется стабилизированным напряжением.

296201

Предмет изобретения т—

2У

Г

2 г

Составитель Л. Борисова

Корректор Е. H. Миронова

Pc;!àêòîð Маркелов

Заказ 1317/8 Изд. ¹ 580 Тираж 473 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Рагшскал наб., д. 4(5

Типография, пр, Сапунова, 2

Устройство автоматического регулирования тиристорного преобразователя, содержащее формирователь управляющих импульсов, орган измерения угла коммутации, полупроводниковый генератор пилообразного напряжения, блок управления им, снабженный датчиком напряжения питающей сети и транзисторным усилителем, источник опорного напряжения смещения и источник динамического напряжения смещения, отлич иощееся тем, что, с целью повышения устойчивости работы преобразователя в инверторпом режиме при изменении нагрузки и поддержания минимального, постоянного по величине, угла погасапия тиристоров, источник динамического напряжения cìåùåíèÿ снабжен полупроводниковым элементом, цепь управления которого подключена к выходу органа измерения угла

5 коммутации, и подключенной параллельно полупроводниковому элементу цепочкой из диода и конденсатора, шунтированного регулируемым сопротивлением, расположенным во входной цепи формирователя управляющих

10 импульсов, а транзисторный усилитель блока управления полупроводниковым генератором пилообразного напряжения снабжен сопротивлением смещения, подключенным между коллектором и базой транзистора, к которой под15 ключен выход датчика напряжения питающей сети.