Устройство для регулирования мощности переменного тока

 

Использование: изобретение относится к электротехнике. Сущность изобретения: устройство содержит тиристорные ключи 13 . формирователи управляющих импульсов 4. 5, формирователь 6 сигнала управления. Тиристорный ключ 1, выводы 7-8 для подключения первой секции нагрузки 9 и выводы для подключения питающей однофазной сети переменного тока включены последовательно . Тиристорный ключ 2. выводы ТО11 для подключения второй секции нагрузки 12 и выводы для подключения сети также включены последовательно. Между общими точками тиристорных ключей 2.1 и выводами для подключения секций нагрузки 9, 12 включен тиристорный ключ 3. Для автоматизации работы устройства введены два датчика напряжения 13 и 14. задатчик напряжения .1.5 и нелинейное звено 16 с регулируемой зоной нечувствительности характеристики вход-выход, что позволяет увеличить диапазон регулирования и повысить надежность. 3 ил. ел с

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВеДОмстВО сссР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4862385/07 (22) 22.06.90 (46) 23.04.93. Бюл, М 15 (71) Научно-производственное обьединение

"Электромашина" г. Прокопьевск (72) А.П,Инешин (56) Гельман M.Â. и Лохов С.П, Тиристорные регуляторы переменного напряжения. — M.;

Энергия, 1975, Авторское свидетельство СССР

М 1003270, кл. Н 02 М 5/257, 1982, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

МОЩНОСТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Использование: изобретение относится к электротехнике. Сущность изобретения: устройство содержит тиристорные ключи 13, формирователи управляющих импульсов

4, 5, формирователь 6 сигнала управления.

„„Я2„„1810970 А1 (я)5 Н 02 M 5/257, G 05 F 1/66

Тиристорный ключ 1, выводы 7-8 для подключения первой секции нагрузки 9 и выводы для подключения питающей однофазной сети переменного тока включены последовательно. Тиристорный ключ 2, выводы 10.11 для подключения второй секции нагрузки

12 и выводы для подключения сети также включены последовательно. Между общими точками тиристорных ключей 2.1 и выводами для подключения секций нагрузки 9, 12 включен тиристорный ключ 3. Для автоматизации работы устройства введены два датчика напряжения 13 и 14, задатчик напряжения 15 и нелинейное звено 16 с регулируемой зоной нечувствительности характеристики вход-выход, что позволяет увеличить диапазон регулирования и повысить надежность, 3 ил.

1810970

15

30

40

Кзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в различных устройствах (например, печи сопротивления, электромагнитные нагрузки), требующих управления потоком мощности переменного тока, Целью изобретения является увеличение диапазона регулирования и повышение надежности работы устройства для регулирования мощности переменного тока.

На фиг. I приведена принципиальная электрическая схема устройства для регулирования мощности переменного тока; на фиг. 2 — его регулировочные характеристики; на фиг. 3 — временные графики изменения выходного напряжения на секциях,нагрузки для различных участков диапазона регулирования напряжения, Устройство содержит первый 1, второй

2 и третий 3 тиристорные ключи; два, первый 4 и второй 5, формирователя управляющих импульсов и формирователь 6 сигнала управления, При этом первый тиристорный ключ 1, выводы 7-8 для подключения первой секции нагрузки 9 и выводы А-В для подключения питающей однофазной сети переменного тока включены последовательно: соответственно, второй тиристорный ключ

2, выводы 10-11 для подключения второй секции нагрузки 12 и выводы А-В для подключения сети также включены между собой последовательно. Между общими точками 7 и 11 первого 1 и второго 2 тиристорных ключей и выводами 7 и 11 для подключения соответственно первой 9 и второй

12 секции нагрузки включен третий тиристорный ключ 3, выполненный двунаправленным, т,е. из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров. Аналогично, т,е. двунаправленными, выполнены первый 1 и второй 2 тиристорные ключи, при этом вывод 8 для подключения первой секции нагрузки 9 и вывод 10 для подключения второй секции нагрузки 12 соединены с разными (соответственно, с В и А) выводами для подключения питающей сети.

Для автоматизации работы устройства в него введены два датчика напряжения 13 и 14 с выходными сигналами постоянного тока, задатчик напряжения 15 и нелинейное звено 16 с регулируемой зоной Л нечувствительности его характеристики вход-выход.

Первый 13 и второй 14 датчики напряжения подключены входами к выводам 7-8 и 10-11 для подключения соответствующих секций

9 и 12 нагрузки, а своими выходами 17 и 18 к соответствующим первому и второму входам формирователя 6 сигнала управления, к третьему входу которого подключен выход

19 задатчика напряжения 15, Выход 20 формирователя 6 сигнала управления подключен ко входу 21 первого формирователя управляющих импульсов 4, выход 22 которого соединен со входом управления третьего тиристорного ключа 3. Кроме того, выход 20 формирователя 6 сигнала управления через нелинейное звено 16 соединен со входом 23 второго формирователя управляющих импульсов 5, связанного выходом со входами

24 и 25 управления соответственно первого

1 и второго 2 двунаправленных тиристорных ключей.

Функциональные возможности устройства иллюстрируются его регулировочными характеристиками на фиг. 2, где в функции изменения выходного управляющего напряжения 0го постоянного тока, образуемого в выходной цепи 20 формирователя 6 сигнала управления, показаны соответствующие изменения действующего значения напряжения Оэ(12) переменного тока на первой 9 и второй 12 секциях нагрузки. Так, например, при индивидуальном управлении только первым (4) формирователем управляющих импульсов, подающим с фазовым углом сдвига а отпирающие импульсы управления по выходной цепи 22 на цепи управляющих электродов тиристоров третьего двунаправленного ключа 3, секции 9 и 12 нагрузки периодически соединяются отпирающимся тиристорным ключом 3 последовательно и подключаются при этом к входным клеммам А-В устройства на напряжение Одв питающей однофазной сети. При одинаковых величинах сопротивлений секций 9 и 12 нагрузки подводимое напряжение сети делится между ними пополам и регулировочная характеристика 1 на фиг, 2, приведенная для этого частного случая, . имеет поэтому естественный уровень ограничения 0двд, определяемый половиной величины напряжения Одв питающей сети.

Временный график изменениря напряже.ния 09(12) соответственно приведен на фиг, 3, а. где, например, величина упомянутого угла а равна a= --90О, в то время как, с учетом закрытого состояния тиристоров первого 1 и второго 2 ключей фазовый угол сдвига

Р их управляющих импульсов равен 180 .

Аналогично, например, при индивидуальном управлении только вторым (5) формирователем управляющих импульсов, подающим по выходным, гальванически развязанным цепям 24 и 25 отпирающие импульсы управления с фазовым углом сдвига Р на цепи управляющих электродов тиристоров первого 1 и второго двунаправленных ключей, секции 9 и 12 нагрузки при закрытых тиристорах третьего ключа 3 пери1810970 одически подключаются параллельно через зано на временном графике фиг. 3, в, где.одновременно отпирающиеся ключи 1 и 2 к соответственно сО <р 90о входным клеммам А-В УстРойства на напРЯ Статический установившийся режим ражение 0А8 питающеи сети. Поэтому Регули- боты устройства в целом характеризуется

РовачнаЯ хаРактеРистика 2, приведеннаЯ на 5 как типовой режим автоматического регуляфиг. 2 для этого частного случая. имеет боль- тора напряжения, заданный уровень стабиший УРовень естес венного огРаничениЯ, лизации действующего значения которого

ОПРеделЯемь1й полной величиной напрЯже- определяется уставкой выходного напряжениЯ Одв сЕти, но сдвинута относительно на- ния задатчика 15 выполненного, например, чала координат по горизонтальной оси, т.е. 10 в виде потенциометра постоянного тока. и в функции упомянутого напряжения U2o вы- связанного выходной цепью 19 с третьим ходной цепи 20 формирователЯ 6 сигнала входом формирователя 6 сигнала управлеУправления, "à величинУ зоны нечувстви- ния. <формирователь 6, являющийся прометельности Л, определЯемую параметрами жуточным Пи — или пИД вЂ” регулятором, нелинейного звена 16, включенного на вхо- 15 выполненным, например, на операционном де 23 втоРОГО ФОРМИРователЯ 5 УпРавлЯю- усилителе, обеспечивает с учетом подаваещих импульсов тиристорных ключей 1 и 2. Mplx Ha его первый и второи суммирующие

Величину Л зоны нечувствительности входы выходных напряжений упомянутых звена 16 целесообРазно выбиРать на УРов- датчиков 13 и 14 необходимую динамичене около 2/3 от величины номинального сиг- 20 скую устойчивость и высокую статическую нала УправлениЯ 0н.ч., подаваемого на вход точность поддержания заданного уровня

21 nepeoro (4) формирователя упр вляющих действующих значений напряжения переимпульсов, так как в этом случае Результи- менного тока на секциях 9 и 12 агр з

РУющаЯ РегУлиРовочнаЯ хаРактеРистика 3 При этом за счет подрегулирования вели иустройства, также показанная на фиг. 2, 25 ны угла G òðåòüåro тиристорного ключа 3 на имеет наиболее благопРиЯтный хаРактеР, нижнемучасткедиапазона(п =180 т.е, практически линейна очти ía всем Уча- за счет одновременного подрегулирования стке своего протяжения. Временные графивеличин углов и Ир соответственно третьки изменения напряжения на секциях 9 и 12 его 3 и перво î — р 0 (1 2) р и первого — второго (1, 2) тиристарных нагрузки для этого совместного случая со- 30

- - -у - -- " ключей устройства на среднем или верхне гласованной работы всех трех тиристорных ча ах иа„, а ° у (Q участкахдиапазона(при О а <Д произвоключей 1, 2, 3 устройства и риведены на фиг. дится автоматическая стабилизация заданноХ б, в, Р этом На среднем Y a eдиапа го уровня выходного напряжения с зона регулирования имеет место одновре- компенсацией различного рода возмущений, менное управление как например колебаний величины напряжения. двунаправленным тиристорным ключом 3 питающей сети на входных клеммах А-В устот первого формирователя импульсов 4 с углами отпирания Q тиристоров, так и перройства, температурных изменений величин сопротивления секций 9 и 12 нагрузки. вым и вторым ключами 1 и 2, тиристоры

Положительный техника-экономичекоторых синхронно управляются от их 06- 40 кий э KT o a M щего второго формирователя импульсов 5 с угламир отпирания тиристоров; причем нии предлагаемого устройства для благодаря действию нелинейного звена 16 регулирования мощности переменного тока, определяется: во входной цепи 23 второго формировате- а) увеличением диапазона регулирова-ля импульсов 5 выполняется соотношение; 45

0< й(р,н ния напряжения на секциях нагрузки, ве< с (ф, например, как показано на фиг. личина которого по мере степени

3, б, соответствующее этому случаю, фазоимпульсного отпирания тиристорных

-30".<ф .140 ключей приближается к действующему знаАналогично на верхнем участке диапа- чению напряжения питающей однофазной зона осуществляется описанное вольта-до- сети в соответствии с регулировочной ха50 бавочное регулирование величины рактеристикой 3 фиг. 2; действующего значения Ug(>p) на обеих сек- б) повышением надежности в работе усциях 9 и 12 нагрузки. производимое, одна- тройства, работоспособность которого соко, лишь за счет изменения углов храняется при обрыве цепи одного из двух

Р отпирания тиристоров первого и второго используемых датчиков напряжения, функ55 ключей 1-2, в то время как тиристоры треть- ционально дублирующих друг друга; причем его ключа 3 отпираются в самом начале пол- во всем диапазоне регулирования напряжеуволн питающего напряжения переменного ния на секциях нагрузки в составе их токов тока, т.е, с величиной углов а,ОО, что пока- отсутствует постоянная составляющая тока, t 810970 благодаря симметричному по полупериодам характеру вольтодобавочного подрегулирования, иллюстрируемого временными графиками фиг. 3, а, б, в, Составитель А, И нешин

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М.Петрова

Редактор Т.Иванова

Заказ 1450 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Формула изобретения

Устройство для регулирования мощности переменного тока, содержащее первый, второй и третий тиристорные ключи и два формирователя управляющих импульсов, формирователь сигнала управления, первый тиристорный ключ, выводы для подключения первой секции нагрузки и выводы для подключения сети включены последовательно, второй тиристорный ключ, выводы для подключения второй секции. нагрузки и выводы для подключения сети включены последовательно, между общими точками первого и второго тиристорных ключей и выводами для подключения соответственно первой и второй секций нагрузки включен третий тиристорный ключ, выполненный двунаправленным, при этом выводы для подключения первой и второй секций нагрузки соединены с разными выводами для подключениясети, отличающееся тем, что, с целью увеличения диапазона регулирования, повышения надежности, введены два датчика напряжения, задатчик напряже5 ния, нелинейное звено с регулируемой зоной нечувствительности характеристики вход-выход, при этом первый и второй тири. сторные ключи выполнены двунаправленными, первый и второй датчики напряжения

10 подключены входами к выводам для подключения соответствующих секций нагрузки, а выходами к соответствующим входам формирователя сигнала управления, к третьему входу которого подключен выход

15 задатчика напряжения, выход формирова-: теля сигнала управления подключен к входу первого формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с входом управления третьего тиристорного ключа;

20. кроме того, выход формирователя сигнала управления через нелинейное звено соеди.нен с входом второго формирователя управляющих импульсов, связанного выходом с .входами управления первого и второго ти25 ристорных ключей.