Патент ссср 415790

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

415790

Союз Советскив

Социвлистиыеских

Республик е

4 Г

Зависимое от авт. свидетельства

Pastaлено 21.Х11.1970 (№ 1601275/24-7) М. Кл. Н 031 4/50

Н 02р 13/16 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комнтет

Совета Министров СССР

lI0 делам нэооретвний и открытий

Приоритет

Опуоликовано 15.11.1974. Вюллетень ¹ 6

Дата опубликования описания 10Л II.!974

УДК 621.316.722.07 (088.8) Авторы изобретения

М. В. Гельман и С. П. Лохов

Заявитель Челябинский политехнический институт имени Ленинского Комсомола

ГЕНЕРАТОР ПЕРИОДИЧЕСКОГО НАПРЯЖЕНИЯ

ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫХ МОДУЛЯТОРОВ

Изобретение относится к устройствам для управления вентильными преобразователями электрической энергии и может быть использовано в широтно-импульсных регуляторах переменного напряжения для сравнительно малоинерционных объектов.

Известны генераторы периодического напряжения широтно-импульсных модуляторов по вертикальному принципу для тиристорных регуляторов переменного напряжения, содержащие конденсатор, подключенный к источнику постоянного напряжения через резистор, шунтирова.нный цепочкой из диода, ограничительного резистора и динистора, и источник сннхронизирующих импульсов.

В модуляторах, использующих такие генераторы, скважность регулирования переменного напряжения изменяется величиной непрерывного пакета импульсов напряжения нагрузки. Момент начала и конца этого пакета определяется моментами сравнения напряжения задания и пилообразного напряжения генератора. После устройства сравнения этих напряжений обычно вводят логическое устройство, обеспечивающее включение тиристоров только при нулевых значениях напряжения «а них, а также четное число полупериодов напряжения нагрузки независимо от моментов сравнения.

Возможности применения импульсных регуляторов, в модуляторах которых использованы подобные генераторы периодического напряжения, несколько ограничены колебаниями регулируемого параметра, например температуры. Уменьшить эти колебания можно, увеличив частоту включений регулятора (для чего надо увеличить частоту синхронизирующих импульсов генератора). Однако уве10 личение частоты (уменьшение периода) повышает дискретность регулирования, т. е. уменьшает число возможных значений скважности регулятора.

Для уменьшения колебаний регулируемого

15 гараметра предлагаемый генератор снабжен несколькими дополнительными цепочками, каждая из которых состоит из резистора и динистора, включенных последовательно между собой и с основным резистором, а между каж20 дой очередной точкой соединения динисторов с резисторами дополнительных цепочек и одним из полюсов источника питания включены дополнительные конденсаторы.

На фиг. 1 дана принципиальная схема опи25 сываемого генератора; на фиг. 2, а-ж — диаграммы, поясняющие работу генератора.

Генератор состоит из конденсатора 1, подключенного через резистор 2 к источнику постоянного напряжения и запараллеленного

ЗО через диод 3 разрядной цепочкой 4-11, на ко.

55 еи торую через конденсатор 12 подаются синхронизирующие импульсы. Обкладки конденсатора 1 являются выходными зажимами генератора (сопротивление нагрузки на выходных зажимах достаточно велико и не влияет на работу генератора) . Разрядная цепочка выполнена па динисторах Ь, 7 H 9, соединенных последовательно с ограпичи. ельпыми резисторами 4, б и 8, соответственно, H дополнительных конденсаторах 10 и 11, включенных между точками соединений диппсторов с резисторами и одним из полюсов источника питания.

Последовательно включенные диписторы имеют убывающие в этой последовательности папряжепия включений (динистор 5 — — максималbíîå, динистор 3 — минимальное), а конденсаторы 1, 10 и 11-- возрастающие емкости (конденсатор 1 — минимальную, конденсатор

i i — максимальную) .

Генератор работает следующим образом.

В момент начала периода 7 повторяемости всех процессов в генераторе напряжения внутри его схемы спадают до нуля и начинается заряд конденсатора 1. На фиг, 2, а показана диаграмма напряжения па конденсаторе 1 («выход» генератора), изменяющегося почти по прямой линии, так как напряжение питания выбирают гораздо большим амплитуды напряжения па конденсаторе 1.

Конденсатор 10 разряжен, и напряжение па динисторе 5 возрастает также по прямой линии от нуля. Когда напряжение на этом динисторе еще не успевает достигнуть напряжения включения, в схему через конденсатор 12 подается синхронизирующий импульс (см. фиг. 2, б). Так как амплитуда этого импульса больше напряжения включения ди истора 5, то диод 3 закрывается, не позволяя конденсатору 1 зашунтировать импульс. Динистор 5 включается, напряжение на HI .ì падает до нуля (см. фиг. 2, д), и заряд конденсатора 1 перераспределяется между конденсаторами 1 и 1О пропорционально их емкостям. Напряжение на конденсаторе 1 значительно спадает (I IIê как емкость конденсатора 10 В несколькО раз больше емкости конденсатора 1), но нс до нуля (см. фиг. 2, а). Так как конденсатор

11 разряжен, то на динис" оре 7 появляется напряжение (см. фиг. 2, е), но оно не включает его. Величину сопротивления резистора 2 подбирают такой, чтобы после перезаряда ток через динистор 5 был меньше его тока удержания и динистор отключился. Напряжение на конденсаторе снова начинает линейно возрастать не с нулевого значения (см. фиг. 2, а). Напряжение на динисторе 5 также возрастает, но с нуля, так как конденсатор 10 заряжен. В момент прихода следующего сипхронизирующего импульса аналогично перезаряжаются конденсаторы 1 и 10, но напряжение на динисторе 7 в момент перезаряда пре5

35 вышает напряжение его включения, и он включается. Заряд, накопленный конденсаторами 1 и 10, перераспределяется между ними и конденсатором 11. Так как величина емкости конденсатора 11 в несколько раз превышает суммарную емкость конденсаторов 1 и

10, то напряжение на конденсаторе 1 спадает

«иже, чем в предыдущую коммутацию (см. фиг. 2, а). На диписторе 9 появляется напряжение, по оно не включает его (см. фиг. 2, ж), на динисторах 5 и 7 напряжение спадает до нуля. Следующая коммутация происходит только между конденсаторами 1 и 10, после которой на динисторе 7 опять появляется напряжение (см. фиг. 2, с). В момент коммутации, заключающей период повторяемости процессов, коммутируют все емкости, напряжение на динисторе 9 превышает порог включения и через него происходит разряд всех конденсаторов, все напряжения внутри схемы спадают до нуля. В дальнейшем процессы повторяются. Период повторяемости кратен периоду синхронизирующих импульсов (см. фиг. 2, а и б). Однако схема (см. фиг. 1) может работать и без синхронизации, но при этом схема не сфазирована с сетью и частота генерации меняется с изменением напряжения включения динистора 5.

Таким образом, генератор формирует диаграмму выходного напряжения вида (см. фиг. 2, а и в). Добавлением аналогичных цепочек из конденсатора, динистора и сопротивления, можно получить еще более сложные диаграммы, причем расчетом параметров можно добиться, чтобы ординаты точек изломов выходного напряжения в течение периода повторяемости не совпадали и были распределены по требуемому закону.

Предмет изобретения

Генератор периодического напряжения широтно-импульсных модуляторов по вертикальному принципу для тиристорных регуляторов переменного напряжения, содержан1ий конденсатор, подключенный к источнику постоянного напряжения через резистор, шунтированный цепочкой из диода, ограничительного резистора и динистора, и источник синхронизирующих импульсов, отличающийся тем, что, с целью уменьшения колебаний регулируемого параметра, он снабжен несколькими дополнительными цепочками, каждая из которых состоит из резистора и динистора, включенных последовательно между собой и основным резистором, а между каждой очередной точкой соединения динисторов с резисторами дополнительных цепочек и одним из полюсов источника питания включены дополнительные конденсаторы.

12 иЭаии. а

Составитель В. Круглова

Техред T. Ускова

Редактор А. Пейсоченко

Ко р рек го р О. Тюрина

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 1405/16 Изд. X 1254 Тиран 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7Ê-35, Раушская наб. д. 4/5