CS243799B1 - Zapojenie obvodu jednofázového riadenia tyristorov - Google Patents

Abstract

Riešenie sa týká zapojenia obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátore jednosměrných napatí. Podstata zapojenia spočívá v tom, že obvodom riadenia tyristorov je riadená dvojica antipara’elne zapojených tyristorov v primárnom vinutí transformátora tak, že pokles napatia na výstupe zdroje vyvolá zvačšenie uhlu otvorenia tyristorov a stúpnutie napatia na výstupe zdroje vyvolá zmenšenie uhlu otvorenia tyristorov. Každý obvod má vlastný sieťový transformátor aspoň s dvomi sekundárnými vinutiami, z ktorých je zabezpečené napájanie obvodu a budenie výkonových tyristorov. Sieťový transformátor okrem toho poskytne signál o priebehu fázového napatia a na riadenom aktívnom fázuposúvajúcom článku vytvára signál zodpovedajúci uhlu otvorenia tyristorov. Tieto zosilnené a vytvarované signály slúžia na odhradlovávanie výstupných impulzov z pomocného oscilátora, ktorými sa cez obvody budenia tyristorov spínajú tyristory. Výstupné napátie stabilizátora sa snímá a privádza na vstup zosilňovača regulačnej odchýlky, výstup ktorého riadi aktívny, fázuposúvajúci článok, pričom je zabezpečené galvanické oddelenie obvodov riadenia od výstupných obvodov stabilizátora.

Description

Vynález sa týká zapojenia obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabillzátora jednosměrných napatí s dvojicou antiparalelne zapojených tyristorov v každej fáze napatie.

Pre napájanie jednosměrných výkonových obvodov s premenným odberom prúdu, napájaných z vonkajšej rozvodnej siete s kolísajúcim napátím je často potřebné použit stabilizátor napatia, pretože napatie na výstupe usmerňovacieho mostu kolíše v závislosti na odbere prúdu a kolísaní sletového napatia. Například v elektroiskrových zariadeniach sa kolísanie napájacieho napatia výkonových obvodov prejavuje kolísáním velkosti energie jednotlivých výbojov obrábania, čo v konečnom dósledku nepriaznivo ovplyvňuje technologické charakteristiky zariadenia, ako sú povrchová drsnost po elektroiskrovom obrábaní a změna šířky reznej drážky počas obrábania. Najma změna šířky reznej drážky počas obrábania spósobuje narastanie odchýlky od přesného vyrezania geometrického tvaru obrobku a vplýva na výslednú přesnost elektroiskrového vyrezávacieho zariadenia.

Stabilizovat výstupné napatie zdroja je možné riadením uhlu otvorenia tyristorov v prlmárnom alebo sekundárnom vinutí transformátora. Pre zdroje napájania váčších výkonov je výhodnejšia regulácia riadených tyristorov v primárnom vinutí transformátora, pretože v primárnom vinutí tečú menšie prúdy a hrany otvárania tyristorov sa v plyvom indukčnosti transformátora na sekundárnu stranu prenášajú s mensou strmosfou. Úroveň rušivých signálov od spínania tyristorov je nižšia.

V súčasnosti je známých niekolko spósobov riadenia uhlu otvorenia tyristorov. Okamih zapálenia tyristorov so móže odvodzovať z porovnania zosilnenej regulačnej odchýlky s priebehom pilového napátia synchrónneho s příslušným priebehom fázového napatia. Najma u trojfázového stabilizátora napatia s dvojicou antlparalelne zapojených tyristorov v každej fáze napátia je obtiažne nastavit potrebnú presnú časovú postupnost zapalovacích impulzov pre všetky tyristory. Niektoré zapojenia obchádzajú nastavenie postupnosti zapalovacích impulzov spúšťaním samokmitajúcich oscilátorov počas celej doby, odpovedajúcej uhlu otvorenia tyristorov. V sieťových rozvodoch s vyššou úrovňou rušivých signálov, ako i v zdrojovej časti elektroiskrových strojov nie je zaručená spoíahlivá činnost týchto stabilizátorov napátia.

Vyššie uvedené nedostatky zmierňuje a technický problém rieši zapojenie obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napatí podl'a tohto vynálezu, ktorého podstatou je, že primárné vinutie sieťového transformátora je připojené na vstupné svorky stabilizátora napatia a sekundárné vinutie transformátora s vyvedeným stredom sú připojené na anody napájacích diód. Obidva konce sekundárných vinutí sú přemostěné sériovým zapojením snímacieho odporu a aktívneho fázuposúvajúceho článku. Koniec druhého sekundárného vinutia je připojený na vstup druhého zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu fázového signálu a spoločný uzol snímacieho odporu a aktívneho fázuposúvajúceho článku je připojený na vstup prvého zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu fázového signálu. Priame výstupy zosilňovacích a tvarovacích obvodov sú cez prvý odpor paralelné připojené na katody napájacích diód, na vstup prvého obvodu budenia tyristorov a na anodu prvej súčinovej diódy. Nepriame výstupy zosilňovacích a tvarovacích obvodov sú cez druhý odpor paralelné připojené na katody napájacích diód, na vstup druhého obvodu budenia tyristorov a na anodu druhej súčinovej diódy. Katody súčinových diód sú paralelné připojené na výstup pomocného oscilátora. Prvý výstup prvého obvodu budenia tyristorov je připojený na katodu prvého tyristora a na anodu druhého tyristora a súčasne na prvý vstup jednofázového výkonového zdroja. Druhý výstup prvého obvodu budenia tyristorov je připojený na riadiacu elektrodu prvého tyristora. Prvý výstup druhého obvodu budenia tyristorov je připojený na katodu druhého tyristora a na anodu prvého tyristora a súčasne na vstupnú svorku U stabilizátora napátia. Druhý výstup druhého obvodu budenia tyristorov je připojený na riadiacu elektrodu druhého tyristora. Druhý vstup jednofázového výkonového zdroja je připojený na vstupnú svorku N stabilizátora napátia. Prvý výstup jednofázového výkonového zdroja je připojený na invertujúci vstup zosilňovača regulačnej odchýlky, pričom jeho neinvertujúci vstup je připojený na svorku U_r zdroja referenčného napátia a jeho výstup je připojený na vstup aktívneho fázuposúvajúceho článku. Do podstaty patří tiež to, že aktívny fázuposúvajúci článok je tvořený sériovým zapojením kondenzátora s fototranzistorom zapojeným v diódovom mostíku tak, že kolektor fototranzistora je připojený na katody prvej a druhej diódy v mostíku. Emitor fototranzistora je připojený na anody tretej a štvrtej diódy v mostíku.

Výhody zapojenia obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napátí spočívajú v možnosti úplného galvanického oddelenia obvodu jednofázového riadenia tyristorov od výstupných svoriek stabilizátora napatia i od riadených tyristorov. Úplné galvanické oddelenie je výhodné najmá u trojfázového stabilizátora napátia. Umožňuje spájanie stabilizovaného zdroja riadeného obvodmi jednofázového riadenia tyristorov v sérii s nestabillzovaným zdrojom napátia tak, že výstupné napatie sériového zapojenia stabilizovaného a nestabilizovaného zdroja bude stabilizované.

Na připojených výkresoch je nakreslené

243793 zapojenie obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napatí, kde na obr. 1 je znázorněná bloková schéma obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napatí, na obr. 2 je znázorněný priebeh signálov v najdoležitejších uzloch obvodu, na obr. 3 je znázorněný obvod jednofázového riadenia tyristorov zapojený pre riadenie tyristorov trojfázového stabilizátora jednosměrných napatí a na obr. 4 je znázorněné zapojenie aktívneho íázuposúvajúceho článku.

Zapojenie obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napatí je realizované následovně:

Primárné vinutie 1 transformátora je připojené na vstupné svorky U, N stabilizátora napatia a sekundárné vinutia 2, 2‘ transformátora s vyvedeným stredom 23 sú připojené na anody napájecích diod S, 5‘. Obidva konce sekundárných vinutí sú přemostěné sériovým zapojením snímacieho odporu 4 a aktívneho íázuposúvajúceho článku 3. Koniec druhého sekundárného vinutia 2* je připojený na vstup 63* druhého zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu 6* fázového signálu. Společný uzol snímacieho odporu 4 a aktívneho íázuposúvajúceho článku 3 je připojený na vstup 63 prvého zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu 6 fázového signálu. Priame výstupy 61, 61* zosilňovacích a tvarovacích obvodov 6, 6* sú cez prvý odpor 7 paralelné připojené na katody napájacích diód 5, 5* na vstup 93 prvého obvodu budenia tyristorov 9 a na anodu prvej súčinovej diódy 0. Mepriame výstupy 62, 62* zosilňovacích a tvarovacích obvodov 6, 6‘ sú cez druhý odpor 7* paralelné připojené na katody napájacích di úd 5, 5* na vstup 93* druhého obvodu budenia tyristorov 9* a na anodu druhej súčinovej diódy 8‘. Katody sušinových diód 8, 8* sú paralelné připojené na výstup 131 pomocného oscilátora 15. Prvý výstup 31 prvého obvodu budenia tyristorov 9 je připojený na katodu prvého tyristora 11 a na anodu druhého tyristora 12 a súčasne na prvý vstup 131 jednofázového výkonového zdroja 13. Druhý výstup 92 prvého obvodu budenia tyristorov 9 je připojený na riadiacu elektrodu prvého tyristora 11. Prvý výstup 91* druhého obvodu budenia tyristorov 9* je připojený na katodu druhého tyristora 12 a na anodu prvého tyristora 11 a súčasne na vstupnú svorku U stabilizátora napatia. Druhý výstup 92* druhého obvodu budenia tyristorov 9* je připojený na riadiacu elektrodu druhého tyristora 12. Druhý vstup 182 jednofázového výkonového zdroja 13 je připojený na vstupnú svorku N stabibilizátora napatia. Prvý výstup 133 jednofázového výkonového zdroja 13 je připojený na invertujúci vstup 141 zosilňovača regulačnej odchýlky 14.

Neinvertujúci vstup 142 zosilňovača regulaČnej odchýlky 14 je připojený na svorku

S

U_r zdroja referenčného napatia a jeho výstup 143 je připojený na riadiaci vstup 31 aktívneho fázuposúvajúci článok 3 je tvořený sériovým zapojením kondenzátora 17 s fototranzistorom 18 zapojeným v diódovom mostíku. Kolektor fototranzistora 18 je připojený na katody prvej a druhej diódy 19, 20 v mostíku a emitor fototranzistora 18 je připojený na anody tretej a štvrtej diódy 21, 22 v mostíku.

Zapojenie obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napatí pre riadenie tyristorov trojfázového stabilizátora jednosměrných napatí je realizované následovně:

Prvý napájací vstup 101 prvého obvodu jednofázového riadenia tyristorov 10 je připojený na vstupnú svorku U stabilizátora naptia. Prvý napájací vstup 101* druhého obvodu jednofázového riadenia tyristorov 10* je připojený na vstupnú svorku V stabilizátoru napatia. Prvý napájací vstup 101“ tretieho obvodu jednofázového riadenia tyristorov 10 * je připojený na vstupnú svorku V stabilizátora napátia. Druhé napájacie vstupy 102, 102‘, 102“ prvého, druhého a tretieho obvodu jednofázového riadenia tyristorov 10, 10* 10“ sú paralelné připojené na vstupnú svorku N stabilizátora napátia. Vstupy impulzov 194, 104*, 104“ prvého, druhého a tretieho obvodu jednofázového riadenia tyristorov Í0, 1Θ⁴, 10“ sú paralelné připojené na výstup 151 pomocného oscilátora 15, Riadiace vstupy 153, 103*, 103“ prvého, druhého a tretieho obvodu jednofázového riadenia tyristorov. 10, 10‘, 10“ sú paralelné připojené na výstup 143 zosilňovača regulačnej odchýlky 14, ktorého neinvertujúci vstup 142 je připojený na svorku U_r zdroja referenčného napatia a jeho invertujúci vstup 141 je připojený na stabilizovaný výstup 181 trojfázového výkonového zdroja 16. Zapojenie osíatných obvodov je zhodné so zapojením obvodu jednofázového riadenia tyristorov pre jednofázový stabilizátor jednosměrných napatí.

Priebehy signálov· v najdoležitejších uzloch obvodu objasňujú funkciu popísaného zapojenia, pričom křivka A znázorňuje priebeh napatia na dvojici antiparalelne zapojených tyristorov 11, 12. Křivka B — priebeh signálu na priamom výstupe Sl* a křivka B* — priebeh signálu na nepriamom výstupe 62* zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu 6*. Tieto signály sú vytvarované z priebehu fázového napatia na sekundárnom vinutí 2* sletového transformátora. Křivka C — priebeh signálu na priamom výstupe Bl a křivka C* — priebeh signálu na nepriamom výstupe 62 zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu 6. Tieto signály sú vytvarované z priebehu posúvateného fázového napátia, ktoré je riadené aktívnym fázuposúvajúcim článkom 3. Křivka D — impulzy na výstupe 151 pomoc243 ného oscilátora 15. Křivka E — časový příběh impulzov na vstupe 93 obvodu budenia tyristorov 9, ktorý je vytvořený logickým súčinom signálov B, C a D a zároveň představuje priebeh budiacich impulzov tyristora 11. Křivka E‘ — časový priebeh impulzov na vstupe 93‘ obvodu budenia tyristorov 9‘, ktorý je vytvořený logickým súčinom signálov B^!, C* a D a zároveň představuje priebeh budiacich impulzov tyristora 12.

Zapojením obvodu jednofázového riadenia tyristorav stabilizátora jednosměrných napátí sa riadi uhol otvorenia a dvojice antiparalelne zapojených tyristorov v primárnom vinutí transformátora tak, že stúpnutie napatia na výstupe jednosměrného zdroja vyvolá zmenšenie uhlu otvorenia a tyristorov a pokles napátia na výstupe jednosměrného zdroja vyvolá zváčšenie uhlu otvorenia a tyristorov.

Každý obvod jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napátí má vlastný sieťový transformátor s primárným vinutím 1 a najmenej dvomi sekundárnými vinutiami 2, ,2‘ z ktorých je zabezpečené napájenie samotného obvodu jednofázového riadenia tyristorov a budenie tyristorov 11, 12, pričom katody napájacích diód 5, 5‘ sú kladným pólom napájacieho zdroja a střed 23 sekundárných vinutí 2, 2* transformátora je záporným polom napájacieho zdroja. Sieťový transformátor okrem toho poskytuje signál o priebehu fázového napátia, ktorý sa spracováva zosiiňovacím a tvarovacím obvodom 6*. Výstupné signály zosilňovacieho a ívarovacieho obvodu 6‘ majú priebehy podfa kriviek B a B‘, pričom signál z priameho výstupu 61‘ má priebeh pódia křivky B a signál z neprlameho výstupu B2‘ má priebeh podfa křivky B‘.

Na aktívnom fázuposúvajúcom článku 3 sa cez snímací odpor 4 vytvára fázovoposunutý signál, ktorý sa spracováva zosilňovacím a tvarovacím obvodom S. Výstupné signály zosilňovacieho a ívarovacieho obvodu β majú priebehy podfa kriviek C a C‘, pričom signál z priameho výstupu 61 má priebeh podfa křivky C a signál z nepriameho výstupu 62 má priebeh podfa křivky C*. Logickým súčinom výstupných signálov B a C na priamych výstupoch 61, B1‘ s impulzami privédzanými z pomocného oscilátora 15 s priebehom podfa křivky D sa vytvára budiaci signál pre tyristor 11 s priebehom podfa křivky E. Budiaci signál tyristora 11 sa zosiiní obvodom budenia tyristorov 9, ktorý bezprostredne zabezpečuje otváranie tyrisíora 11. Logickým súčinom výstupných signálov B* a G‘ na nepriamych výstupoch 62, 62‘ s impulzami privádzanými z pomocného oscilátora s priebehom podfa křivky D sa vytvára budiaci signál pre tyristor 12 s priebehom podfa křivky E‘. Budiaci signál tyristora 12 sa zosiiní obvodom budenia tyristorov 9‘, ktorý bezprostredne zabezpečuje otváranie tyristora 1,2. Vzájomným posúvaním signálov podfa kriviek B a C, B* a C* voči sebe sa mění uhol otvorenia a tyristorov 11, 12. Vzájomný posuv u signálov B a C, B* a C* voči sebe sa ovládá riadením aktívneho fázuposúvajúceho článku 3.

Pokles napátia na výstupe jednofázového výkonového zdroja 13 sa zosiiní zosilňovačom regulačnej odchýlky 14, ktorý posobením na aktívny fázuposúvajúci článok 3 zmenší vzájomný posuv u signálov B a C, B* a C‘ voči sebe, čím sa zváčší uhol otvorenia a tyristorov 11, 12. Stúpanie napátia na výstupe jednofázového výkonového zdroja 13 sa zosiiní zosilňovačom regulačnej odchýlky 14, ktorý působením na aktívny fázuposúvajúci článok 3 zváčší vzájomný posuv u signálov B a C, B* a C‘ voči sebe, čím sa zmenší uhol otvorenia a tyristorov 11, 12. Aktívny fázuposúvajúci článok 3 realizovaný sériovým zapojením kondenzátora 17 a fototranzistora 18 v mostíkovom zapojení s diodami 19, 20, 21, 22 umožňuje galvanické oddelenie obvodu jednofázového riadenia tyristorov od výstupných svoriek stabilizátora napátia.

V zapojení trojfázového stabilizátora jednosměrných napátí je činnost zapojeného obvodu jednofázového riadenia tyristorov v každej fáze rovnaká, ako u jednofázového stabilizátora jednosměrných napátí.

Claims (2)

1. PREDMET

   1. Zapojenie obvodu jednofázového riadenia tyristorov stabilizátora jednosměrných napatí s dvojicou antiparalelne zapojených tyristorov v každej fáze napátia, pozostávajúce zo sieťového transformátora aspoň s dvomi sekundárnými vinutiami, aktívneho fázuposúvajúceho článku, zosilňovacieho a ívarovacieho obvodu, obvodu budenia tyristorov, pomocného oscilátora a zosilňovača regulačnej odchýlky, vyznačujúce sa tým, že primárné vinutie (lj transformátora je připojené na vstupné svorky (U, N) stabilizátora napátia a sekundárné vinutia (2, 2‘) transformátora s vyvedeným stredom (23) sú připojené na anody napájacích diód (5,

   5^!), pričom obidva konce sekundárných vinutí sú přemostěné sériovým zapojením snímacieho odporu (4) a aktívneho fázuposúvajúceho článku (3‘), zatial¹ čo koniec druhého sekundárného vinutia (2‘) je připojený na vstup (63*) druhého zosilňovacieho a ívarovacieho obvodu (6‘) a spoločný uzol snímacieho odporu (4) a aktívneho fázuposúvajúceho článku (3) je připojený na vstup (63) prvého zosilňovacieho a tvarovacieho obvodu (6), pričom priame výstupy (61, 61*) oboch zosilňovacích a tvarovacích obvodov (6, 6^:) sú cez prvý odpor (7) paralelné připojené na katody napájacích diód (5, 5‘j, vstup (93] prvého obvodu budenia tyristorov (9) a na anodu prve] súčinovej diody (8), pričom nepriame výstupy (62, 62‘) zosilňovacích a tvarovacích obvodov (6, 6‘) sú cez druhý odpor (7‘) paralelné připojené na katody napájacích diod (5, 5‘), vstup (93'] druhého obvodu budenia tyristorov (9') a na .anódu druhej súčinovej diody (8‘), pričom katody súčinových diod (8, 8‘) sú paralelné připojené na výstup (151) pomocného oscilátore (15), prvý výstup (91) prvého obvodu budenia tyristorov (9) je připojený na katodu prvého tyristora (lij a na anodu druhého tyristora (12) a súčasne na prvý vstup (131) jednofázového výkonového zdroja (13), pričom druhý výstup (92) prvého obvodu budenia tyristorov (9) je připojený na riadiacu elektrodu prvého tyristora (11), prvý výstup (91^:) druhého obvodu budenia tyristorov (9‘) je připojený na katodu druhého tyristora (12) a na anódu prvého tyristora (11) a súčasne na vstupnú svorku (U) stabilizátora napatia, pričom druhý výstup (92') druhého obvodu budenia tyristorov (9‘) je připojený na riadiacu elektrodu druhého tyristora (12), druhý vstup (132) jednorázového výkonového zdroja (13) je připojený na vstupnú svorku (N) stabilizátora napatia, prvý výstup (133) jednofázového výkonového zdroja (13) je připojený na invertujúci vstup (141) zosilňovača regulačnej odchýlky (14), pričom jeho neinvertující vstup (142) je připojený na svorku (U_r) zdroja referenčného napatia a jeho výstup (143) je připojený na riadiaci vstup (31) aktívneho fázuposúvajúceho článku (3).

   .?> Zapojenie obvodu podlá bodu 1, vyznačujúce sa tým, že aktívny fázuposúvajúci článok (3) je tvořený sériovým zapojením kondenzátora (17) s fototranzistorom (18) zapojeným v diódovom mostíku tak, že kolektor fototranzistora (18) je připojený na katody prvej a. druhej diody (19, 20) v mostíku a emitor fototranzistora (18) je připojený na anály tretej a štvrtej diody (21, 22) v mostíku.