Генераторы и формирователи на триодных тиристорах — Студопедия

Поделись  

Принципы построения импульсных схем на триодных тиристорах во многом сходны со схемами на диодных тиристорах. Отличие заключается в схемах цепей управления, куда для управления тиристорами необходимо подавать короткие импульсы тока, характеризуемые сравнительно малыми амплитудами по сравнению с амплитудами прямого тока тиристора.

Как и на диодных, на триодных тиристорах можно строить схемы мультивибраторов, одновибраторов, триггеров, однако наиболее широкое применение находят триодные тиристоры в схемах формирования мощных импульсов [11]. От транзисторных формирователей импульсов схемы на тиристорах отличаются простотой и высоким уровнем выходной мощности, достигающей до 10 кВт в импульсе при использовании одного тиристора средней мощности. В тиристорных устройствах фронт импульса тока в нагрузке формируется независимо от скорости нарастания входного сигнала.

Практическое распространение получили схемы формирователей на тиристорах с использованием колебательного разряда (заряда) накопительного конденсатора (ФТК), т.

е. схемы с контуром ударного возбуждения. Такие схемы по сравнению с формирователями, в которых конденсатор разряжается или заряжается по экспоненциальному закону, надежнее в работе и обеспечивают большее быстродействие. Кроме того, колебательный разряд (заряд) конденсатора часто предопределен индуктивным характером нагрузки.

Типовая схема ФТК (рис. 5.7.1) основывается на тиристорном ключе по схеме рис. 5.31-а. При подаче запускающего импульса u_bxi отпирается тиристор VS1 и происходит колебательный заряд накопительного конденсатора С. После изменения направления протекания тока в контуре

L₀ — Z_н — С тиристор VS выключается и конденсатор С разряжается через резистор R.

Для уменьшения времени разряда конденсатора С к нему можно подключить тиристор VS2, на вход которого подается отпирающий импульс u_вх2 задержанный относительно импульса на время

где Т_к — период собственных колебаний напряжения на зарядном конденсаторе; t_выкл1— время выключения тиристора VS1.

Выходные импульсы ФТК используются для запуска модуляторов радиолокационных станций и схем импульсного питания искровых камер, поджига импульсных ламп и игнитронов, управления силовыми тиристорами, возбуждения полупроводниковых оптических квантовых генераторов, импульсного питания магнитных элементов и т. д.

Расчет параметров схемы выполняется методами анализа электрических цепей по эквивалентным схемам, составляемым для двух состояний тиристора VS1. Этот расчет сводится к выбору параметров, обеспечивающих, во-первых, надежную работу формирователя, для чего должны быть выполнены условия гарантированного отпирания и выключения тиристора, и, во-вторых, требуемые выходные параметры формирователя (амплитуду, длительность выходного импульса и его фронтов).

Генераторы и формирователи на запираемых тиристорах. На запираемых тиристорах могут быть построены высокоэффективные схемы, которые не потребляют энергию в ждущем режиме, имеют большое входное и малое выходное сопротивления, позволяют получить достаточно мощные импульсы с крутыми фронтами.

Ждущие мультивибраторы показаны на рис. 5.7.2-а,-б. При включении тиристора VS1 (рис. 5.7.2-а) к нагрузке прикладывается напряжение источника питания E, конденсатор С заряжается через сопротивление R и диод VD2. Когда напряжение на конденсаторе достигает значения U_ст + U_спр2, где U_cт — напряжение стабилизации опорного диода VD1, Uспр2 –
напряжение спрямления тиристора VS2, открывается. Это приводит к запиранию тиристора VS1и отключению нагрузки от источника питания.

Длительность выходного импульса на нагрузке

Сопротивление R может изменяться согласно неравенствам

где I_{max vd2} — предельная амплитуда прямого тока, протекающего через диод VD2; I_спр2 — ток спрямления тиристора VS2.

В схеме рис. 5.7.2-б для уменьшения времени восстановления схемы параллельно конденсатору подключен тиристор VSO, управляющий электрод которого через диод VDO соединен с землей. Отрицательный скачок напряжения на нагрузке, возникающий вследствие запирания тиристора

VS1, через конденсатор прикладывается к катоду тиристора VSO, вызывая его отпирание по цепи управляющего электрода. Происходит форсированный разряд конденсатора С, и время восстановления устройства снижается до времени выключения тиристора VSO.

Две схемы усилителей-формирователей приведены на рис. 5.7.2- в,-г.

Схема рис. 5.7.2-в управляется импульсами отрицательной полярности. В исходном состоянии тиристоры VS2 и VS1 закрыты и устройство не потребляет энергии от источника Е. При подаче входного импульса по цепи земля — диод VD1 — управляющий переход тиристора VS1 — резисторы R_н

, R3 протекает ток, переключающий тиристор VS1 в проводящее состояние. На нагрузке R_нформируется фронт выходного положительного импульса, а на триодный тиристор VS2 подается питающее напряжение Е, так как потенциал управляющего электрода тиристора VS1 повторяет потенциал его катода. В результате к аноду диода VD прикладывается положительное напряжение источника питания через резистор R1 и отрицательное напряжение u_вх от входного импульса через резистор R2, которые подбираются так, что диод имеет запирающее смещение.

Схема усилителя на рис. 5.7.2-г запускается импульсами положительной полярности. В исходном состоянии тиристоры VS1 и VS2 и транзистор VTзакрыты. Входной импульс открывает тиристор VS1. К нагрузке R_нприкладывается напряжение питания Е и формируется фронт выходного положительного импульса. Одновременно часть выходного напряжения прикладывается к эмиттеру транзистора VT, но последний остается закрытым, так как при наличии входного сигнала база транзистора имеет потенциал более положительный, чем эмиттер. По окончании действия входного импульса потенциал базы транзистора VT падает до нуля и транзистор переключается в состояние насыщения. Тиристор

VS2 включается, обеспечивая запирание тиристора VS1.

Генераторы и формирователи на однопереходных транзисторах (двухбазовых диодах). Из-за простоты конструкции, стабильности параметров и универсальности характеристик однопереходные транзисторы (ОПТ) можно применять для реализации всех типовых схем импульсных устройств. Они наиболее широко используются в схемах генераторов. Генераторы на ОПТ характеризуются большим усилением по мощности, малым расходом энергии, простотой. Типовая схема релаксационного генератора показана на рис. 5.7.3-а.Принцип действия генератора основан на периодических процессах заряда и разряда конденсатора

С1. Пока VS закрыт, конденсатор С1 заряжается через сопротивление R3. Включение происходит при достижении на эмиттере напряжения включения VS. Сопротивление между эмиттером и базой Б₁ уменьшается до сопротивления насыщения r_нас и конденсатор разряжается через сопротивление r_нас+R₁. С этого момента ток в эмиттерной цепи поддерживается за счет разряда конденсатора до тех пор, пока он не станет равным I_в. В этой точке сопротивления базы Б

1 резко увеличивается и конденсатор вновь начинает заряжаться. Диаграмма, характеризующая работу схемы, приведена на рис. 5.7.3-б. Чтобы ОПТ VSработал в релаксационном режиме, нагрузочная прямая должна пересекать эмиттерную характеристику на участке отрицательного сопротивления.

В схеме ждущего мультивибратора на рис. 5.7.4-а в устойчивом состоянии однопереходный транзистор включен, так как на его эмиттер через сопротивление R2 подключено напряжение Е > U_п и конденсатор Сбыстро заряжается через сопротивления R_н, R4 и эмиттерный переход VS1 до напряжения Е. Это состояние схемы устойчиво. С приходом короткого входного импульса

и_вх в момент t₁ (рис. 5.7.4-б) тиристор VS2 открывается, конденсатор Сподключается к эмиттеру VS1 отрицательным напряжением и он запирается. Начинается перезаряд С через сопротивления R2, R4 и открытый тиристор VS2. Такое состояние схемы сохраняется до тех пор, пока напряжение на конденсаторе в момент t₂ не достигнет величины напряжения переключения ОПТ VS1, равного ηЕ, после чего он открывается и конденсатор С обратным напряжением, равным ηЕ, подключается к тиристору VS2, запирая его. Состояние схемы полностью восстановится после заряда конденсатора по цепи R_n — R4 — эмиттерный переход открытого ОПТ VS1.



Майер Р.В. Практическая электроника: от транзистора до …

НАЗАД 5. ГЕНЕРАТОРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ 1. Генератор линейно-импульсного напряжения. Тиристор — полупроводниковый прибор с многослойной структурой типа p-n-p-n (с тремя электронно—дырочными переходами), обладающий свойствами электрического вентиля. Неуправляемый тиристор имеет два вывода (анод и катод) и называется динистором. Управляемый тиристор имеет третий вывод — управляющий электрод и называется тринистором. Рис. 1. Генератор линейно-импульсного напряжения. Простейший генератор линейно—импульсного (пилообразного) напряжения может быть собран из тиристора (динистора или тринистора), резистора и конденсатора (рис. 1.1). Нами использовались динистор типа КН102А (открывается при 11 В), резистор на 2 — 5 ком, конденсатор емкостью 1 — 10 мкФ; напряжение питания 20 — 100 В. При включении тиристор закрыт, конденсатор C1 медленно заряжается от источника питания через резистор R1. Напряжение на конденсаторе растет до напряжения открывания тиристора (рис. 1.2). Когда тиристор открывается, его сопротивление резко падает, и конденсатор быстро разряжается через него. При уменьшении анодного напряжения до напряжения закрывания тиристор закрывается, после чего все повторяется снова. Время заряда τ=RC, поэтому при увеличении R и C период колебаний растет, частота импульсов уменьшается. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов увеличивается. Если использовать тринистор, то при подаче на управляющий электрод положительного относительно катода потенциала напряжение открывания уменьшается, частота формируемых импульсов растет. 2. Релаксационный генератор, управляемый светом. Если вместо резистора использовать фоторезистор или терморезистор, то частота генерируемых импульсов будет зависеть от освещенности или температуры датчика. Рис. 2. Релаксационный генератор, управляемый светом. Можно поступить иначе и вместо динистора использовать тринистор, отличающийся наличием управляющего электрода. При увеличении напряжения на управляющем электроде уменьшается напряжение открывания тринистора, что может быть использовано для создания генератора, регулируемой частоты. На рис. 2 приведена схема такого генератора. При освещенности фоторезистора потенциал управляющего электрода растет, частота генерируемых импульсов увеличивается, высота звука, издаваемого динамиком повышается. 3. RC—генератор. Простейший генератор гармонических колебаний представляет собой усилительный каскад, охваченный положительной обратной связью (ПОС). Цепь ПОС состоит из трех фазовращающих Г-образных RC-цепочек, каждая из которых обеспечивает сдвиг фаз 60 градусов на генерируемой частоте. Транзистор включен по схеме с общим эмиттером, вносит сдвиг фаз 180 градусов. Генератор вырабатывает гармонические колебания с частотой и амплитудой, для которых выполняются баланс фаз и баланс амплитуд. Рис. 3. Принципиальная схема RC-генератора. На основе этой схемы можно собрать модулятор, осуществляющий амплитудную модуляцию несущих колебаний низкочастотным сигналом, переносящим информацию. Для этого последовательно с источником напряжения следует включить вторичную обмотку трансформатора. На его первичную обмотку необходимо подать колебания от звукового генератора частотой 50 — 200 Гц. Из—за того, что амплитуда колебаний, вырабатываемых генератором, пропорциональна напряжению питания, на выходе устройства возникнет амплитудо-модулированный сигнал (рис. 3). Можно показать, как зависит глубина модуляции от амплитуды модулирующих колебаний; что происходит при изменении их частоты. Рис. 3. Осциллограммы с выхода модулятора. 4. Симметричный мультивибратор. Симметричный мультивибратор (рис. 4) представляет собой двухкаскадный усилитель, выход которого соединен с входом. Каждый транзистор поворачивает фазу на π =3,14, поэтому суммарный сдвиг фаз, который приобретает сигнал при прохождении через усилитель и цепь обратной связи, равен 2π. Выполняется баланс фаз, сигнал с выхода поступает на вход в фазе с входным сигналом и усиливает его. В режиме самовозбуждения транзисторы поочередно переходят из открытого состояния в закрытое, на выходе получается последовательность прямоугольных импульсов. Рис. 4. Симметричный мультивибратор. В схеме (рис. 4) используются транзисторы прямой проводимости (типа p-n-p), которые открываются при подача на базу отрицательного потенциала относительно эмиттера. Пусть при включении транзистор VT1 открывается, левая пластина конденсатора C1 соединяется с общим проводом, он начинает заряжаться через R2. Потенциал базы транзистора VT2 постепенно уменьшается, через некоторое время VT2 открывается и правая пластина C2 соединяется с общим. Это приводит к увеличению потенциала базы VT1, он закрывается. Конденсатор C2 начинает заряжаться через R3, потенциал базы VT1 уменьшается. Через некоторое время открывается VT1, что приводит к закрыванию VT2 и т.д. В результате мультивибратор генерирует прямоугольные импульсы. Чем меньше емкость конденсаторов C1, C2 и сопротивление резисторов R2, R3, тем быстрее заряжаются конденсаторы и выше частота вырабатываемых импульсов. Рис. 4. Осциллограммы напряжений на выходе мультивибратора. При подаче на базу транзистора VT2 положительного (отрицательного) потенциала VT2 будет все время оставаться открытым (закрытым), генерация импульсов прекратиться. Конденсатор C3 пропускает только переменную составляющую сигнала. 5. Несимметричный мультивибратор. Несимметричный мультивибратор (рис. 5) состоит из усилительного каскада на двух транзисторах, выход которого (коллектор транзистора VT2) соединен с входом (база транзистора VT1) через конденсатор C1. В качестве нагрузки используется динамик. Транзистор VT1 прямой проводимости (p-n-p-типа), открывается при подаче на базу отрицательного относительно эмиттера потенциала. Транзистор VT2 обратной проводимости (n-p-n-типа), открывается при подаче на базу положительного относительно эмиттера потенциала. Рис. 5. Несимметричный мультивибратор. При включении конденсатор C1 заряжается через динамик, резисторы R1 и R2 (непрерывная линия), потенциал базы уменьшается. Когда на базе VT1 возникает отрицательный потенциал, транзистор VT1 открывается, сопротивление коллектор—эмиттер падает. База транзистора VT2 оказывается соединенной с положительным полюсом источника, транзистор VT2 также открывается, ток коллектора растет. В результате через динамик течет ток, конденсатор C1 разряжается через резисторы R1, R2 и транзистор VT2 (пунктир). Потенциал базы VT1 возрастает, транзистор VT1 закрывается, вызывая закрывание транзистора VT2. После этого конденсатор C1 снова заряжается, затем разряжается и т.д. Частота генерируемых импульсов обратно пропорциональна времени заряда конденсатора τ=(R1+R2)C1. С ростом напряжения питания конденсатор заряжается быстрее, частота генерируемых импульсов растет. При увеличении сопротивления переменного резистора R1 или емкости конденсатора С1 частота колебаний уменьшается. Внешний вид мультивибратора показан на рис. 6. Вместо транзистора VT1 можно использовать МП25 или МП21. Рис. 6. Внешний вид несимметричного мультивибратора. ВВЕРХ

Самодельный лазер — Блок питания

Минздрав предупреждает: Высокое напряжение опасно для Вашего здоровья !     Здесь приводятся схемы генераторов высоковольтного напряжения (выходное напряжение > 1 кВ), которые можно использовать для питания газоразрядных лазеров, а также для питания самодельной лампы-вспышки. Конечно, приведенные ниже схемы не исчерпывают все возможные варианты. Они были найдены в Интернете и подходят  для самостоятельного повторения.                               Генератор содержит гасящий конденсатор С1, диодный выпрямительный мост VD1 — VD4, тиристорный ключ VS1 и схему управления. При включении устройства заряжаются конденсаторы С2 и СЗ, тиристор VS1 пока закрыт и ток не проводит. Предельное напряжение на конденсаторе С2 ограничено стабилитроном VD5 величиной 9 В. В процессе зарядки конденсатора С2 через резистор R2 напряжение на потенциометре R3 и, соответственно, на управляющем переходе тиристора VS1 возрастает до определенного значения, после чего тиристор переключается в проводящее состояние, а конденсатор СЗ через тиристор VS1 разряжается через первичную (низковольтную) обмотку трансформатора Т1, генерируя высоковольтный импульс. После этого тиристор закрывается и процесс начинается заново. Потенциометр R3 устанавливает порог срабатывания тиристора VS1. Частота повторения импульсов составляет 100 Гц. В качестве высоковольтного трансформатора Т1 может быть использована автомобильная катушка зажигания. В этом случае выходное напряжение устройства достигнет 30…35 кВ.                                         В описываемом ниже регулируемом высоковольтном преобразователе с выходным напряжением 8…16 кВ использован с небольшими переделками стандартный высоковольтный трансформатор, который применяется в блоке строчной развертки телевизоров. Устройство состоит из задающего генератора с само­возбуждением, усилителя мощности и выпрямителя. Задающий генератор (транзистор V8) представляет собой блокинг-генератор (длительность импульса — около 200 мкс, частота повторения — 1 кГц). Генератор питается от параметрического стабилизатора R3, R4, V6. С выходной обмотки трансформатора Т2 сигнал поступает на усилитель мощности, собранный на транзисторе V1. В цепь коллектора транзистора включена обмотка II высоковольтного трансформатора Т1. Высоковольтная обмотка I трансформатора питает выпрямитель — удвоитель напряжения. Резисторы R1 и R2 ограничивают импульс тока нагрузки при включении преобразователя, если она имеет емкостный характер. Выходное напряжение регулируют изменением напряжения питания. Трансформатор Т1 — TBC-110J1A. С него срезают (не разбирая магнитопровода) анодную обмотку, и на ее место наматывают новую, состоящую из 18 витков провода ПЭВ-2-0,44 с отводом от 14-го витка. Высоковольтную обмотку оставляют неизменной. Трансформатор Т2 намотан на кольце типоразмера К20х12х6 из феррита М2000НМ1. Коллекторную обмотку III и обмотку обратной связи II наматывают первыми. Они содержат по 25, а выходная обмотка 1—15 витков провода ПЭВ-2-0,44. Применение в качестве V1 достаточно мощного транзистора дало возможность установить его непосредственно на плате без радиатора. Для устранения возможности появления коронирующих разрядов детали высоковольтного выпрямителя должны быть припаяны к плате очень аккуратно, без заусенцев и острых углов, и залиты с обеих сторон платы эпоксидной смолой или парафином слоем 2…3 мм. Резисторы R1 и R2 лучше всего использовать типа КЭВ. Если емкость нагрузки не превышает нескольких сотен пикофарад, эти резисторы могут быть исключены. Конденсатор С1 — ПОВ (или К15-4, КВИ). Зазор между платой и металлическими стенками футляра преобразователя должен быть не менее 20 мм. Налаживание преобразователя сводится к подбору резистора R6 в пределах 0…20 Ом по наилучшей устойчивости работы задающего генератора и подбору конденсатора С2 при максимальном напряжении на выходе устройства по минимуму тока.           В статье из журнала ,,РАДИО,, №7 1990 приводится схема импульсного блока питания самодельного компьютера, которую можно использовать как генератор высоковольтного напряжения, если в качестве выходного трансформатора использовать трансформатор от строчной развертки телевизора типа ТВС или же использовать самодельный трансформатор на П-образном ферритовом магнитопроводе. При подключении ко вторичной обмотке такого трансформатора высоковольтного умножителя типа УН-8,5/25 или же самодельного умножителя на выходе получим напряжение ~ 25 — 30 кВ. Схема генератора приведена на рисунке ниже.                                   Первичная обмотка (I) выходного трансформатора Тр2 преобразователя включена в диагональ моста, образованного транзисторами VT1, VT2 и конденсаторами С9, С10. Базовые цепи этих транзисторов питаются от обмоток II и III  трансформатора Т1, на первичную обмотку которого поступает ступенчатое напряжение с формирователя, собранного на микросхемах DD1, DD2. Задающий генератор формирователя собран на инверторах DD1.1 и DD1.2 и вырабатывает колебания частотой, определяемой резистором R4  и конденсатором С6. Чем выше частота импульсов задающего генератора, тем выше мощность блока питания. Однако, следует помнить, что для выпрямления высокочастотных импульсов на вторичной обмотке выходного трансформатора потребуются быстродействующие диоды. Стандартные умножители напряжения типа УН — 9/27 рассчитаны на выпрямление импульсов с частотой ~ 15 кГц. Именно такой частоты выходных импульсов (можно чуть меньше) нужно добиваться, подбирая номиналы R4 и C6. Импульсы с выходов триггеров DD2.1 и DD2.2 поступают на входы элементов DD1.3 и DD1.4, в результате чего на их выходе формируются импульсные последовательности со скважностью 4. Их разность имеет вид импульсов чередующейся полярности с одинаковой длительностью и продолжительностью пауз между ними. Через трансформатор Т1 это ступенчатое напряжение передается на базу транзисторов VT1,VT2 и поочередно открывает их. Наличие пауз между импульсами гарантирует полное закрывание каждого из них перед открыванием другого. Микросхемы DD1,DD2 формирователя питаются напряжением 12 В от бестрансформаторного источника, состоящего из балластного конденсатора С3, выпрямительного моста VD2, стабилитрона VD3 и конденсаторов фильтра С7, С8. Выбор такого напряжения питания микросхем позволил использовать трансформатор Т1 с максимально возможным коэффициентом трансформации (10:1), что снизило токовую нагрузку на элементы DD1. 3, DD1.4 и дало возможность обойтись без дополнительных транзисторных ключей в их выходной цепи. Устройство собрано на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Транзисторы VT1, VT2 закреплены на пластине размерами 40х22 мм из двустороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм, припаянной перпендикулярно плате. Транзисторы КТ704А можно заменить на транзисторы КТ872А. Трансформатор Т1 намотан на кольцевом магнитопроводе типоразмера К10х6х5 из феррита 3000НМ. Его обмотка I содержит 180 витков провода ПЭЛШО 0,1, обмотки II и III- по 18 витков ПЭЛШО 0,27. Магнитопровод трансформатора Т2 собран из двух ферритовых (М2000 НМ ) П-образных половинок. Конкретный размер П-образного магнитопровода для маломощного генератора высокого напряжения значения не имеет. Обмотка I состоит из 100 витков провода ПЭВ-2 0,27, обмотка II — из 1200 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм. Обмотки I  и II выходного трансформатора Т2 необходимо распределить по магнитопроводу как можно дальше друг от друга. Обычно их располагают так, как показано на рисунке ниже.                     Если каркас обмотки I может быть выполнен из любого диэлектрика, то каркас высоковольтной обмотки II должен выдерживать высокое напряжение и не допускать пробоя между магнитопроводом и витками вторичной обмотки ( можно использовать обрезок сантехнической полипропиленовой трубки, внутренний диаметр которой равен диаметру магнитопровода). По торцам каркаса вторичной обмотки желательно сделать щитки из диэлектрической пластины, которые будут препятствовать высоковольтному пробою между витками вторичной обмотки и магнитопроводом.           Изложенный ниже высоковольтный блок питания мощностью 800 Вт может быть использован для питания газоразрядных лазеров с рабочим током разряда в пределах 10 – 100 мА. От описанных ранее он отличается применением в преобразователе полевых транзисторов, что обеспечивает более высокий КПД и пониженный уровень высокочастотных помех. Недостаток такого схемного решения — высокое напряжение на половинах первичной обмотки, что требует применения транзисторов с соответствующим допустимым напряжением. Правда, в отличие от мостового преобразователя, в данном случае достаточно двух транзисторов вместо четырех, что немного упрощает конструкцию и повышает КПД устройства. В предлагаемом ИБП применен двухтактный преобразователь с трансформатором, первичная обмотка которого имеет средний вывод. Он имеет высокий КПД, низкий уровень пульсации и слабо излучает помехи в окружающее пространство. Входное напряжение ИБП — 180…240 В, выходное напряжение определяется числом витков во вторичной обмотке высоковольтного трансформатора, максимальная мощность нагрузки — 800 Вт, рабочая частота преобразователя — 90 кГц. Принципиальная схема ИБП изображена на рисунке ниже.                                 Как видно, это преобразователь с внешним возбуждением без стабилизации выходного напряжения. На входе устройства включен высокочастотный фильтр Cl, LI, С2, предотвращающий попадание помех в сеть. Пройдя его, сетевое напряжение выпрямляется диодным мостом VD1…VD4, пульсации сглаживаются конденсатором СЗ. Выпрямленное постоянное напряжение (около 310 В) используется для питания высокочастотного преобразователя. Устройство управления преобразователем выполнено на микросхемах DD1…DD3. Питается оно от отдельного стабилизированного источника, состоящего из понижающего трансформатора Т1, выпрямителя VD5 и стабилизатора напряжения на транзисторах VT1, VT2 и стабилитроне VD6. На элементах DDl.l, DD1.2 собран задающий генератор, вырабатывающий импульсы с частотой следования около 360 кГц. Далее следует делитель частоты на 4, выполненный на триггерах микросхемы DD2. С помощью элементов DD3.1, DD3.2 создаются дополнительные паузы между импульсами. Паузой является не что иное, как уровень логического 0 на выходах этих элементов, появляющийся при наличии уровня логической 1 на выходах элемента DD1. 2 и триггеров DD2.1 и DD2.2. Напряжение низкого уровня на выходе DD3.1 (DD3.2) блокирует DD1.3 (DD1.4) в «закрытом» состоянии (на выходе — уровень логической 1). Длительность паузы равна 1/3 от длительности импульса напряжений на выводах 1 DD3.1 и 13 DD3.2, чего вполне достаточно для закрывания ключевого транзистора. С выходов элементов DD1.3 и DD1.4 окончательно сформированные импульсы поступают на транзисторные ключи (VT5, VT6), которые через резисторы R10, R11 управляют затворами мощных полевых транзисторов VT9, VT10 . Импульсы с прямого и инверсного выходов триггера DD2.2 поступают на входы устройства, выполненного на транзисторах VT3, VT4, VT7, VT8. Открываясь поочередно, VT3 и VT7, VT4 и VT8 создают условия для быстрой разрядки входных емкостей ключевых транзисторов VT9, VT10, т.е. их быстрого закрывания. В цепи затворов транзисторов VT9 и VT10 включены резисторы относительно большого сопротивления R10 и R11. Вместе с емкостью затворов они образуют фильтры нижних частот, уменьшающие уровень гармоник при открывании ключей. С этой же целью введены элементы VD9…VD12, R16, R17, С12, С13. В стоковые цепи транзисторов VT9, VT10 включена первичная обмотка трансформатора Т2. Выпрямитель выходного высоковольтного напряжения выполнен на цепочке из высоковольтных диодов VD и конденсатора С, рабочее напряжение которого должно быть выше напряжения на вторичной обмотке высоковольтного трансформатора. В устройстве применены конденсаторы К73-17 (С1, С2, С4), К50- 17 (СЗ), МБМ (С12, С13), К73-16 (С14…С21, С24, С25), К50-35 (С5…С7), КМ (остальные). Вместо указанных на схеме допустимо применение микросхем серий К176, К564. Диоды Д246 (VD1…VD4) заменимы на любые другие, рассчитанные на прямой ток не менее 5 А и обратное напряжение не менее 350 В (КД202К, КД202М, КД202Р, КД206Б, Д247Б), или диодный выпрямительный мост с такими же параметрами, диоды КД2997А (VD13…VD20) — на КД2997Б, КД2999Б, стабилитрон Д810 (VD6) — на Д814В. В ка­честве VT1 можно использовать любые транзисторы серий КТ817, КТ819, в качестве VT2. ..VT4 и VT5, VT6 — соответственно, любые из серий КТ315, КТ503, КТ3102 и КТ361, КТ502, КТ3107, на месте VT9, VT10 — КП707В1, КП707Е1. Транзисторы КТ3102Ж (VT7, VT8) заменять не рекомендуется. Трансформатор Т1 — ТС-10-1 или любой другой с напряжением вторичной обмотки 11…13 В при токе нагрузки не менее 150 мА. Катушку L1 сетевого фильтра наматывают на ферритовом (М2000НМ1) кольце типоразмера К31х18,5х7 проводом ПЭВ-1-1.0 (2×25 витков). Трансформатор Т2 изготовлен из двух П-образных половинок феррита той же марки. Обмотка I содержит 2×42 витка провода ПЭВ-2-1,0 (наматывают в два провода), число витков вторичной обмотки определяется требуемым напряжением питания лазера и может изменяться в широких пределах. Толщина провода вторичной обмотки выбирается, исходя из рабочего тока лазера. Транзисторы VT9, VT10 устанавливают на теплоотводах с вентиляторами, применяемых для охлаждения микропроцессоров Pentium (подойдут аналогичные узлы и от процессоров 486). Конкретные параметры диодов VD  высоковольтной выпрямительной цепочки зависят от рабочего напряжения и тока газоразрядной трубки лазера. Кроме того, следует помнить, что для выпрямления высокочастотного импульсного напряжения требуются быстродействующие диоды типа диоды Шоттки. При монтаже ИБП следует стремиться к тому, чтобы все соединения были возможно короче, а в силовой части использовать провод возможно большего сечения. Поскольку ИБП не оснащен устройством защиты от короткого замыкания и перегрузки, в цепи питания необходимо включить предохранители на 10 А. В налаживании описанный ИБП практически не нуждается. Важно только правильно сфазировать половины первичной обмотки трансформатора Т2. При исправных деталях и отсутствии ошибок в монтаже блок начинает работать сразу после включения в сеть. Если необходимо, частоту преобразователя подстраивают подбором резистора R3.           Ниже приведена схема высоковольтного блока питания, в котором имеется возможность регулировки выходного напряжения. Задающий генератор импульсов собран на микросхеме IR 2153. Частота импульсов регулируется резистором R6. Силовая часть выполнена на шести MOSFET-транзисторах типа IRF 840. Для маломощного блока питания вполне хватит и двух транзисторов IRF 840. Выходное напряжение регулируется резистором R14, а пределы регулировки определяются резистором R16. В качестве высоковольтного трансформатора используется стандартный трансформатор от телевизора типа ТВС-110 ЛА.                             Ниже приведена схема компактного генератора высоковольтного напряжения на микросхеме IR 2153 и двух силовых MOSFET-транзисторах типа IRF 840. По этой схеме я собрал блок питания для своих самодельных лазеров на воздухе .                         В качестве высоковольтного трансформатора можно использовать стандартный трансформатор от телевизора типа ТВС или же самодельный. Частота импульсов задающего генератора микросхемы IR 2153 определяется номиналами деталей R3 и С5. Подбирая эти детали, следует добиться частоты импульсов на вторичной обмотке трансформатора Т1 в пределах 10 – 15 кГц. Не нужно увеличивать частоту импульсов, ибо на частотах > 18 кГц стандартные умножители напряжения типа УН – 9/27 перестают работать, и выходное напряжение повышаться не будет. В зависимости от числа витков во вторичной обмотке трансформатора Т1 выходное напряжение может достигать ~ 30 кВ.

[PDF] Простая схема генерации стробирующих импульсов для однофазного тиристорного преобразователя с линейной коммутацией

• title={Простая схема генерации стробирующих импульсов для однофазного тиристорного преобразователя с линейной коммутацией}, автор = {Тапан Кумар Чакраборти и Шахрук Осман и Арифул Ислам}, journal={Международный журнал электроники и электротехники}, год = {2016}, страницы={403-407} }
  • Т. Чакраборти, Шахрук Осман, Арифул Ислам
  • Опубликовано в 2016 г.
  • Инженерное дело
  • Международный журнал электроники и электротехники

  Разработка и реализация простой схемы генерации стробирующих импульсов для однофазного управляемого выпрямителя условия напряжения и переменной частоты представлены в этой статье. Схема управления состоит из датчика напряжения, неуправляемого выпрямителя, компаратора, дифференциатора, моностабильного мультивибратора, усилителя и импульсного трансформатора. Импульсы запуска для тиристоров генерируются путем сравнения выходного сигнала датчика напряжения с эталонным напряжением постоянного тока, полученным из… 

  Просмотр через издателя

  ijeee.net

  Сравнительное исследование тиристора и преобразователя переменного тока в постоянный на основе IGBT

  В этой статье представлено сравнительное исследование применения тиристора и IGBT в преобразователе переменного тока в постоянный. Моделирование и практический эксперимент были проведены для проверки…

  ПОКАЗАНЫ 1-10 ИЗ 12 ССЫЛОК

  СОРТИРОВАТЬ ПОRelevanceMost Influenced PapersRecency

  Синхронизированная линейная генерация запускающего импульса на основе рампы-импульса Управление ON / OFF для твердотельных переключателей: Конденсатор Переключение приложений

  • K. Subramanian

  • Engineering

  • 2012

  — В этом документе описывается недавно разработанная схема запуска, которая использовалась для включения и выключения полупроводниковых переключателей, таких как симисторные переключаемые конденсаторы. Линейный пилообразный сигнал, основанный на…

  Проектирование и внедрение цепи зажигания для однофазного преобразователя

  • Тиртарадж Сен, П. Бхаттачарджи

  • Информатика, инженерия

  • 2011

  В этой статье изготавливается аппаратная схема, реализующая метод косинусного управления, тестируется схема, а также проверяется синхронизация требуемых импульсов затвора тиристоров.

  Методы синхронизации цепи запуска тиристоров в конденсаторах с тиристорным управлением

  Конденсаторы с тиристорным управлением (TCSC) являются распространенными цепями в статическом управлении реактивной мощностью, FACTS и некоторых системах ветрогенераторов. Тиристоры TCSC отпираются импульсами затвора, которые генерируются…

  Универсальная и оптимизированная встроенная система управления углом открытия тиристоров с двусторонней изоляцией

  Метод, предложенный в данной статье, носит универсальный характер и улучшает конструкцию за счет применения двусторонней изоляции и удаления импульсного трансформатора, что не только дорогой, но также обеспечивает средства магнитной связи, которые могут быть вредными для схемы контроллера.

  Цепь зажигания для преобразователей, используемых в приводах

  • Abdul Basit Shaikh, P.K. Soori, Omkar Murthy

  • Инженерия, информатика

    2013 7-я Международная конференция IEEE по энергетике и оптимизации (PEOCO)

  • 2013

  Цели этой конструкции включают точное управление углом включения, обеспечение обратной связи для управления двигателем приложения и достижение импульса заданного характера.

  Усовершенствованный косинусный контроллер для SCR-преобразователей

  Представлен улучшенный косинусный контроллер для силовых преобразователей с кремниевым выпрямителем (SCR), а замена моностабильных вентилей И в контроллере устраняет ложные включения из-за дребезга внутри аналоговых компараторов.

  Базовая электроника: учебное пособие

  • Paul B. Zbar, A. Malvino, Michael A. Miller

  • Физика, инженерия

  • 1958

  Введение в измерение сопротивления Цветовой код измерения сопротивления и его эксперименты проводников и изоляторов напряжения Переключатели и схемы переключения Измерение постоянного тока Закон Ома…

  Современная силовая электроника

  Приводы с регулируемой скоростью Курс самообучения Уэйна Л. Стеббинса, опубликовано IEEE, Пискатауэй, Нью-Джерси. Высокий спрос на системы привода с регулируемой скоростью (ASD) в коммунальном, промышленном и коммерческом секторах…

  Элементы силовой электроники

  • П. Керин

  • Машиностроение

  • 1997

  Основываясь на традициях своего классического первого издания, долгожданное второе издание «Элементов силовой электроники» обеспечивает всестороннее освещение предметов. на уровне, подходящем для…

  Силовая электроника

  «Усовершенствованная встречная испытательная схема для высоковольтного постоянного тока»

  Изобретение относится к усовершенствованной встречно-параллельной испытательной схеме для высоковольтного постоянного тока (HVDC) тиристорного вентиля используется в системе передачи.
  Тиристорный клапан постоянного тока HVDC состоит из ряда тиристоров высокого напряжения и большой мощности, соединенных последовательно. Большинство клапанов, работающих сегодня, имеют воздушную изоляцию, оптоволоконный привод и водяное охлаждение. Тиристорный клапан испытывает сложные нагрузки по напряжению и току в нормальных и нештатных режимах работы. Мы ссылаемся на публикацию — отчет CIGRE WG 14. 01 «Напряжения напряжения и тока на клапанах HVDC», Electra № 125, июль 1989 г., стр. 57-88. Стандарты IEC-700 «Испытания полупроводниковых клапанов для передачи энергии постоянного тока высокого напряжения» и IEEE-857, «Руководство IEEE по процедурам испытаний тиристорных клапанов постоянного тока высокого напряжения» касаются типовых испытаний и испытаний производственных образцов, которые должны выполняться на тиристорных клапанах высокого напряжения постоянного тока. Экономика создает проблемы при поиске подходящих испытательных схем для эксплуатационных типовых испытаний.
  Тиристорный клапан является ключевым компонентом системы передачи HVDC. Подходящие испытательные установки высокого напряжения и мощности, необходимые для тиристорных вентилей, создают экономические проблемы. Промежуточная испытательная схема с функцией клапана понижения шкалы принята как наиболее подходящая испытательная схема для проведения эксплуатационных испытаний тиристорных модулей.
  Защитные функции, предусмотренные в современной конструкции клапана, включают следующее:

  (а) Перенапряжение
  (b) Чрезмерная скорость нарастания напряжения при нормальной блокировке, а также при восстановлении
  период.
  В некоторых конструкциях клапанов эти защиты предусмотрены в тиристорной электронике, которая находится на уровне потенциала тиристора, а в некоторых конструкциях она предусмотрена в управлении клапаном, который находится на потенциале земли. В первом случае принудительно срабатывает отдельный тиристор в случае возникновения на нем перенапряжения, а в последнем случае принудительно срабатывает общий клапан в случае перенапряжения на одном или нескольких уровнях тиристора.
  Индивидуальная тиристорная защита является более эффективной, поскольку она покрывает состояние перенапряжения, возникающее из-за отказа системы запуска. Чтобы иметь более высокую доступность клапана, конструкция клапана учитывает напряжения напряжения, возникающие на затронутом уровне тиристора из-за пропадания напряжения при срабатывании, а размеры компонентов уровня рассчитаны таким образом, чтобы работа могла продолжаться до следующего планового обслуживания.
  Наиболее приемлемой является встречно-параллельная шестиимпульсная мостовая схема.
  Имеются недостатки, связанные с настоящей системой встречно-параллельной шестиимпульсной мостовой схемы для испытания высоковольтного тиристорного вентиля постоянного тока.
  Основным недостатком является то, что функции клапана уменьшения масштаба используются в плече
  шесть импульсных мостов обратно-к

  схема обратного тестирования. Поскольку функция клапана использует уменьшенное количество уровней тиристоров, параметры тестовой схемы должны быть уменьшены пропорционально отношению количества устройств в тестовой схеме к фактическому количеству устройств в рабочем состоянии. Однако это масштабирование неприменимо, когда тиристорный уровень принудительно срабатывает местной защитой от перенапряжения.
  Таким образом, основная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного клапана HVDC, которая не требует большого количества тиристоров в функции клапана испытательной схемы, чтобы получить напряжения, близкие к условиям эксплуатации, и избегайте неэкономичных больших рейтинговых испытательных станций.
  Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную схему параллельного тестирования для тиристорного клапана постоянного тока высокого напряжения, в которой используется генератор импульсов для имитации требуемых напряжений, а схему генератора импульсов легко и дешево собрать.
  Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного клапана постоянного тока высокого напряжения, которая является простой и не требует изменения параметров схемы обычной схемы.
  Еще одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить усовершенствованную встречно-параллельную испытательную схему для тиристорного клапана высокого напряжения постоянного тока, в которой параметры генератора могут быть отрегулированы в соответствии с требуемой формой импульсной волны, и та же самая схема генератора импульсов может использоваться с подходящим компонентом схемы. параметры, для проведения коммутационного импульсного теста в период восстановления.

  В соответствии с этим изобретением предложена усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема для тиристорного вентиля высокого напряжения постоянного тока (HVDC), содержащая шестиимпульсную встречно-параллельную испытательную схему, имеющую шеститиристорный вентиль уровня, соединенный с трансформатором преобразователя. получающий питание от генератора указанный клапан соединен с блоком питания на короткое замыкание через два параллельных сглаживающих реактора указанный клапан для испытаний на короткое замыкание подключен к преобразовательному трансформатору получающему питание от указанного генератора через токоограничивающий реактор, отличающийся тем, что генератор импульсов включен для пропадания напряжения при срабатывании до уровня, близкого к земле в одном из вентилей нижней коммутирующей группы, причем схема генератора импульсов содержит трансформатор, соединенный с диодом, тиристором и дросселем последовательно с конденсатором, параллельно включенным между диод и тиристор.
  Сущность изобретения, его цель и дополнительные преимущества, связанные с ним, будут очевидны из следующего описания, сделанного со ссылкой на неограничивающие примерные варианты осуществления изобретения, представленные на прилагаемых чертежах.
  На рис. 1 показана шестиимпульсная встречно-параллельная испытательная схема в соответствии с предшествующим уровнем техники.
  На рис. 2а графически показано отключение напряжения при срабатывании в режиме выпрямителя. На рис. 2b графически показано срабатывание пробоя напряжения в инверторном режиме.
  На рис. 3а графически показан ток тиристора
  На рис. 3b графически показан демпфирующий ток
  На рис. 3c графически показано напряжение демпферного конденсатора.
  На рис. 3d графически показаны потери энергии в демпфере.
  На рис. 4 показана трехфазная мостовая тестовая схема.
  На рис. 5 графически показано моделирование VBO в
  обычная встречно-параллельная схема
  На рис. 6 показан модифицированный шестиимпульсный последовательный тест.
  схема согласно изобретению.
  На рис. 7 показаны детали схемы генератора импульсов
  по изобретению для использования при эксплуатационных испытаниях
  для имитации срабатывания VBO
  Краткое изложение настоящего изобретения
  В настоящее время проводятся эксплуатационные испытания на
  тиристорных модулей для проверки конструкции клапана относительно
  его производительность в нормальных условиях и при неисправностях. Следующее Испытания
  обычно проводятся в соответствии со стандартами IEC 700.
  и IEEE-857
  (i) Испытание на прогрев, периодическое возгорание и гашение и
  испытание на повышение температуры.
  (ii) Испытание на минимальное напряжение переменного тока
  (iii) Испытание прерывистым постоянным током
  (iv) Испытание на короткое замыкание с последующим блокирующим напряжением
  (v) Испытание на короткое замыкание без последующего блокирующего напряжения
  (vi) Испытание импульсным переключением в период восстановления.
  Мостовые схемы или синтетические тестовые схемы используются для выполнения вышеуказанных тестов. Мостовые схемы бывают двух типов. Одна схема состоит из двух шестиимпульсных мостов, соединенных через сглаживающий реактор, где один мост работает в выпрямительном, а другой в инверторном режиме.
  Используемая в настоящее время шестиимпульсная встречная схема (1) показана на рисунке 1. Схема включает источник питания от генератора переменного тока (3) с фильтром переменного тока (4), подключенным к земле (10) и подача питания на клапан (7) и клапан для проверки на короткое замыкание (8) через токоограничивающий реактор (5) и два преобразовательных трансформатора (6) для клапана (7) и клапана для проверки на короткое замыкание (8) соответственно. Два шестиимпульсных моста соединены через пару сглаживающих реакторов (9s и рис. 2(b) в инверторном режиме.
  На рисунках 3(a) и 3(b) показаны ток тиристора и демпфера соответственно в амперах в зависимости от времени (мкс).
  На рисунке (3c) показано напряжение демпфера-конденсатора в киловольтах в зависимости от времени (мкс), а на рисунке 3(d) показаны потери энергии демпфера в единицах энергии (Дж) в зависимости от времени (мкс). На рисунках с 3(а) по 3(d) представлены напряжения при срабатывании ВБО в рабочем состоянии.
  Таким образом, настоящая тестовая схема состоит из двух шестиимпульсных мостов, как показано на рис. 1. Другая схема, показанная на рис. 4, содержит только один шестиимпульсный мост, где одна коммутирующая группа работает в режиме выпрямителя, а другая — в режиме инвертора. Трехфазная мостовая испытательная схема, показанная на рисунке 4, содержит генератор (3) для питания, подключенный к преобразовательному трансформатору (6) через фильтр переменного тока (4) и токоограничивающий реактор (5). Трансформатор преобразователя (6) соединен с вентилем (7а) и вентилем для испытаний на короткое замыкание (8а) и сглаживающим реактором (9).) подключен через мост.
  Моделирование VBO в традиционной встречно-параллельной схеме графически показано на рис. 5, на котором показан уровень запуска VBO по напряжению (KV) в зависимости от времени (мс).
  Настоящее изобретение усовершенствованной встречно-параллельной испытательной схемы представлено на рисунках 6 и 7. Модифицированная шестиимпульсная встречно-параллельная испытательная схема содержит испытательную схему, показанную на рис. 1 предшествующего уровня техники. Улучшение заключается в добавлении генератора импульсов для запуска VBO (2). Деталь схемы генератора импульсов (2), используемой во время эксплуатационных испытаний для имитации запуска VBO, показана на рисунке 7.
  Схема генератора импульсов (2) содержит трансформатор (11), соединенный с диодом (12) и тиристором (13) последовательно с катушкой индуктивности (14) и конденсатором (15), соединенными параллельно между диодом (12) и тиристор (13). Три резистора (16) предусмотрены в схеме, как показано на рисунке. Параметры генератора импульсов изменяются в зависимости от импеданса клапана.
  Напряжения при срабатывании VBO в модифицированной встречно-параллельной испытательной схеме показаны на рисунках 8(a), 8(b) и 8(c) в графическом виде.
  Напряжение и ток тиристора показаны графически на рисунке 8(a) с напряжением в (кВ) и током в (кА) в зависимости от времени (Вт/с). Ток снаббера показан графически с током в амперах. в зависимости от времени в секундах, а потеря энергии демпфера показана как энергия в Джулс против времени invns.
  Подробное описание изобретения
  Предлагаемое изобретение относится к усовершенствованной схеме обратного тестирования, в которой используется генератор импульсов. Предлагаемая тестовая схема моделируется с использованием EMTP, и результаты сравниваются с результатами условий эксплуатации. Результаты показывают близкое согласие. Усовершенствованная тестовая схема проста в реализации и не требует изменения параметров испытательного объекта для имитации такого ненормального состояния.
  Тиристорный клапан включается, как только от управления клапаном поступают импульсы запуска на последовательно соединенные тиристоры. Сигналы запуска в виде света передаются по оптоволоконным кабелям от управления клапаном к цепи затвора тиристора. Световой сигнал преобразуется в электрический сигнал, и на соответствующий тиристор подается импульс затвора. Для тиристоров с прямым световым срабатыванием преобразование светового сигнала в электрический не требуется.
  Все последовательно соединенные тиристоры в одном вентиле не могут включаться одновременно из-за присущих им различий в характеристиках компонентов цепи затвора и времени задержки включения отдельных тиристоров. Уровень тиристора, который включается последним, будет испытывать дополнительные нагрузки по напряжению и току по сравнению со средним тиристором. Такие исследования включения выполнены в ссылке G.Karady, T. Gilsig. Расчет перенапряжений при включении в тиристорном клапане HVDC, «IEEE Trans.PAS-9».0, № 6, ноябрь/декабрь 1971 г., стр. 2802-2811. Однако эти нагрузки невелики, поскольку разброс времени включения тиристоров очень мал.
  Тиристорные клапаны современной конструкции, как правило, снабжены защитой от перенапряжения, dv/dt и рекуперации. Схема защиты от перенапряжения защищает клапан, когда тиристор не получает нормальный импульс затвора из-за отказа системы запуска. В таких условиях затронутый уровень тиристора будет подвергаться высокому напряжению. Поврежденный тиристор включается, как только напряжение уровня превышает заданный уровень VBO, установленный в электронике уровня.
  Для исследования включения VBO рассматривается 12-импульсная схема HVDC, состоящая из 96 тиристорных уровней на функцию клапана. Эти исследования проводятся как для выпрямителя, так и для инвертора. При нормальной работе среднее напряжение на уровне тиристора в момент включения меньше при работе с выпрямителем по сравнению с работой с инвертором. В силу этой причины
  Уровень VBO достигается быстрее при работе с инвертором, чем при работе с выпрямителем, как показано на рис. 2. Нагрузки во время срабатывания VBO на компоненты затронутого уровня показаны на рис-3 для работы с выпрямителем.
  Тестовая схема, состоящая из двух шестиимпульсных мостов, обычно используется и рассматривается в рамках настоящего изобретения. Однако усовершенствованная тестовая схема, предложенная в изобретении, в равной степени применима и для другой мостовой схемы, имеющей только один шестиимпульсный мост.
  Количество уровней тиристоров, учитываемых для одной функции вентиля в мостовой схеме, невелико из-за ограничений на номинальную мощность испытательного стенда, и, соответственно, коммутирующее напряжение, индуктивность и сглаживающее реактивное сопротивление уменьшены.
  Обычная схема параллельных испытаний, когда срабатывание VBO моделируется во время «периодического испытания на срабатывание и гашение» без надлежащего изменения параметров установки, будет создавать нагрузку при включении, сильно отличающуюся от условий эксплуатации. На затронутом уровне время, необходимое для достижения уровня VBO, намного больше, а напряжение dv/dt намного меньше. Это поясняется на рис. 5 с учетом 3 уровней тиристоров на функцию клапана по сравнению с 96 в рабочих условиях для работы выпрямителя. Это свидетельствует о том, что напряжения срабатывания ВБО не могут быть достигнуты при эксплуатационных испытаниях с использованием существующей мостовой схемы без внесения соответствующих модификаций. Это приводит к вопросу о поддержании адекватных уровней тиристоров для каждой функции клапана во время работы.

  тестирование. Требуется более 10 уровней тиристоров на функцию клапана или соответствующая модификация тестовой схемы для демонстрации срабатывания VBO. Если уровни тиристоров на функцию клапана меньше 10, необходимо провести дополнительное испытание для имитации срабатывания VBO.
  Усовершенствованная тестовая схема показана на рис. 6. Имитируется срабатывание VBO в ближнем к земле уровне в одной из функций вентиля (7) нижней коммутирующей группы, как показано на рис. 6. К этому уровню подключен генератор импульсов (2). Запуск VBO моделируется отключением оптического кабеля от исследуемой тиристорной ступени. В момент подачи команды срабатывания на исследуемую функцию клапана (7) также срабатывает генератор импульсов (2). На рис. 7 показано устройство схемы генератора импульсов (2). На рис. 8 (а, б и в) показаны нагрузки напряжения и тока по уровню срабатывания VBO с усовершенствованной мостовой схемой. Они сравниваются с напряжениями, оцененными во время всего вентильного и мостового контура до модификации в Таблице 1.
  Усовершенствованная тестовая схема, предложенная в настоящем изобретении, проста и не требует изменения параметров схемы обычной тестовой схемы. Требуемые напряжения VBO моделируются с добавлением небольшого генератора импульсов. Схема не требует большого количества тиристоров.
  уровней, которые позволяют избежать нерентабельной тестовой станции с большим рейтингом.

  Легко и дешево собрать схему генератора импульсов. Параметры генератора можно отрегулировать в соответствии с требуемой формой волны импульса. Та же схема генератора импульсов может быть использована с подходящими параметрами компонентов схемы для проведения проверки коммутационного импульса в период восстановления.
  ТАБЛИЦА-I
  СРАВНЕНИЕ НАПРЯЖЕНИЙ ПРИ ГОРЕЛКЕ VBO
  (Таблица удалена)

  Изобретение, описанное выше, относится к неограничивающим вариантам осуществления и определяется прилагаемой формулой изобретения.

  МЫ ЗАЯВЛЯЕМ:
  1. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема для постоянного тока высокого напряжения (HVDC).
  тиристорный клапан, содержащий шестиимпульсную встречно-параллельную испытательную схему (1), имеющую шесть
  тиристорный клапан уровня (7), подключенный к трансформатору преобразователя (6), получающему питание
  от генератора (3) указанный клапан (7) соединен с клапаном (8) на короткое замыкание
  через два параллельных сглаживающих реактора (9) указанный клапан (8) для испытания на короткое замыкание
  , подключенный к преобразовательному трансформатору (6), получающему питание от упомянутого генератора (3)
  через токоограничивающий реактор (5), отличающийся тем, что генератор импульсов (2)
  подключается для срабатывания обрыва напряжения до уровня, близкого к земле через один
  клапана (7) нижней коммутационной группы цепи указанного генератора импульсов (2)
  содержит трансформатор (11), соединенный с диодом (12), тиристор (13) и Катушка индуктивности (14)
  последовательно с конденсатором (15), параллельно включенным между указанными Диод
  (12) и тиристор (13).
  2. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, отличающаяся тем, что количество
  тиристоров на клапан (7, 8) по три.
  3. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, в которой напряжение
  на клапане (7, 8) составляет 10,4 кВ и соответствующий угол управления составляет 15 и
  напряжение зажигания 2,7 кВ с превышением уровня напряжения 6,5 кВ.
  4. Усовершенствованная тестовая схема по п.3, отличающаяся тем, что время до
  достигает указанного уровня VBO 160 мкс, близкого к значению условия обслуживания 90 мкс.
  5. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, в которой генератор
  (3) подключен к земле (10) через фильтр переменного тока (4), имеющий конденсатор и Резистор
  .

  6. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по п.1, отличающаяся тем, что резистор (16)
  последовательно соединены до и после указанного диода (12), указанного тиристора (13)
  и упомянутой катушки индуктивности (14) последовательно.
  7. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема по любому из предшествующих пунктов.
  , в котором третий резистор (16) подключен параллельно диоду (12), тиристорному
  (13) и индуктор (14) схема.
  8. Усовершенствованная встречно-параллельная испытательная схема высоковольтного тиристорного вентиля постоянного тока.
  , как описано здесь и показано на прилагаемых чертежах.

  КОМПЛЕКСНАЯ СИСТЕМА ВОЗБУЖДЕНИЯ ГЕНЕРАТОРА ПЕРЕМЕННОГО ТОКА С ТИРИСТОРНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ

  ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

  Настоящее изобретение относится к тиристорной системе возбуждения генератора переменного тока, в которую подается ток возбуждения через выпрямляющее устройство с тиристорами. Более конкретно, изобретение относится к тиристорной системе возбуждения так называемого генератора переменного тока составного типа, в которой векторная сумма напряжения пропорциональна напряжению на клеммах генератора, а напряжение пропорциональна току нагрузки генератора. генератор подготовлен как источник питания возбуждения.

  Общеизвестными системами возбуждения генераторов переменного тока составного типа являются система с результирующим источником тока и система с результирующим источником напряжения. В первой системе составляющая, пропорциональная напряжению на клемме, получается из реактора, подключенного к клемме, а составляющая, пропорциональная току нагрузки, получается от трансформатора тока, и компоненты комбинируются. В последней системе источника результирующего напряжения составляющая, пропорциональная напряжению на клеммах, поступает от трансформатора, а составляющая, пропорциональная току нагрузки, получается от трансформатора утечки, трансформатора тока с зазором или устройства. состоящий из обычного трансформатора тока и реактора. Для подачи требуемого тока возбуждения на обмотку возбуждения генератора от полученного результирующего тока или напряжения обычно изменяют полное сопротивление шунтирующей цепи, включенной параллельно обмотке возбуждения, в системе источника результирующего тока, в то время как в В результирующей системе источника напряжения сопротивление элемента, включенного последовательно с обмоткой возбуждения, изменяется.

  Традиционно функцию этих элементов с переменным сопротивлением выполняли реакторы насыщения, магнитные усилители, силовые транзисторы или тиристоры. Для управления этими элементами с переменным сопротивлением, за исключением тиристоров, к ним подводится аналоговая электрическая величина постоянного тока либо непосредственно, либо после усиления. В этом случае нет необходимости учитывать фазу результирующего тока или результирующего напряжения, чтобы можно было использовать упрощенное устройство управления, но оно становится системой возбуждения с медленным откликом. С другой стороны, когда используются тиристоры, импульсы зажигания должны подаваться на тиристоры в соответствии с фазой регулируемого тока или напряжения. Для этого для каждой фазы необходимо определить момент, соответствующий нулевому углу зажигания.

  Для определения фазы контролируемого тока или напряжения предпочтительно подавать указанный ток или напряжение в соответствующий генератор синхронизирующих сигналов, но такой ток или напряжение следует выпрямлять с помощью выпрямителя или выпрямителя устройство в предыдущей ступени обмотки возбуждения, так что ток каждой фазы содержит большое количество гармоник из-за выпрямления. Таким образом, было невозможно использовать такой ток или напряжение в качестве синхронизирующего сигнала как такового. Поэтому в прошлом на стороне переменного тока выпрямителя и т. д. устанавливался фильтр, такой как конденсатор большой емкости, для преобразования формы волны тока или напряжения в синусоидальную волну, таким образом, чтобы использовать упомянутые модифицированные ток или напряжение в качестве синхронизирующего сигнала. Однако эта система имеет недостаток, заключающийся в стоимости, связанной с необходимостью использования конденсаторов.

  Таким образом, применение тиристоров для управления результирующим током или напряжением считается нецелесообразным. Даже когда они фактически используются, только напряжение на клеммах генератора выпрямляется с помощью выпрямительного устройства, включающего тиристоры, и затем регулируется, или даже когда ток нагрузки генератора используется для возбуждения помимо напряжения на клеммах, ток нагрузки, полученный из к обмотке возбуждения прикладывают трансформатор тока после ее выпрямления с помощью набора выпрямителей, а также непосредственно или через трансформатор подают напряжение на клеммах, которое выпрямляют с помощью выпрямительного устройства, включающего тиристоры, а затем регулируют и подают на обмотки возбуждения параллельно. Однако в первом методе, поскольку подается только напряжение на клеммах, его всегда следует использовать при большом угле зажигания, чтобы обеспечить быструю реакцию, так что ток возбуждения сопровождает относительно большие пульсации, а также должен быть предусмотрен фильтр в цепи. цепи обмотки возбуждения, но это нежелательно вызывает запаздывание срабатывания.

  В последнем методе, в котором два тока комбинируются параллельно, хотя ток возбуждения из-за выпрямленного и регулируемого напряжения на клеммах может обычно служить для желаемого управления, ток нагрузки от трансформатора тока играет основную роль, когда большие колебания происходит нагрузка. В этом случае большое напряжение трансформатора тока подается как обратное напряжение на тиристоры и тем самым оказывает на них нежелательное воздействие.

  СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

  Таким образом, целью настоящего изобретения является выполнение управления напряжением, регулированием реактивной мощности или регулированием коэффициента мощности генератора переменного тока путем выпрямления через выпрямительное устройство с тиристорами источника напряжения возбуждения, полученного путем векторного комбинирования напряжения, находящегося в пропорциональна напряжению на клеммах, при этом напряжение пропорционально току нагрузки, при этом элемент обнаружения предусмотрен для получения синхронизирующего сигнала, имеющего синусоидальную волну без искажений и ту же фазу, что и напряжение возбуждения, для подачи импульсов зажигания на тиристоры выпрямительное устройство с правильной разностью фаз и для осуществления желаемого управления током возбуждения.

  В соответствии с настоящим изобретением для достижения вышеуказанных целей тиристорная система возбуждения генератора переменного тока содержит первое средство для получения напряжения, пропорционального напряжению на клеммах генератора переменного тока, второе средство для получение второго напряжения, пропорционального току нагрузки генератора, средство для получения первого суммарного напряжения путем векторного объединения первого напряжения и второго напряжения, выпрямительное устройство с тиристорами для выпрямления и регулирования указанного суммарного напряжения для подачи поля ток на обмотку возбуждения генератора или возбудителя, регулятор, создающий контрольное отклонение между электрическим выходом генератора, таким как напряжение на клеммах, реактивная мощность или коэффициент мощности генератора, и эталонным значением электрического выхода, третье средство для получения третьего напряжения, пропорционального первому напряжению, четвертое средство для получения четвертого напряжения, пропорционального n ко второму напряжению, средство для получения второго суммарного напряжения той же фазы, что и первое суммарное напряжение, путем объединения третьего напряжения и четвертого напряжения, и регулятор импульса зажигания, имеющий на входе управляющее отклонение, снабженное вторым напряжением в качестве синхронизирующего сигнала и подачи фазорегулируемых импульсов зажигания на тиристоры выпрямительного устройства.

  Хотя может быть очевидным, что силовые трансформаторы или измерительные трансформаторы используются для упомянутых первого и третьего средств, приспособленных для получения напряжений, пропорциональных напряжению на клеммах, второе и четвертое средства, приспособленные для получения напряжений, пропорциональных току нагрузки, являются производными с помощью трансформаторов тока с зазором, трансформаторов утечки или устройств, состоящих из обычного трансформатора тока и реактора. В этом случае напряжение пропорционально току нагрузки и опережает по фазе на 90° достигается во вторичной обмотке каждого трансформатора тока.

  Первое суммарное напряжение подает ток возбуждения в обмотку возбуждения через выпрямляющее устройство с тиристорами, при этом гармоники вследствие выпрямления содержатся в токе возбуждения на стороне переменного тока. А трансформаторы и трансформаторы тока с зазором в качестве источника питания возбуждения имеют относительно большой внутренний импеданс, так что суммарное напряжение также содержит гармоники. Однако в данном изобретении второе суммарное напряжение получается с помощью отдельно предусмотренных средств, так что, хотя генератор синхронизирующих сигналов, снабженный этим суммарным напряжением, содержит средства для протекания тока небольших искажений, каждый момент, соответствующий нулевому углу зажигания, может быть обнаруживается без проблем.

  Выпрямительное устройство с тиристорами может представлять собой, например, трехфазный мост, состоящий только из шести тиристоров, или трехфазный мост, состоящий из трех диодов и трех тиристоров. Кроме того, тиристорная система возбуждения по данному изобретению может использоваться непосредственно для обмотки возбуждения генератора переменного тока, а также может возбуждать обмотку возбуждения статора возбудителя переменного тока так называемого бесщеточного генератора переменного тока, в котором возбуждение осуществляется через обмотку возбуждения возбудителя и особенно через выпрямитель, установленный на валу ротора.

  КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

  РИС. 1а представляет собой однолинейную схему, представляющую основную цепь тиристорной системы возбуждения, не соответствующей настоящему изобретению;

  РИС. 1b показана модификация части фиг. 1а;

  РИС. 2 представляет собой векторную диаграмму напряжения, показывающую рабочие характеристики системы по фиг. 1а;

  РИС. 3 представляет собой однолинейную схему тиристорной системы возбуждения генератора переменного тока по данному изобретению;

  РИС. 4 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую пример генератора синхронизирующих сигналов;

  РИС. 5 представляет собой принципиальную схему, иллюстрирующую пример генератора импульсов зажигания;

  РИС. 6 показаны формы сигналов напряжения различных частей относительно оси времени, построенные для представления характеристик генератора синхронизирующих сигналов по фиг. 4, и регулятор импульса зажигания по фиг. 5; и,

  РИС. 7 представляет собой однолинейную схему тиристорной системы возбуждения бесщеточного генератора переменного тока согласно настоящему изобретению.

  ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

  На фиг. 1а ссылочной позицией 1 обозначен генератор переменного тока, снабженный обмоткой возбуждения 1а. Обмотка 1а возбуждения подключена к выходной клемме постоянного тока выпрямительного устройства 2, содержащего три диода 2а и три тиристора 2b, и на нее подается выпрямленный и регулируемый ток возбуждения I _f . Цифра 2c представляет собой безынерционный диод для коммутации. Регулятор 3 импульсов зажигания, включающий в себя генератор синхронизирующих сигналов, который еще предстоит описать, предназначен для подачи импульсов зажигания на тиристоры 2b выпрямительного устройства 2, и, таким образом, тиристоры 2b обеспечивают импульсы зажигания с регулируемой фазой, имеющие разность фаз 120°. . Регулятор 4 напряжения предусмотрен в предшествующей ступени регулятора 3 импульса зажигания, указанный регулятор 4 напряжения получает отклонение напряжения ΔV, генерируемое компаратором 5 напряжения, и подает усиленное управляющее отклонение ΔV на регулятор 3.

  Ссылочная позиция 6 обозначает измерительный трансформатор, приспособленный для определения напряжения на клеммах генератора 1, а 7 представляет собой измерительный трансформатор тока обычного типа для компенсации заданного напряжения для реактивного тока. Для подачи желаемого суммарного напряжения на сторону переменного тока выпрямительного устройства 2 предусмотрены трансформатор 8 и трансформатор 9 тока с функцией преобразования тока в напряжение, например, трансформатор тока с зазором, вторичные обмотки которого соединены последовательно для создания суммарного напряжения в точке A. В этом случае вместо трансформатора тока с зазором или трансформатора утечки 9, можно использовать устройство, сочетающее в себе обычный трансформатор тока 19 и реактор 19а, соединенные параллельно с его вторичной обмоткой, как показано на фиг. 1б. Буква В обозначает энергосистему, к которой подключен генератор 1. Синхронизирующий сигнал для управления импульсами зажигания тиристоров 2б по проводу 3а поступает на регулятор.

  На РИС. 2 вектор V _T представляет собой напряжение, которое пропорционально напряжению на клеммах генератора 1 и получено от трансформатора 8, а вектор тока нагрузки I задержан на угол δ. Напряжение В _CT , пропорциональный величине тока нагрузки и полученный от трансформатора тока 9, опережает по фазе на 90° по отношению к току нагрузки I. Векторное суммарное напряжение этих двух напряжений равно V _E . Это напряжение подается на клемму переменного тока выпрямительного устройства 2, и ток I _f , величина которого зависит от угла зажигания тиристоров 2b и импеданса обмотки возбуждения 1а, протекает через обмотку возбуждения 1а. Абсолютное значение комбинированного напряжения В _E почти пропорциональна току возбуждения, необходимому в соответствии с условиями нагрузки в каждый момент времени генератора, так что угол зажигания тиристоров 2b стационарно почти постоянен. Однако, когда нагрузка колеблется, напряжение, подаваемое на обмотку возбуждения, должно быть резко повышено, так что предпочтительно должен быть подготовлен запас примерно в два раза от нормального угла зажигания.

  В прежней тиристорной системе возбуждения, как показано на фиг. 1а, форма синхросигнала меняется соответственно углам зажигания тиристоров 2б, так как он проходит по проводу 3а от источника возбуждения, выпрямляемого тиристорами 2б, и поэтому не всегда удается установить правильную нулевую точку для импульсов зажигания. полученный. Согласно изобретению измерительный трансформатор 10 для получения напряжения, пропорционального напряжению на клеммах генератора 1, и трансформатор 11 тока, преобразующий ток в напряжение, такой как трансформатор тока с зазором, для получения напряжения, пропорционального к току нагрузки генератора 1 обеспечены, как показано на фиг. 3, чтобы получить импульсы зажигания с разницей фаз точно в 120° и с углом зажигания, всегда соответствующим определенному отклонению управления в трех тиристорах 2b. Соответствующие части обозначены теми же цифрами, что и на фиг. 1а.

  На чертеже трансформатор 10 подключен к клеммам вторичной обмотки измерительного трансформатора 6. Трансформатор тока 11 вставлен во вторичную цепь измерительного трансформатора тока 7, но может быть подключен непосредственно к клемме генератора 1. Вторичные обмотки этих трансформатора 10 и трансформатора тока 11 соединены последовательно и выведены на встроенный в регулятор 3 генератор синхросигналов.0292 E в точке A.

  Система возбуждения на фиг. 3 работает следующим образом: в компараторе напряжения 5 фактическое напряжение, определяемое через измерительный трансформатор 6, компенсируется составляющей тока, определяемой через трансформатор тока 7, для стабилизации управления напряжением для реактивной мощности генератора 1, и компенсированное фактическое напряжение равно по сравнению с установленным в нем напряжением, чтобы составить отклонение напряжения ΔV. Отклонение ΔV усиливается через усилитель 4 и подается на регуляторы импульсов зажигания 3 для управления фазой повторяющихся на 120° импульсов зажигания. Импульсы зажигания подаются на затворы тиристоров 2б для регулирования величины напряжения возбуждения на обмотке возбуждения 1а таким образом, чтобы напряжение на выводах генератора 1 соответствовало заданному напряжению, выдаваемому в компараторе 5.

  Далее приводится описание регулятора 3 фазы импульса зажигания, который содержит генератор 31 сигнала синхронизации, показанный на фиг. 4, и три генератора импульсов зажигания 32, один из которых показан для импульсов U-фазы на фиг. 5. Полученное через трансформаторы 10 и 11 результирующее напряжение V _S подается на выводы U, V и W генератора синхронизирующих сигналов 31, состоящего в основном из входного трансформатора TR, селективных диодов D ₁ , D ₂ , и Д ₃ , и переключающие транзисторы Т ₁ , Т ₂ , и Т ₃ . Трансформатор TR снабжен первичными обмотками от P ₁ до P ₃ и вторичными обмотками от S ₁ до S ₃ , которые соединены звездой. Общий резистор R _или для защиты от короткого замыкания включен между выводами вторичной обмотки и ее нейтралью через диод Д ₁ или Д ₃ . Далее выводы вторичной обмотки через базовые резисторы R ₁₂ , R ₂₂ и R ₃₁ соответственно подключены к базам транзистора Т ₁ или Т ₃ , при этом эти базы соответственно вдавлены положительное напряжение +15 В, например, через резисторы R ₁₁ , R ₂₁ и R ₃₁ . Эти транзисторы относятся к типу PNP, эмиттеры которых заземлены по нулевому напряжению. Помимо клеммы положительного напряжения (+15 В), подготовлена ​​клемма отрицательного напряжения (-15 В); а между ними включены три цепи деления напряжения, содержащие резисторы R ₁₃ , Р ₁₄ , Р ₁₅ ; R ₂₃ , R ₂₄ , R ₂₅ ; и R ₃₃ , R ₃₄ , R ₃₅ . Точки соединения резисторов R ₁₄ и R ₁₅ , R ₂₄ и R ₂₅ , R ₃₄ и R ₃₅ соответственно подключены к коллекторам транзисторов, а точки соединения между ними резисторы R ₁₃ и R ₁₄ , R ₂₃ и R ₂₄ и R ₃₃ и R ₃₄ образуют выходные клеммы U, V и W.

  На РИС. 6 форма волны (а) представляет результирующие напряжения V _E , полученные в точке суммы А на фиг. 3 и представляет собой трехфазное напряжение U ₁ , V ₁ и W ₁ . Как описано выше, гармоники (не показаны) из-за выпрямления содержатся в результирующих напряжениях, так что определение момента, когда угол зажигания равен нулю, затруднен. Форма волны (b) обозначает результирующие напряжения V _S для синхронизации, полученной от трансформатора 10 и трансформатора тока 11, и, по крайней мере, фазные напряжения U, V и W находятся в той же фазе, что и фазные напряжения формы сигнала (а).

  Когда эти результирующие напряжения U, V и W для синхронизации подаются на первичную обмотку трансформатора TR, его вторичные обмотки генерируют такие же трехфазные напряжения. Поскольку диоды с D ₁ по D ₃ составляют трехфазный однополупериодный выпрямитель, токи протекают через указанные диоды при электрическом угле 120°. Этот период соответствует случаю, когда одно из фазных напряжений в форме сигнала (b) больше, чем другие фазные напряжения. Когда ток течет через диод D ₁ напряжением фазы W вывод вторичной обмотки S ₁ поддерживается нулевым потенциалом и на базу транзистора Т ₁ подается положительное напряжение через резисторы R ₁₁ и R ₁₂ , например, с положительным напряжением +15 В. При этом транзистор Т ₁ выключен, а определенное отрицательное напряжение определяется резисторами делителя напряжения R ₁₃ , R ₁₄ и R ₁₅ производится на выходной клемме U упомянутого транзистора T ₁ . Это состояние представлено периодом t ₂ сигнала (с), в то время как этот сигнал (с) представляет собой выходное напряжение выходной клеммы u. В течение периода, когда через диод D ₁ не протекает ток, то есть в течение оставшихся 240°, напряжение фазы W, генерируемое во вторичной обмотке S ₁ , меньше, чем падение напряжения, вызванное в резистор R _или . А между эмиттером и базой транзистора Т 9 протекает ток переключения.0292 1 за счет дифференциального напряжения между ними, в результате чего этот транзистор находится в проводящем состоянии. Таким образом, коллектор транзистора Т ₁ имеет нулевой потенциал, а потенциал выходного вывода U смещен в сторону положительного напряжения, определяемого резисторами делителя напряжения R ₁₃ и R ₁₄ . Это соответствует периоду t ₁ на осциллограмме (с). Аналогичным образом прямоугольные импульсы, которые идентичны, но сдвинуты по фазе на 120°, генерируются на других выходных зажимах V и W, служащие синхронизирующим сигналом для генератора импульсов зажигания в последующем каскаде.

  Однофазный генератор импульсов зажигания показан на фиг. 5. Этот генератор 32 предназначен только для фазы U, но генераторы импульсов зажигания для других фаз V и W при этом такие же, что и не показано на чертеже. Генератор 32 снабжен транзисторами с Т ₄ по Т ₁₀ и питается прямоугольным сигналом, показанным на фиг. 6 (c) к его входному разъему. Поскольку синхронизирующий сигнал имеет отрицательное напряжение в период t ₂ , транзистор T ₄ является токопроводящим, а последовательная цепь, состоящая из конденсатора C ₁ и резистора R ₄₂ , закорочена. В этом случае номиналы резисторов выбираются таким образом, чтобы эмиттерные потенциалы транзисторов Т ₄ и (г). 5 имеют как нулевой потенциал, так и коэффициент усиления тока транзистора T ₅ чрезвычайно повышен. Форма сигнала эмиттерного напряжения транзистора T ₆ показана на фиг. 6 (г), показывающий нулевое напряжение в период Т ₂ . В этом состоянии конденсатор С ₁ не заряжен. При появлении на выводе положительного напряжения, соответствующего периоду t ₁ синхронизирующего сигнала, через транзистор Т ₄ не протекает никакой ток, а конденсатор С ₁ заряжается по параллельной цепи, состоящей из резисторов R ₄₂ , R ₄₃ и транзистор Т ₆ , и резистор R ₄₁ . Конденсатор С ₁ заряжается определенным током от работы транзисторов Т ₅ и T ₆ , а эмиттерный потенциал транзистора R ₄ при этом поддерживается почти нулевым. Таким образом, потенциал в точке соединения между конденсатором C ₁ и резистором R ₂ падает прямолинейно, рисуя форму волны напряжения, как показано на фиг. 6 (г). При этом на базе транзистора Т ₆ формируется отрицательное напряжение в виде пилы и подается на базу транзистора Т ₇ через конденсатор С ₂ и резистор R ₄₆ . С другой стороны, на этой вазе запечатлен выходной сигнал регулятора напряжения 4 на фиг. 3, то есть контрольное отклонение ΔV, от вывода С через резистор R ₄₇ . Одновременно к нему от вывода D через резистор 48 прикладывается положительное напряжение смещения для определения основного угла зажигания. Полное суммарное напряжение представлено E _c на фиг. 6 (г), как отрицательное напряжение для сравнения. При этом абсолютное значение напряжения E _c больше, чем напряжение пилообразной формы, дифференциальное напряжение между ними положительное, ток течет к диоду D ₄ , а не к транзистору T ₇ . Этот период бездействия обозначается t ₃ . В этом состоянии потенциал коллектора транзистора Т ₇ отрицателен, на рисунке -15 В. В период t ₄ , когда абсолютная величина пилообразного напряжения превышает абсолютную величину напряжения E _c , дифференциальное напряжение между ними служит для протекания тока к транзистору T ₇ , потенциал коллектора которого такой же, как потенциал эмиттера, например, нулевой. Изменение потенциала коллектора транзистора T ₇ представлено на фиг. 6 (е).

  В период t ₃ , с другой стороны, ток протекает через транзистор T ₈ , базовый потенциал которого поддерживается на определенном значении, определяемом номиналом резистора R ₅₀ и сопротивления между эмиттером и его базой. Потенциал показывает положительное значение, как показано на фиг. 6 (г). Соответственно, конденсатор C ₃ заряжается в полярности, показанной на рисунке, в период t ₃ , но в период t ₄ указанный конденсатор разряжает свое заряженное электричество через резисторы R ₅₀ и R ₄₉ . , в результате чего на обоих концах резистора R 9 возникает падение напряжения из-за разрядного тока.0292 50 . Это напряжение приводит к обесточиванию транзистора T ₈ , при этом период обесточивания представлен t ₅ В. Таким образом, в периоды, отличные от периода t ₅ , через транзистор T ₈ протекает ток, потенциал его коллектора равен +5V2 на чертеже. А в период t ₅ бестокового протекания этому коллекторному потенциалу соответствует деленное напряжение, определяемое по номиналу резистора R ₅₁ и значения сопротивления базы эмиттера транзисторов T ₉ и T ₁₀ , причем указанный потенциал в этом случае слегка отрицательный, в результате чего транзисторы T ₉ и T ₁₀ становятся проводящими, что приводит к нулевому потенциалу выходной терминал P _u . С другой стороны, поскольку потенциалы баз транзисторов Т ₉ и Т ₁₀ равны +5 В в периоды, отличные от периода t ₅ , эти транзисторы не являются проводящими, и, в этом состояние, потенциал клеммы P _u изменяется на относительно большой отрицательный потенциал, например -40 В, с помощью внешней цепи (не показана). Форма выходного сигнала выходного терминала P _u показана на фиг. 6 (ч). И электрический угол α1 между моментом, когда угол зажигания α равен нулю, и моментом, когда импульс возрастает пропорционально величине управляющего напряжения E _c , подаваемого с клемм C и D генератора 32 импульсов зажигания. отклонение управления Δv увеличивается в положительную сторону, соответственно увеличивается угол зажигания α. В этом случае уменьшается ширина протекания тока тиристора 2b выпрямительного устройства 2, что ослабляет ток возбуждения. Это имеет место в случае, если напряжение на клеммах генератора 1 превышает заданное значение. Если напряжение на клеммах равно заданному значению, управляющее напряжение Е _c определяется только напряжением смещения от клеммы D, при этом угол зажигания α в данном случае означает рабочую точку в течение почти стационарного периода работы и выбирается, например, на 90°. С другой стороны, если управляющее отклонение Δv увеличивается в отрицательном направлении, управляющее напряжение E _c уменьшается, в результате чего угол зажигания α также уменьшается, что увеличивает ток возбуждения, а также напряжение на клеммах генератор.

  Таким образом, настоящее изобретение позволяет осуществлять желаемое управление возбуждением с помощью процессов, в которых векторная сумма напряжения пропорциональна напряжению на клеммах генератора и напряжения пропорциональна току нагрузки генератора. используется в качестве источника питания возбуждения генератора, и это векторное суммарное напряжение выпрямляется и идеально регулируется с помощью выпрямительного устройства с тиристорами.

  В предшествующем варианте осуществления изобретения тиристорная система возбуждения была описана в отношении управления напряжением, но нет необходимости говорить, что система изобретения применима в случаях управления реактивной мощностью и управления коэффициентом мощности. Также возможно, что обмотка возбуждения возбудителя возбуждается заявляемой тиристорной системой возбуждения вместо прямого возбуждения обмотки возбуждения генератора переменного тока. То есть со ссылкой на фиг. 7, обмотка возбуждения 1а генератора 1 подключена к выходной клемме постоянного тока выпрямителя 22, состоящей из шести диодов, а клемма переменного тока выпрямителя подключена к вращающейся якорной обмотке 21b возбудителя 21.