SU1607060A1

SU1607060A1 - Device for controlling single-phase bridge rectifier

Info

Publication number: SU1607060A1
Application number: SU884478550A
Authority: SU
Inventors: Юрий Александрович Отрубянников
Original assignee: Научно-исследовательский институт интроскопии при Томском политехническом институте им.С.М.Кирова
Priority date: 1988-08-25
Filing date: 1988-08-25
Publication date: 1990-11-15

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл плавного вывода на рабочий режим потребителей электроэнергии с защитой от аварийных режимов. Целью изобретени вл етс повышение надежности путем предотвращени ударных нагрузок при включении и защиты выпр мител от перегрузок при наличии короткого замыкани . В устройстве плавный вывод на рабочий режим осуществл етс путем регулировани фазы угла управлени первым тиристором выпр мител 1 за счет цепи обратной св зи с нагрузкой 22, образованной управл ющей обмоткой 18 насыщающегос трансформатора 15, при этом разр д емкости 31 формировател управлени 13 тиристором 14 на каждом такте работы устройства позвол ет исключить ударные нагрузки при включении. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used to smoothly power consumers with emergency protection. The aim of the invention is to increase reliability by preventing shock loads when switching on and protecting the rectifier against overloads in the presence of a short circuit. In the device, a smooth output to the operating mode is accomplished by adjusting the phase of the control angle of the first thyristor of the rectifier 1 due to the feedback circuit with the load 22 formed by the control winding 18 of the saturable transformer 15, while the discharge of the capacitor 31 of the control formaker 13 of the thyristor 14 at each cycle of the device allows you to eliminate shock loads when turned on. 2 Il.

Description

Устройство дл управлени однофазным мостовым выпр мителем относитс к электротехнике и может быть использовано дл плавного вывода на рабочий режим потребителей электроэнергии с защитой от аварийных режимов.A device for controlling a single-phase bridge rectifier is electrical engineering and can be used to smoothly power consumers with emergency protection.

Целью изобретени вл етс повышение надежности путем предотвращени нагрузок при включении и защиты выпр мител от перегрузок при наличии короткого замыкани .The aim of the invention is to increase reliability by preventing loads when switching on and protecting the rectifier from overload in the presence of a short circuit.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напр жений, иллюстрирующие работу устройства.FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 - voltage diagrams illustrating the operation of the device.

Устройство дл управлени однофазным мостовым выпр мителем, состо щим из первого 1 и второго 2 тиристоров, составл ющих катодную группу вентилей, а также первого 3 и второго 4 диодов, составл ющих катодную группу вентилей, содеожит реле 5 с первой-четвертой группами 6-9 контактов , кажда из которых состоит из замыкающего , переключающего и размыкающего контактов. Обмотка реле 5 подключена через резистор 10 параллельно нагрузке выпр мител 11 с емкостным фильтром 12. Выход формировател 13 импульсов управлени через размыкающий и переключающий контакты первой группы контактов 6 подключен к управл ющему. переходу первого тиристора выпр мител 1. Параллельно входу формировател импульсов управлени включен в провод щем направлении тиристор 14. Насыщающийс трансформатор 15 состоит из первичной обмотки 16, вт.о- ричной обмотки 17, обмотки 18 управлени и обмотки 19 управлени тиристором, котора началом соединена с катодом тиристора 14, а концом с его управл ющим электродом . Первична обмотка 16 концом соединена с анодом тиристора 14, а началом с катодом стабилитрона 20 и через второй резистор 21 с катодом третьего диода 22, анод которого через переключающий и размыкающий контакт четвертой группы контактов 9 соединен с анодом первого тиристора выпр мител 1. Третий диод 23 соединен с анодом первого тиристора выпр мител 1, анод которого через п тый резистор 24 соединен с началом вторичной обмотки 17 насыщающегос трансформатора 15 Катод тиристора 14, конец вторичной обмотки 17, анод стабилитрона объединены и подсоединены к катоду второго тиристора выпр мител 2. Управл юща обмотка 18 соединена в последовательную цепь с размыкающим и переключающим контактом третьей группы 8 контактов, первым диодом 25 и третьим резистором 26, котора подключена параллельно нафузке, причем началоуправл юThe device for controlling a single-phase bridge rectifier consisting of the first 1 and second 2 thyristors, which constitute the cathode group of the valves, and the first 3 and second 4 diodes, which constitute the cathode group of the valves, contains relay 5 with the first to fourth groups 6-9 contacts, each of which consists of a closing, switching and disconnecting contacts. The winding of the relay 5 is connected via a resistor 10 parallel to the load of the rectifier 11 with a capacitive filter 12. The output of the driver 13 for the control pulses through the disconnecting and switching contacts of the first group of contacts 6 is connected to the control. the transition of the first thyristor rectifier 1. In parallel with the input of the control pulse driver, a thyristor 14 is connected in the conducting direction. Saturated transformer 15 consists of a primary winding 16, a secondary winding 17, a control winding 18, and a thyristor control winding 19, which is initially connected to the thyristor cathode 14, and the end with its control electrode. The primary winding 16 end is connected to the anode of the thyristor 14, and the beginning with the cathode of the Zener diode 20 and through the second resistor 21 to the cathode of the third diode 22, the anode of which through the switching and opening contact of the fourth group of contacts 9 is connected to the anode of the first thyristor of the rectifier 1. Third diode 23 connected to the anode of the first thyristor of the rectifier 1, the anode of which through the fifth resistor 24 is connected to the beginning of the secondary winding 17 of the saturating transformer 15 the cathode of the thyristor 14, the end of the secondary winding 17, the anode of the zener diode are connected and connected enes to the cathode of the second thyristor rectifier 2. The control winding 18 is connected in series circuit with a normally closed contact and a switching contact of the third group 8, the first diode 25 and the third resistor 26 which is connected in parallel nafuzke, wherein nachaloupravl w

щей обмотки 18 соединено с катодом первого диода 25, а первый диод включен в провод щем направлении этой последовательной цепи. Первый резистор 27 и первый конденсатор 28, а также второй резистор 29 и второй конденсатор 30 соединены в две последовательные RC цепочки и подключены соответственно между катодом первого тиристора выпр мител 1 и замыкающим 0 контактом первой группы 6 контактов, а также катодом второго тиристора выпр мител 2 и замыкающим контактом второй группы 7 контактов.The coil 18 is connected to the cathode of the first diode 25, and the first diode is connected in the conducting direction of this series circuit. The first resistor 27 and the first capacitor 28, as well as the second resistor 29 and the second capacitor 30 are connected in two successive RC circuits and are connected respectively between the cathode of the first thyristor of the rectifier 1 and the 0 contact of the first group of 6 contacts, as well as the cathode of the second thyristor of the rectifier 2 and the closing contact of the second group of 7 contacts.

Формирователь 13 импульсов управле- 5 ни выполнен по одной из известных схем и состоит из конденсатора 31, порогового элемента 32, импульсного трансформатора 33 с обратным диодом 34 в цепи первичной обмотки .The shaper 13 of the control pulses 5 is made according to one of the known circuits and consists of a capacitor 31, a threshold element 32, a pulse transformer 33 with a reverse diode 34 in the primary circuit.

0 Устройство управлени работает следующим образом.0 The control unit operates as follows.

Напр жение сети 35 (фиг. 2) через размыкающий контакт 9 реле 5 и диод 22 (фиг. 1) у поступает на ограничитель-стабилизатор, Ъ собранный на резисторе 21 и стабилитроне 20 - здесь напр жение органичиваетс сверху и в виде трапеции 36 (фиг. 2) поступает на первичную обмотку 16 и конденсатор 31, Так как сердечник насыщающегос 0 трансформатора 15 изготовлен из материала с пр моугольной петлей гистерезиса, то через рабочую обмотку 16 в это врем про-. текает посто нный ток и конденсатор 31 зар жаетс по линейному закону. Разница 5 напр жени стабилизации и напр жени конденсатора 31 определ ет напр жение, приложенное к рабочей обмотке 16. В результате воздействи этого напр жени к концу полупериода - врем ti - сердечник 0 насыщающегос трансформатора насыщаетс , а конденсатор 31 зар жаетс до напр жени срабатывани порогового устройства 32. Формирователь 13 в этот момент формирует импульс 37, который поступает на за- 5 пуск первого тиристора выпр мител 1, Первый тиристор выпр мител 1 открываетс и конденсатор фильтра 12 зар жаетс небольшой порцией напр жени 38 (фиг, 2). Когда приходит отрицательна полувол- 0 на питающего напр жени сети 39, открываетс диод 23 и через вторичную обмотку 17 протекает ток, возвраща сердечник насыщающегос трансформатора 15 в исходное состо ние. С приходом положительной 55 полуволны процессы повтор ютс , однако насыщение сердечника наступает раньше (t2 ti, фиг. 2), так как через обмотку 18 управлени начинает протекать ток от выпр мител через третий резистор 26 и первый диод 25. Этот ток способствует болееThe voltage of the network 35 (Fig. 2) through the disconnecting pin 9 of relay 5 and the diode 22 (Fig. 1) is supplied to the limiter-stabilizer, b assembled on the resistor 21 and the zener diode 20 - here the voltage is organized from above and in the form of a trapezium 36 ( Fig. 2) is fed to the primary winding 16 and the capacitor 31. Since the core of the saturable 0 transformer 15 is made of a material with a rectangular hysteresis loop, the working winding 16 at this time is broken. the direct current flows and the capacitor 31 is charged linearly. The difference 5 of the stabilization voltage and the voltage of the capacitor 31 determines the voltage applied to the working winding 16. As a result of the influence of this voltage by the end of the half period - time ti - core 0 of the saturable transformer is saturated and the capacitor 31 is charged before the threshold threshold voltage devices 32. The shaper 13 at this moment generates a pulse 37, which enters the start of the first thyristor rectifier 1, the first thyristor rectifier 1 opens and the capacitor of the filter 12 is charged in a small portion 38 (fig, 2). When a negative half-volt 0 arrives at the supply voltage of the network 39, a diode 23 is opened and current flows through the secondary winding 17, returning the core of the saturable transformer 15 to its initial state. With the arrival of the positive half-wave, the processes are repeated, however, the core saturates earlier (t2 ti, fig. 2), as current from the rectifier starts to flow through the third resistor 26 and the first diode 25 through the control winding 18. This current contributes more

раннему насыщению сердечника насыщающегос трансформатора. Таким образом фаза поджига первого тиристора выпр мител 1 с каждым циклом сдвигаетс ближе к началу положительной полуволны. Напр жение на выпр мителе увеличиваетс .early saturation of the core of the saturating transformer. Thus, the ignition phase of the first thyristor rectifier 1 with each cycle shifts closer to the beginning of the positive half-wave. The voltage on the rectifier increases.

Величина резистора 10 выбираетс так чтобы ток обмотки реле 5 достигал величины срабатывани , когда напр жение на фильтре 12 выпр мител станет близким к номинальному . В это врем реле 5 срабатывает и управл ющие электроды тиристоров 1 2 через RC - цепи 27 - 30 подключаю тс к анодам. Выпр митель переходит в неуправл емый режим работы, а устройство управлени отключаетс от сети. Тиристор 14 служит дл разр да конденсатора 31 при зар де его в момент включени . Это происходит тогда, когда момент включени сети приходитс на ненулевую фазу положительной полуволны. В этом случае конденсатор 31 зар дитс до определенного значени , и в следующую положительную полуволну произошло бы несвоевременное срабатывание формировател 13 Когда в отрицательный полупериод через вторичную обмотку 17 проходит импульс напр жени , с обмотки 19 снимаетс отпирающий тиристор 14 импульс и конденсатор 31 разр жаетс . В последующих процессах нормальной работы тиристор 14 не участвуетThe magnitude of the resistor 10 is selected so that the winding current of the relay 5 reaches the tripping value when the voltage on the rectifier filter 12 becomes close to nominal. At this time, the relay 5 is activated and the control electrodes of the thyristors 1 2 are connected via RC - circuits 27-30 to the anodes. The rectifier goes into an unmanaged operating mode, and the control device is disconnected from the network. The thyristor 14 serves to discharge the capacitor 31 when it is charged at the moment it is turned on. This occurs when the moment of switching on the network falls on a non-zero phase of the positive half-wave. In this case, the capacitor 31 is charged to a certain value, and the next positive half-wave would have failed to operate the generator 13 at the next time. During the negative half-period, a voltage pulse passes through the secondary winding 17, the pulse thyristor 14 is removed from the winding 19 and the capacitor 31 is discharged. In the subsequent processes of normal operation, the thyristor 14 is not involved

При коротком замыкании выпр мител конденсатор фильтра 12 разр жаетс и реле 5 выключаетс . Схема возвращаетс в исходное состо ние и. если КЗ не исчезло то фаза включени тиристора 1 останетс на уровне ti и нагрузка на сеть будет минимальна . Если КЗ исчезло, то процессы повтор ютс .If the rectifier is shorted, the filter capacitor 12 is discharged and the relay 5 is turned off. The circuit returns to its original state and. if the short circuit does not disappear, then the thyristor 1 turn-on phase will remain at the level of ti and the network load will be minimal. If the fault disappears, the processes are repeated.

Таким образом предлагаемое устройство дл управлени однофазным мостовым выпр мителем, отлича сь простотой схемы позвол ет повысить надежность цепи нагрузки за счет предотвращени ударных нагрузок при включении выпр мител в момент не нулевой фазы напр жени сети путем включени тиристора в цепи управлени и защиты цепи нагрузки и выпр мител от перегрузок при наличии КЗ.Thus, the proposed device for controlling a single-phase bridge rectifier, characterized by simplicity of the circuit, makes it possible to increase the reliability of the load circuit by preventing shock loads when the rectifier is turned on at the moment of non-zero voltage of the network by turning on the thyristor in the control circuit and protecting the load circuit and rectifying overload protection in the presence of a short circuit.

J 4 45 50 55 J 4 45 50 55

Claims

Invention Formula

Device for controlling a single-phase bridge rectifier consisting of first and second rectifier thyristors, constituting the cathode group of valves, and also the first and second diodes

the rectifier, constituting the test group of rectifier valves, containing a relay with the first, second, third and fourth groups of contacts, each of which consists of closing, switching and opening contacts, is connected in parallel with the rectifier load with a capacitive filter, the output of the control pulse shaper through a 1U breaker and switching contacts is connected to the control transition of the first of the thyristors of the rectifier, to the cathode of which, through the series-connected first resistor and the first the capacitor 15 is connected to the making contact of the first group of contacts, the control electrode of the second thyristor of the rectifier is connected to its cathode via the opening and switching contacts of the second group of contacts –iU whose cathode is connected via the second resistor and the second capacitor to the making contact of this group, as well as the third The fourth and fifth resistors, the first, second and third diodes, and the saturable transformer, characterized in that. that, in order to increase reliability, a zener diode and a thyristor are inserted, and the saturable transformer is provided with a control winding and a thyristor control winding which is connected to the thyristor cathode with an end and a control electrode to its end, the thyristor is connected in parallel to the pulse shaper input to the control winding connected to a series circuit with the first diode, the third resistor disconnecting and switching contacts of the third group of contacts, and this series circuit is connected parallel to the load so that One cathode of which is connected to the beginning of the control winding is connected in the conductive direction of the SRI, the primary winding of the saturating transformer is connected to the thyristor anode, the beginning to the stabilitron cathode and through the second resistor to the cathode of the third diode, the anode of which through the switching and opening contacts of the fourth group of contacts are connected to the anode of the first thyristor of the rectifier, the third diode is connected to the anode of the first thyristor of the rectifier, the anode of which is connected to the beginning of the secondary winding through a resistor When the transformer is transformed with the cathode of the thyristor, the end of the secondary winding of the saturable transformer the anode of the Zener diode is connected to the cathode of the second thyristor of the rectifier

4J

to

4v

-

4i

Ckj

"N

S5