Фазовий регулятор

Изобретение относится к силовой электронике и предназначено для работы в источниках питания для дуговой электросварки постоянным током, питающихся от трех фазной сети переменного тока и имеющих в своем составе тиристорный выпрямитель, собранный по шести фазной схеме Цель изобретения — повышение надежности, ре монтопригодности, качества регулирования энергетических параметров и помехозащищенности сварочного источника питания Фазовый регулятор содержит однофазный син хронизирующий трансформатор, вторичная 1 Изобретение от носится к силовой электронике и предназначено для использования в источниках питания установок цля электродуговой сварки постоянного тока с питанием их от трехфазной сеіи переменного тока и с шестифазной схемой выпря мителя Цель изобретения — повышение надеж ности, ремонтопригодности, качества регулирования и помехозащищенности сварочного источника питания На фиг 1 изображена функциональная схема предлагаемого фаювого регулятора, на фиі 2 — временные диаіраммьі работы устройства обмотка которою зашунтирована конденса тором и образует контур настроенный на частоту сетевого напряжения, и является от, ной из ступеней помехеншдигы Второй ступенью помехозащиты является одновибра тор, формирующий импульс длительностью 17—18 мс и связанный выходом с входом одновибракора, который вырабатывает сбра сывающий импульс интегратора-!енератора пилообразного напряжения Формирова ние последовательности коммутирующих импульсов по шести каналам с интервалом через 60 эл град происходит благодаря сравнению пилообразного напряжения с ря дом постоянных напряжении, снимаемых с выходов прецизионной резисторной матрицы и изменяющихся пропорционально ампли чуде пилообразного напряжения Благодаря последнему удается получить симметричную работу фазовращателя и обеспечить синхронизацию от одной фазы Устройство имеет контур стабилизации по регулируемому пара метру (току или напряжению) І І П ф ЛЫ, 2 ил -4 00 Фазовый регулятор состоит из синхронизирующего трансфорчаюра 1, первичная обмотка которого подключена к нулевому и одному из фазных (например, фа-ш А) про водов сети, вторичная, іашунтированная конденсатором 2, подктючена к входу vn равтяемого фаювращателя З В устройство введены микросхема 4 и резистор 5, компаратор 6, переменные резисторы 7—9, причем выход фазовращателя 3 соединен с нелнвертир\ющим входом компаратора 6, а управляющий вход — с выходом алгебраичес кого сумматора (элементы 4 5 и 10) очин из входов которого свяын с фильтром II НИЗКИХ ЧіКГОТ НТОрОИ (. ПОДВИЖНЫМ КОИ СО к» го 1473922 на выходе компаратора 29 устанавливается «единичный» уровень (на всех остальных в это время — нулевой), через 115 эл. град. — на выходе компаратора 28 появляется «единичный» уровень, через 175 эл. град. — на выходе компаратора 27, через 235 эл. град. — на выходе компаратора 26, через 295 эл. град — на выходе компаратора 25, через 355 эл. град. — на выходе компаратора 24 появляется единичный уровень, через 360+2...3 эл. град, компараторы 24—29 обнуляются. Каждый период процесс повторяется Для выполнения данного условия необходимо: равенство сопротивлений резисторов 18—22 и несколько меньшее, чем у 18—22 сопротивление резисторов 23, а также амплитуда «пилы» должна быть несколько (на 3—5%) больше значения опорного напряжения. Передние фронты импульсов компараторов дифференцируются соответствующими дифференцирующими цепочками, усиливаются потоку эмиттерными повторителями 42—47 и подаются на управляющие электроды тиристоров выпрямителя источника питания сварочной установки (фиг. 2). Введение в состав устройства детектора 48 амплитудных значений необходимо для симметричной работы схемы (распределение углов отпирания тиристоров через 60 эл. град^ при изменении частоты сетевого напряжесоединен с инвертирующим входом компара ния. Коэффициент передачи амплитудного тора 24 и выводом резистора 18 (фиг. 1). детектора должен составлять 0,95—0,97. При Опорное напряжение ( + U«.) порядка коэффициенте, равном I, устройство не фор10 В положительной полярности лтноритель- І0 мирует управляющий импульс на один из тиR ПП.ППЖИТР.ПКНПИ нпляпногти относитесь но общего провода подается на неинвертиристоров. рующий вход операционного усилителя 17 Фазовое регулирование происходит слеи подстроечный резистор 7. Объединенные дующим образом. катоды тиристоров сварочного источника С вторичной обмотки трансформатора питания соединяются с общим проводом напряжение синусоидальной формы (фиг. 2) устройства. 35 поступает на вход фазовращателя 3, управУстройство работает следующим обраляемого напряжением. В зависимости от назом. пряжения на управляющм входе, на выходе Интегратор, собранный на элементах фазовращателя 3 фаза сигнала может из14—17, является генератором линейно наменяться (по отношение к фазе входного растающего напряжения, так как на его не- д П сигнала) в пределах 180—0 эл. град. Синуинвертирующий вход подано опорное напрясоидальное напряжение с выхода фазовражение положительной полярности. Ключ 14 щателя 3 поступает на неинвертирующий через каждый полный период сети (в уставход компаратора 6, на выходе которого новившемся режиме) сбрасывает интегратор формируются прямоугольные импульсы, пепутем разряда конденсатора 16, для чего редние фронты которых совпадают с моменс выхода второго одновибратора 13 на управ- 45 тами перехода через ноль с отрицательного в положительное по полярности напряжение ляющий вход ключа подаются импульсы с выхода фазовращателя 3. Передними длительностью 300—500 мкс. Таким образом, фронтами названных прямоугольных импульна выходе интегратора формируется пилосов запускается одновибратор 12, формиобразное напряжение («пила») положительрующий прямоугольный импульс длительной полярности Оно сравнивается с постоянным напряжением, снимаемым с выхода де- 50 ностью 17—18 мс. тектора 48 амплитудных значений и матриНазначение одновибратора — защита цированным (Ui — Ue) с помощью прецизиустройства or помех. Передним фронтом имонной матрицы резисторов 18—23, на вхопульса с выхода одновибратора 12 запускадах компараторов 24—29. Функциональное ется одновибратор 13, формирующий имназначение названных компараторов и матпульс длительностью 4 0 0 - 5 0 0 мкс, необходнрицы — получение импульсов со сдвигом мый для сброса интегратора. Таким образом, на 60 эл. град Более подробно: в начале фазовое регулирование происходит за счет «пилы» на компараторах 2 4 - 2 9 нулевой пилообразного напряжения относис д в и г а уровень, через 55 эл град, начала «пилы» синусоидального напряжения сети. т е л ь н 0 тактом переменного резистора 8 (зэдатчика энергетических режимов сварки), соединенного с подстроенными резисторами 7 и 9 ограничителями пределов регулировки, выход компаратора б соединен с зходом первого одновибратора 12, выход первого одновибратора соединен с входом второго одновибратора 13, выход второго одновибратора соединен с управляющим входом ключа 14. В состав устройства входит также неинвертирующий интегратор, состоящий из 10 элементов 14—17 и резисторы 18—23, причем выход интегратора подключен к объединенным неинвертирующим входам компараторов 24—29. Между инвертирующими входами компараторов 24 и 25, 25 и 26, 26 и 27, 27 и 28, 28 и 29, а также между инвертирующим входом компаратора 29 и общим проводом включены резисторы 18—23. Выходы компараторов 24—29 через дифференцирующие цепочки (элементы 30 и 31. 32 и 33, 34 и 35, 36 и 37, 38 и 39, 40 и 41) подключены к вхо- 2 0 дам эмиттерных повторителей 42—47. Выходы эмиттерных повторителей являются выходами устройства и подключаются к управляющим электродам тиристоров источника питания сварочной установки. Выход интегратора подключен к входу детектора 48 2 5 амплитудных значений, а выход последнего 1473922 6 Пределы регулирования фазы фазовращатетора соединен с общим проводом, а в ы ля — 170 —5 эл град , при этом угол отход — с входом первого одновибратора, выпирания тиристоров изменяется в пределах ход первого одновибратора соединен с вхо0—165 эл. град Стабилизация энергетичесдом второго одновибратора, выход второго ких параметров происходит за счет алгебраиодновибратора соединен с управляющим ческого суммирования напряжения задатвходом ключа, подключенного параллельно чнка 8 и напряжения обратной связи, сниконденсатору неинвертирующего интеграмаемого с выхода фильтра 11 низких частот тора, вход последнего подключен к источниПо сравнению с известным предлагаеку опорного напряжения положительной помый фазовый регулятор легче диагностирулярности, относительно общего провода реется в случае отказа, может быть выполнен 10 гулятора, выход — к объединенным нев меньшем объеме, проще в ремонте и наинвертирующим входам шести компаратоладке, меньше подвержен воздействию поров, с второго по седьмой, выходы последмех по цепям питания появляется возможних через дифференцирующие цепочки подность его использования в однофазных ключены к эмиттерным повторителям, выхосхемах ды эмиттерных повторителей являются выходами регулятора и подключаются к управляюФормула изобретения щим электродам тиристоров выпрямителя, между инвертирующими входами второго и 1 Фазовый регулятор, содержащий синтретьего и четвертого, четвертого и пятого, хронизирующий трансформатор, формиропятого и шестого, шестого и седьмого, комватель коммутирующих импульсов, схему ре- 20 параторов подключены одинаковые по сопрогулирования угла отпирания тиристоров, кативлению резисторы, между инвертирующинал обратной связи по регулируемому парами входом седьмого компаратора и общим метру, отличающийся ЕЄМ, ЧТО, С целью попроводом подключен резистор, при этом его вышения надежности, ремонтопригодности, сопротивление меньше сопротивления вышекачества регулирования и помехозащищенуказанных резисторов, с инвертирующим вхоности сварочного источника питания, пер- 25 дом второго компаратора соединен выход вичная обмотка синхронизирующего трансамплитудного детектора, входом соединенформатора подключена к нулевому и одному ного с выходом интегратора из фазных проводов сети, вторичная обмотка 2 Регулятор по п. 1, отличающийся тем, зашунтирована конденсатором, емкость коточто управляющий вход фазовращателя соерого и индуктивность вторичной обмотки динен с выходом алгебраического сумматора, образует контур, настроенный на частоту се- 30 пеинвертирующий вход которого соединен ти, и подключена к входу управляемого с подвижным контактом переменного резисфазовращателя, причем один ее вывод подтора-задатчика энергетических параметров, ключен к общему проводу регулятора, выинвертирующий вход соединен с выходом ход управляемого фазовращателя соединен фильтра низких частот, вход последнего с инвертирующим входом первого компара соединен с выходом датчика сигнала обраттора, инвертирующий вход первого компара- 35 ной связи ttупраВл электро(вам ти~ \pucmopo8 Фаг) 1473922 U 1080і Пилообразное напряжение tot ч "6 /і І І І І I zZ 55° 175° 295" 360° 115° 235° 355° Z 720 • Z 1080 Сигнал на выходах компараторов 2k... 29 JZL П HQMMU тируйзщие им пильСЬГ -э» Сигнал Ь 17... 18 мс I Г СбросыQQ_500мнс З импульсы Фиг.! Составитель В. Пучинский Редактор Н, Лазаренко Техред И, Верес Корректор Л. Патай Заказ 1794/Ю Тираж 892 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР П3035, Москва, Ж—35, Раушская наб., Д- 4/5 Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, IОI