RU2281604C1 - Transformer-load thyristor switch - Google Patents
Transformer-load thyristor switch Download PDFInfo
- Publication number
- RU2281604C1 RU2281604C1 RU2005112675/09A RU2005112675A RU2281604C1 RU 2281604 C1 RU2281604 C1 RU 2281604C1 RU 2005112675/09 A RU2005112675/09 A RU 2005112675/09A RU 2005112675 A RU2005112675 A RU 2005112675A RU 2281604 C1 RU2281604 C1 RU 2281604C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transformer
- thyristor
- thyristor switch
- pulse
- control system
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Generation Of Surge Voltage And Current (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, а именно к тиристорным коммутаторам нагрузки преимущественно трансформаторного типа, работающей в повторно-кратковременном режиме с большим числом включений в минуту.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to thyristor load switches of predominantly transformer type, operating in intermittent mode with a large number of starts per minute.
Для коммутации таких нагрузок, т.е. для включения-выключения, в настоящее время применяются тиристоры или симисторы. Их преимущества перед электромагнитными контакторами общеизвестны и особенно ярко проявляются именно при большой частоте включений.For switching such loads, i.e. to turn on / off, thyristors or triacs are currently used. Their advantages over electromagnetic contactors are well known and are especially pronounced precisely at a high switching frequency.
Примером могут служить тиристорные "контакторы" для коммутации сварочных трансформаторов в машинах контактной сварки, где продолжительность включения и паузы интервалами от одного до десятков герц. Довольно высокую частоту включений, особенно в режимах низких температур нагрева, имеют микроволновые печи и тому подобные установки, в которых целесообразно использование тиристорного коммутатора в цепи первичной обмотки трансформатора, питающего нагрузку.An example is thyristor "contactors" for switching welding transformers in resistance welding machines, where the duration of the on and pause intervals from one to tens of hertz. Microwave ovens and the like installations in which it is advisable to use a thyristor switch in the primary winding circuit of a transformer supplying a load have a rather high switching frequency, especially in low-temperature heating modes.
Известно, что включения трансформатора в сеть сопровождаются броском намагничивающего тока, величина которого достигает десятикратного значения от номинального тока. Для минимизации или полного устранения броска тока в момент включения трансформатора систему управления тиристорным коммутатором синхронизируют с питающей сетью, а двухпозиционный триггер, входящий в эту систему в известных устройствах [1], обеспечивает "запоминание" знака (плюс или минус) последнего полупериода тока. Очередное включение трансформатора возможно только в полупериод с обратным знаком. Таким образом, через трансформатор проходит четное число полупериодов тока и подмагничивание трансформатора исключается. Синхронизация системы управления с сетью обеспечивает также оптимальный начальный угол включения тиристорного коммутатора.It is known that the inclusion of a transformer in the network is accompanied by a surge of magnetizing current, the value of which reaches ten times the value of the rated current. To minimize or completely eliminate the inrush current at the moment of turning on the transformer, the thyristor switch control system is synchronized with the mains supply, and the on-off trigger included in this system in known devices [1] provides for “memorizing” the sign (plus or minus) of the last half-period of the current. The next inclusion of the transformer is possible only in the half-cycle with the opposite sign. Thus, an even number of half-periods of current passes through the transformer and the magnetization of the transformer is eliminated. Synchronization of the control system with the network also provides an optimal starting angle for turning on the thyristor switch.
Аналогичные системы управления тиристорными коммутаторами применяются и в разработках последних лет [2]. В частности, в каталоге фирмы FORWEL, 2004 г., Paqe 1 of 6 приводится система управления машинами для сварки сопротивлением (т.е. контактной сварки), упрощенная функциональная схема которой приведена на фиг.1.Similar control systems for thyristor switches are used in recent years [2]. In particular, in the catalog of the company FORWEL, 2004, Paqe 1 of 6 provides a control system for machines for resistance welding (i.e. resistance welding), a simplified functional diagram of which is shown in figure 1.
Устройство управления тиристорным коммутатором с двухпозиционным триггером (фиг.1) содержит в силовой схеме однофазный трансформатор 1, подключаемый к сети через тиристорный коммутатор из двух встречно-параллельно включенных тиристоров 2, 3 и систему управления упомянутым коммутатором в составе импульсного трансформатора 4, две вторичные обмотки которого через диоды 5, 6 подключены к соответствующим управляющим входам упомянутых тиристоров 3, 4, а первичная обмотка импульсного трансформатора 4 соединена с выходом двухпозиционного триггера 7, подключенного одним своим входом к блоку питания 8, а вторым входом к выходу системы импульсно-базового управления 9, синхронизированный через блок питания 8 с питающей сетью и подключенной своим управляющим входом к системе автоматического регулирования 10.The control device of a thyristor switch with a two-position trigger (Fig. 1) contains a single-phase transformer 1 in the power circuit, connected to the network through a thyristor switch of two on-
Описанное устройство является наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков и принимается в качестве прототипа.The described device is the closest device of the same purpose to the claimed invention according to the totality of features and is adopted as a prototype.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата как в упомянутых аналогах, так и в прототипе, относится потеря памяти двухпозиционным триггером при исчезновении напряжения сети вследствие случайного или оперативного отключения.The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below, both in the aforementioned analogues and in the prototype, are memory loss by a two-position trigger when the mains voltage disappears due to an accidental or operational shutdown.
Технический результат - сохранение памяти устройства управления тиристорным коммутатором при любых перерывах в питании и, как следствие, исключение броска намагничивающего тока при включении устройства после упомянутых перерывов в питание.EFFECT: saving the memory of the thyristor switch control device at any interruptions in power supply and, as a result, eliminating the inrush of magnetizing current when the device is turned on after the mentioned interruptions in power supply.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в известном устройстве, содержащем в силовой цепи однофазный трансформатор, подключаемый к сети тиристорным коммутатором из двух встречно-параллельно включенных тиристоров и систему управления упомянутым тиристорным коммутатором в составе импульсного трансформатора, первичная обмотка которого соединена с выходом системы импульсно-фазового управления, синхронизированной посредством блока питания с питающей сетью и подключенной управляющим входом к системе автоматического регулирования, импульсный трансформатор выполнен на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, его вторичные обмотки подключены к двум соответствующим управляющим входам тиристоров тиристорного коммутатора через идентичные помехоподавляющие цепочки, каждая из которых содержит включенные последовательно резистор и динистор, соединенный анодом с резистором, а катодом с управляющим электродом соответствующего тиристора упомянутого тиристорного коммутатора. Свободным выводом резистор подключен к соответствующему выводу своей вторичной обмотки импульсного трансформатора, второй вывод которой связан с катодом соответствующего тиристора тиристорного коммутатора, а между общей точкой резистора и динистора и катодом соответствующего тиристора включен в каждой помехоподавляющей цепочке конденсатор. Это позволило сохранить память устройства при любых перерывах в питании и, как следствие, устранить броски намагничивающего тока при включении устройства после перерывов в питании, а также объединить в импульсном трансформаторе функции памяти и гальванической развязки, исключив при этом из схемы двухпозиционный триггер.The specified technical result during the implementation of the invention is achieved by the fact that in the known device containing a single-phase transformer connected to the network by a thyristor switch of two on-parallel thyristors and a control system of the said thyristor switch as part of a pulse transformer, the primary winding of which is connected to the output a pulse-phase control system synchronized by means of a power supply unit with a power supply network and a connected control input automatic regulation system, the pulse transformer is made on the core with a rectangular hysteresis loop, its secondary windings are connected to two corresponding control inputs of the thyristor switch thyristors through identical noise suppression chains, each of which contains a resistor and a dynistor connected in series, connected by an anode to a resistor, and a cathode to a control an electrode of the corresponding thyristor of said thyristor switch. With a free terminal, the resistor is connected to the corresponding terminal of its secondary winding of the pulse transformer, the second terminal of which is connected to the cathode of the corresponding thyristor of the thyristor switch, and a capacitor is connected between the common point of the resistor and the dynistor and the cathode of the corresponding thyristor. This made it possible to preserve the device’s memory during any interruptions in the power supply and, as a result, eliminate the magnetizing current surges when the device is turned on after interruptions in the power supply, as well as to combine the memory and galvanic isolation functions in a pulse transformer, excluding the two-position trigger from the circuit.
Сущность изобретения поясняется фиг.2, на которой представлена схема тиристорного коммутатора трансформаторной нагрузки на примере сварочного трансформатора для контактной сварки. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения, заключаются в следующем.The invention is illustrated in figure 2, which shows a diagram of a thyristor switch transformer load on the example of a welding transformer for resistance welding. Information confirming the possibility of carrying out the invention are as follows.
Устройство (фиг.2) содержит в силовой части однофазный сварочный трансформатор 1, подключенный к сети через тиристорный коммутатор из двух встречно-параллельно соединенных тиристоров 2 и 3. Вторичная обмотка сварочного трансформатора 1 замкнута на нагрузку, например, на свариваемые детали.The device (figure 2) contains in the power part a single-phase welding transformer 1 connected to the network through a thyristor switch from two counter-parallel connected
Система управления устройством состоит из импульсного трансформатора 4, вторичные обмотки которого связаны с соответствующими управляющими входами упомянутых тиристоров 2 и 3, а первичная обмотка соединена непосредственно с выходом системы импульсно-фазового управления 5, синхронизированной через блок питания 6 с питающей сетью и подключенной управляющим входом к системе автоматического регулирования 7. Импульсный трансформатор 4 выполнен на сердечнике с прямоугольной петлей гистерезиса, а две его упомянутые вторичные обмотки подключены к соответствующим управляющим входам тиристоров 2 и 3 тиристорного коммутатора через идентичные помехоподавляющие цепочки. Каждая из помехоподавляющих цепочек содержит последовательно соединенные резистор 8 и динистор 9, соединенный с резистором 8, а катодом с управляющим электродом тиристора 2 - в одной цепочке и такие же резистор 10 и динистор 11, соединенные аналогично, причем катод динистора 11 соответственно подключен к управляющему электроду тиристора 3.The device control system consists of a pulse transformer 4, the secondary windings of which are connected to the corresponding control inputs of the
Упомянутые резисторы 8 и 10 своими свободными выводами подключены к соответствующим выводам своих вторичных обмоток импульсного трансформатора 4, а свободные выводы вторичных обмоток импульсного трансформатора 4 соединены с катодами соответствующих тиристоров 2 и 3. Между общей точкой динистора и резистора в каждой из помехоподавляющих цепочек и катодом соответствующего тиристора тиристорного коммутатора включены конденсаторы 12 и 13.The mentioned
Устройство функционирует следующим образом.The device operates as follows.
При включении устройства в питающую сеть через блок питания 6 на систему импульсно-фазового управления 5 подается (с соответствующим коэффициентом трансформации) напряжение, перерабатываемое в последовательность разнополярных импульсов (диаграммы перемагничивания импульсного трансформатора - изменение его напряжения U в функции wt и индукции В в функции ампервитков iW обмотки импульсного трансформатора см. на фиг.3). Необходимый начальный угол запаздывания этих импульсов обеспечивается системой автоматического регулирования 7, как и во всех известных устройствах аналогичного назначения. Первый же импульс, в зависимости от его полярности, включает один из тиристоров, например тиристор 2. Одновременно этим импульсом переводится в режим насыщения, например, в точку 1 на фиг.3 импульсный трансформатор 4. После исчезновения импульса сердечник трансформатора остается намагниченным в точке 2, т.е. остается насыщенным, благодаря прямоугольности петли гистерезиса. Это состояние сердечник импульсного трансформатора будет сохранять до прихода импульса противоположной полярности, который перемагнитит сердечник в точку 3 и одновременно включит тиристор 3, а сердечник останется намагниченным в точке 4. При исчезновении напряжения сети сердечник импульсного трансформатора сколь угодно долго будет сохранять намагниченность от последнего импульса, поэтому при восстановлении напряжения на тиристоры первым может пройти только импульс с полярностью, противоположной последнему импульсу перед отключением сети. Иными словами, если последним был включен тиристор 2 (фиг.2), то после восстановления напряжения через любой произвольный отрезок времени включиться первым может только тиристор 3. Соответственно и через трансформатор 1 (фиг.2) будет всегда проходить четное число полупериодов тока, т.е. перемагничиваться он будет по симметричной петле гистерезиса, какими бы ни были интервалы отключения сети.When the device is connected to the supply network through the
Таким образом, исключается даже кратковременное подмагничивание силового (в рассмотренном примере сварочного) трансформатора и соответственно исключаются броски намагничивающего тока после пауз в электроснабжении установки.Thus, even short-time magnetization of the power (in the considered welding example) transformer is excluded and, accordingly, surges of the magnetizing current after pauses in the power supply of the installation are excluded.
Поскольку прямоугольность петли гистерезиса известных ферромагнитных сердечников не идеальна, переход из точки насыщения в точку остаточной намагниченности (фиг.3) сопровождается небольшим перепадом индукции ΔВ и соответственно импульсом помехи малой длительности в обмотках импульсного трансформатора, могущим "ложно" включить один из тиристоров коммутатора. Чтобы не пропустить импульс помехи на управляющий вход тиристора служат вышеупомянутые помехоподавляющие цепочки: при возникновении такого "ложного" импульса его шунтируют конденсаторы 12 и 13. В связи с малым перепадом индукции ΔВ (фиг.3) интеграл напряжения "ложных" импульсов ничтожен и соответственно величина (амплитуда) напряжения от этих импульсов мала и недостаточна для переключения в проводящее состояние динисторов 9 и 11. Это исключает "ложное" включение тиристоров коммутатора. В то же время "рабочие" импульсы имеют достаточно большую ширину, диктуемую требованиями нагрузки. Устройства, обеспечивающие нужную ширину рабочих импульсов, широко известны, входят в комплект системы импульсно-фазового управления и для простоты на фиг.2 не показаны.Since the rectangularity of the hysteresis loop of known ferromagnetic cores is not ideal, the transition from the saturation point to the point of residual magnetization (Fig. 3) is accompanied by a small difference in induction ΔВ and, accordingly, a short-duration interference pulse in the windings of a pulse transformer, which could "falsely" turn on one of the switch thyristors. In order not to miss the interference pulse to the thyristor control input, the aforementioned noise suppression chains are used: when such a “false” pulse occurs,
В заключение нужно отметить, что предлагаемое устройство одновременно с решением поставленной технической задачи позволяет несколько упростить схему исключением из нее двухпозиционного триггера "памяти".In conclusion, it should be noted that the proposed device simultaneously with the solution of the technical problem poses, it can somewhat simplify the circuit by excluding the on-off “memory” trigger.
Источники информацииInformation sources
1. Глебов Л.В. и др. Расчет и конструирование машин контактной сварки. Энергоиздат, Ленинград, 1981. - 424 с. Рис.8-4, 8-5.1. Glebov L.V. etc. Calculation and design of resistance welding machines. Energy Publishing House, Leningrad, 1981.- 424 p. Fig. 8-4, 8-5.
2. Каталог фирмы FORWEL (2004 г.), Paqe 1, of 6 (стр.1, раздел 6) - Resistance Welding Control (Управление сваркой сопротивлением). Рис.1.2. FORWEL Company Directory (2004), Paqe 1, of 6 (p. 1, section 6) - Resistance Welding Control. Fig. 1.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005112675/09A RU2281604C1 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Transformer-load thyristor switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005112675/09A RU2281604C1 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Transformer-load thyristor switch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2281604C1 true RU2281604C1 (en) | 2006-08-10 |
Family
ID=37059733
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005112675/09A RU2281604C1 (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Transformer-load thyristor switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2281604C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2577190C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of controlling phase-shift device |
RU2733920C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-10-08 | АО "Элпресс" | Commutator of powerful bipolar current pulses |
RU2813798C1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-02-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Power rs trigger |
-
2005
- 2005-04-26 RU RU2005112675/09A patent/RU2281604C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ГЛЕБОВ Л.В. и др. Расчет и конструирование машин контактной сварки. Ленинград, Энергоиздат, 1981, с.424, рис.8-4, 8-5. * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2577190C1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-03-10 | Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Method of controlling phase-shift device |
RU2733920C1 (en) * | 2019-09-16 | 2020-10-08 | АО "Элпресс" | Commutator of powerful bipolar current pulses |
RU2813798C1 (en) * | 2023-01-10 | 2024-02-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова" (АлтГТУ) | Power rs trigger |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7339288B2 (en) | Hybrid electrical switching device | |
GB2178255A (en) | Solid state power controller with leakage current shunt circuit | |
ATE289704T1 (en) | THREE-PHASE SYSTEM WITH CONTROLLED SWITCHING OF A LOAD NETWORK ON A THREE-PHASE POWER SUPPLY | |
RU2281604C1 (en) | Transformer-load thyristor switch | |
WO2019086058A1 (en) | The method of connection to limit the value of voltage between the neutral point and ground in an alternating current electric network | |
RU169475U1 (en) | INDUCTIVE-PULSE GENERATOR | |
ES2110537T3 (en) | PROCEDURE AND DEVICE TO AVOID INPUT CURRENTS. | |
RU2715047C1 (en) | Power transformer switching device | |
RU2316074C2 (en) | Electric switch power supply | |
RU2614053C1 (en) | Method for reducing inrush current of single-phase transformer when re-enabling in idle mode | |
RU2746220C1 (en) | Method and device for switching on and off an electro-thermal installation | |
Kuchanskyy | An Evaluation of Remanent Flux of Autotransformer on Resonant Overvoltage | |
RU2761987C1 (en) | Automatic re-activation device | |
RU2191395C2 (en) | Gear to burn through point of damage in insulation of electric cable | |
RU2025911C1 (en) | Outdoor lighting system | |
SU1481876A1 (en) | Ac voltage converter | |
SU849364A1 (en) | Device for overvoltage protection of dc circuit | |
RU2006152C1 (en) | Control device for switching component | |
US7586764B2 (en) | Synchronized rectifier filter control device for protecting a power supply from reverse current | |
SU1233063A1 (en) | Apparatus for synthetic testing of alternating current switch for breaking capacity | |
RU1797172C (en) | Outdoor lighting network | |
JPH01206523A (en) | Input switch | |
SU1702480A1 (en) | Sectionalizing circuit breaker interlocking device | |
WO2003044922A2 (en) | Short-circuit current limiter for short-circuit protection in alternating current circuits | |
WO2023035439A1 (en) | Processing apparatus for output excitation of grid-connected converter |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070427 |