Устройство для импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем

 

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИМПУЛЬСНбФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРЙСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее управляемый генератор, первый двоичный счетчик, выход которого подключен к первому входу блок совпгшения, элемент И, блок синхронизации с синхронизирующим выходом и распределитель , о т л и чающее ся тем, что, с целью повышения стабильности фазового угла управления при переменной частоте питающей сети, оно снабжено генератором стабильной частоты, вторым и третьим двоичными счетчиками, регистром памяти, элементом временной задержки, элементом И-НЕ, ftC-триггером, а блок синхронизации - дополнительным высокочастотным выходом, причем выход управляв-мого генератора подключен к счетному входу первого двоичного счетчика, синхронизируемый выход блока синхронизации подключен к входам первого и третьего двоичных счетчиков и R-входу RS-триггера, высокочастотный выход блока синхронизации подключен к счетному входу третьего двоичного счетчика, к входу перезаписи регистра памяти и через элемент временной задержки - ко входу сброса второго двоичного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генераI тора стабильной частоты, выход второго двоичного счетчика через ре (Л гистр памяти подключен ко второму входу блока совпадения, выход которого подключен к первому ; входу ;элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, входы которого подключены к соот (Вётствующим разрядным выходом третье г6 двоичного счетчика,выход элемента И подключен к S-входу Р5-триггера, 4 инверсный и прямой выходы которого подключены соответственно ко входу ьо запрета счета первого счетчика и ко входу распределителя импульсов управления .. ел со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 02 Р 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3389939/ 4-07 (22) 28.01 ° 82

<(46) 15.09.83. Бюл. 9. 34 (72) Б.И.Фираго, Л.С.Писарик, В.Ф.Кучерявенко, В.Г.Сидоров, С.В.Васильев и Б;С.Готовский (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.314.727(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 736352, кл. Н 02 Р 13/16, 1980 .

2. Авторское свидетельство СССР

Р 652679, кл. Н 02 Р 13/16, 1977.

3. Авторское свцдетельствО СССР

Р 550755, кл. Н 02 P 13/16, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ THPHCTOPHHN

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее управляемый генератор, первый двоичный счетчик, выход которого подключен к первому входу блока совпадения, элемент И, блок синхронизации с синхронизирующим выходом и распредели". тель, отлич ающеес я тем, что, с целью повышения стабильности фазового угла управления при переменной частоте питающей сети, оно снабжено генератором стабильной частоты, вторым и третьим двоичными счетчиками, регистром памяти, элементом временной задержки, элементом

„„SU„„1042153 А,И-НЕ, RC -триггером, а блок синхронизации — дополнительным высокочастотным выходом, причем выход управляе-. мого генератора подключен к счетному входу первого двоичного счетчика, синхронизируемый выход блока синхронизации подключен к входам первого и третьего двоичных счетчиков и

R-входу RS-триггера, высокочастотный выход блока синхронизации подключен к счетному входу третьего двоичного счетчика, к входу перезаписи регистра памяти н через элемент временной задержки — ко входу сброса второго двоичного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генератора стабильной частоты, выход вто- ф рого двоичного счетчика через регистр памяти подключен ко второму входу блока совпадения, выход которого подключен к первому:входу С

;элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, р входы которого подключены к соот- ветствующим разрядным выходом третье- > ! го двоичного счетчика, выход элемента

И подклюЧен к S-входу RS-триггера, инверсный и прямой выходы которого подключены соответственно ко входу запрета счета первого счетчика и ко Ю входу распределителя импульсов уп- р ы равления.

1042153

Изобретение относится к электротехнике и.может быть применено в устройствах регулирования фазы управляющих импульсов тиристорных преобразователей.

Известно устройство для импульсно-фазового управления фазным тиристорным преобразователем, содержащее управляемый .генератор импульсов, счетчик импульсов, элементы синхронизации, логические элементы (1 ).

Известно также устройство, реализующее способ управления углом, отпирания вентилей, содержащее блоки синхронизации, счетчики, управляеьътй генератор, блоки выбора полуволны питающего напряжения 2 .

Недостатками укаэанных устройств являются изменение величины фазового угла выходных импульсов при изменении в широких пределах частоты питающей сети а также отсутствие-ограничения фазового угла по максимальной допустимой величине.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для импульсно-4aaoaoro управления тиристорным преобразователем, содержащее управляемый генератор, первый двоичный счетчик, выход. которого подключен. к первому входу блока совпадения, элемент И, блок синхронизации с синхронизирующим выходом и распределитель (3 g.

Недостатками этого устройства являются изменение величины фазового угла выходных импульсов при изменении в широких пределах частоты питающей сети и отсутствие ограничения фазового угла по максимальной. допустимой величине, что снижает надежность работы преобразователя.

Целью изобретения является повышение стабильности фазового угла управления при переменной частоте питающей сети.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для импульснофазового управления тиристорным . преобразователем, снабжено генератором стабильной частоты, вторым и третьим двоичными счетчиками, регистром памяти, элементом временной задержки, элементом И-НЕ, RS -триггером, а блок синхронизации — дополни" тельным высокочастотным выходом, причем выход управляемого генератора подключен к счетному входу первого . двоичного счетчика, синхронизирующий выход блока синхронизации подключен к входам сброса первого и третьего двоичных счетчиков и R-входу RS --триггера, высокочастотный выход блока синхронизации подключен к счетному входу третьего двоичного счетчика, к входу перезаписи регистра памяти и через элемент временной задержки ко входу сброса второго генератора стабильной частоты, выход второго двоичного счетчика через, регистр подключен ко второму входу блока

5 совпадения, выход которого подключен к первому входу элемента И, второй вход которбго подключен к выходу элемента И-НЕ, входы которого подключены к соответствующим разрядным выхьдам третьего двоичного счетчика, выход элемента И подключен к

5-входу Й5-триггера, .инверсный и прямой выходы которого подключены соответственно ко .входу запрета счета первого счетчика и ко входу распределителя импульсов управления.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 совпадения, один многоразрядный вход которого подключен к многоразрядным . выходам первого счетчика 2. Счетный

|вход первого счетчика 2 подключен к выходу управляемого генератора 3, вход котброго подключен к выходу источника 4 управляющего напряжения.

Синхронизирующий выход блока 5 синхронизации подключен ко входам сброса первого и третьего счетчиков

2, 6 и Р -входу Р5-триггера,7. Высокочастотный выход блока 5 синхро-. низации подключен к входу перезаписи регистра 8 памяти, к счетному входу третьего счетчика. б и через элемент

35 9 временной задержки — к входу сброса второго счетчика 10, счетный .вход которого подключен к выходу генератора 11 стабильной частоты.

Многоразрядный выход счетчика 10.

40 поключен к многоразрядным входам регистра памяти 8.. Многоразрядный выход регистра 8 подключен к другим многоразрядным входам блока 1 совпадения. Выход блока 1 совпадения подключен

45 к первому входу элемента И 12, второй вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ 13, входы которого подключены к многоразрядным выходам с летчика б, выход элемента 0 И 12 подключен к В -входУ РВ-тригге ра 7. Инверсный и прямой выходы

Rs-триггера 7 подключены соответственно к входу запрета счетчика 2 и входу распределителя 14 импульсов управления по тиристорам.

УстроФттво работает следующим образом. .Блок 5 синхронизации вырабатывает на синхронизирующем выходе импульсы с удвоенной частотой питающей сети

60 2 Ее, фаза которых соответствует точкам естественной коммутации тиристоров преобразователя, а на высокочастотном выходе — импульсы с высокой частотой 2 Rfc, кратной А1 частоте импульсов синхронизирующего.104?153 выхода (К вЂ” целое число). Импульс синхронизирующего Выхода в виде сигнала логического нуля поступает на входы сброса счетчиков 2 и б и

Р-вход RS-триггера 7. Счетчики 2, б . обнуляются, на инверсном выходе 5

РБ-триггера 7 устанавливается сигнал логической единицы, который разрешает счет счетчика 2. Импульсы гене.ратора 11 стабильной частоты Ео в

1 10 течение времени — считаются счет2Е )сс чиком 10 и в виде двоичного кода переписываются в регистр 8 импульсом высокочастотного выхода блока 5 синхронизации. Импульс высокочастотного выхода блока 5, задержанный элемен- . том 9 временной задержки, сбрасывает счетчик 10. На один выход блока 1 совпадения поступает с выхода регистра 8 сигнал в виде двоичного кода числа, пропорционального периоду

l о питающей сети и равного о Код

2kfc на другом входе блока 1 совпадения, поступающий с выхода счетчика 2, изменяется во времени со скоростью определяемой. частотой генератора 3, которая, в свою очередь, зависит от величины управляющего напряжения,. - 30 поступающего на вход генератора 3 c . выхода блока 4. В момент равенства кодов на обоих входах блока 1 совпа-, дения на его выходе появляется сигнал логического нуля, который через ло- g5 гический элемент И 12 подается на

S.-вход RS-триггера 7 и устанавливает.. на прямом выходе RS-триггера 7 сигнал лагической единицы, а на инверсном.сигнал логического нуля. При .этом че-4О рез распределитель 14 подается сиг-— нал на отпирание соответствующего тиристора, а счет импульсов -генера.тора 3 счетчиком 2 прекращается.

Поскольку код на выходе счетчика 2, при котором выбирается сигнал отпирания тиристора, пропорционален периоду питающей сети, время,.в течение которого этот код насчитывается при неизменном сигнале управ-: ления на входе генератора 3, также. пропорционально периоду питающеи сети, а фазовый угол управления тиристорами остается неизменным.

Счетчик б считает импульсы высоко- - частотного выхода блока 5 синхрони- 55 зации. Когда код на выходе счетчика б соответствует максимально допус-:. тимой величине фазового угла управ". ления тиристорами на всех входах логического элемента И-HR 13, соеди- gp ненных с соответствующими выходами разрядов счетчика б, появляются сигналы логической единицы. На выхода элемента И-HE 13 появляется сигнал логического нуля, которйй через .эле".. 5 мент И 12 устанавливает R5-триггер 7 в состояние, аналогичное состоянию при сигнале логического нуля на выходе блока 1 совпадения. Тем самым фазовый угол управления ограничивается по величине.

Код регистра 8 . fo

8 2kf с где 1c — коэффициент умножения частоты синхронизации.

Код счетчика 2

Ео о сС-2И С -2ЛЕ - ° (g) с У

Из формулы (3) следует, что. фазовый угол определяется лишь частотой управляемого генератора f> и не зависит от частоты сети

Поскольку код на выходе регистра

8.изменяется дискретно при непрерывном изменении частоты, возникает ошибка в фазовом угле отпирания вентилей тиристорного преобразователя.

Максимальное отклонение периода питающей сети, при котором еще не изменяется код на выходе региетра 8 г

ЬТ=То и Е (+

D где TD, fD - период и частота генера- тора 11 стабильной частоты;

Тогда максимальное отклонение, частоты питаюшей сети, при котором .код регистра 8 не изменяется

Т Тс+4 Тс Ео

21 Ее

Максимальное отклонение фазового. угла

2Х

1 4=2Taf

> Е" 12)с

С о (6) „

Число разрядов счетчиков, реги . стра и блока совпадения определяется; по формуле

2 ЕЧ > где - время, соответствующее (2) интервалу от начала до окончания счета счетчика 2,.

fî fc Y

Импульс управления тиристором формируется в момент равенства кода счетчика 2 и кода регистра 8. Фазовый угол, соответствующий импульсу управления

1042153

Составитель Г. Ефимов

Редактор С. Тимохина Техред В.Далекорей Корректор . Вилах

Заказ 7145/56 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьнгий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.;, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Максимальная величина ограничиваемого.угла

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает, во-первых поддержание заданного фазового угла 10 управления при изменении частоты питающей сети с требуемой точностью,. точность обеспечивается набором необходимых величин частоты Ед и коэффициента К, во-вторых ограничивание фазового угла управления заданной величиной, которая обеспечивается выбором коэффициента К и схемой соединения счетчика 6 и логического элемента И-НЕ 13, в-третьих организацию управления регистром 8 и счетчиком 10 сигналом высокочастотного выхода .блока 5 синхронизации, что сокращает время задержки поступления в блок 1 совпадения информации об изменении частоты питающей сети.