Устройство для одноканального синхронного управления вентильным преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОГО СИНХРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, родержащее генератор синхронизирующих импульсов, последовательно соединенные фазосдвиГсцощие ячейки, управляемые общим напряжением управления, распределитель импульсов управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам преобразователя, отличающееся тем, что, с целью защиты систел«а управления от помех с частотой, не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения, .оно снабжено элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, а выход соединен с входом первой фазосдвлгающей ячейки, и дополнительным распределителем импУльсов, содержащим элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с дополнительными выходами всех фазосдвигающих ячеек, кроме первой, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходом генератора синхронизирующих импульсов, второй инверсный вход первого и второй вход второго элемен .тов И соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, 1К-триггер - с первым и вторым входными элементами ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго эле ментов И, третий и четвертый элементы И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами 1К-триггера, вторые входы соединены с вторыми инверсными динамическими входами элементов ИЛИ 1К-триг гера и с выходом последней фазосдви- S гающей ячейки,выход третьего элемен- v та И соедияен с входом распределителя импульсов управления, выход четвертого элемента И соединен с вторам входом элемента ИЛИ,а количество последовательно соединенных фазосдвигад Ю1ЦИХ ячеек определяется соотношением 2 я +

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(Я) Н 02 Р 13/16

И

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3341759/24-07 (22) 28.09.81 (46) 07.03.84. Бюл.)) 9 (72) Н.Н.Михеев и И.Г.Олексик (71) Белорусский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Писарев A.Ë., Деткин Л.П.

Управление тиристорными преобразователями. M., "Энергия", 1975, с. 35-36.

2. Лабунцон В.A., Копираковский и магнитно-полупронодниковая система управления нентильным преобразователем. — "Электричество", 1965, )) 2, (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОГО СИНХРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЬх1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее генератор синхронизирующих импульсов, последовательно соединенные фазосдвигающие ячейки, управляемые общим напряжением упранления, распределитель импульсов управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью защиты системы управления от помех с частотой, не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения, .оно снабжено элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, а выход соединен с входом первой фазосдвигающей ячейки, и дополнительным распределителем импУльсов, содержа)зим элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с дополнительными выходами всех фазосдвигающих ячеек, кроме первой, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с ныходом генератора синхронизирующих импульсов, второй инверсный вход первого и второй вход второго элемен.тов И соединены с выходом элемента

ИЛИ-НЕ, IK-триггер — с первым и вторьм входными элементами ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго эле" ментов И, третий и четвертый элементы И, первые в:.îäû которых соединены соответственно с первым и вторым выходами IK-триггера, нторые входы соединены с вторыми инверсными динамическими входами элементов ИЛИ IK-триг гера и с выходом последней фазосдви- + гающей ячейки, выход третьего элемен= е та И соединен с входом распределителя импульсов упранления, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а количество последовательно соединенных фазосдвига- ющих ячеек определяется соотнощением»

2>1+ (1 — — " )g, 48х макс . де 2 — количество фазосдвигающих ячеек, Я х - фазовый угол между соседними входными импульсами синхронизации;

К) (ххс- максимальйый угол сдвига импульса управлений; ,1=1) — степень усреднения напря жения управления;

k - количестно циклон прохождения импульса управления по последовательно соеди ненным фазосдвигающим ячейкам.

1078576

Изобретение отнбсится к электро-, технике и может быть использовано для управления преобразователем, работающим преимущественно на якорь электродвигателя.

Известно устройство для фазового управления преобразователями, содержащее интегратор напряжения управления и формирователь угла открывания вентилей в функции интеграла напряжения управления. Формирование импуль- 10 са управления осуществляется в момент равенства среднего значения напряжения управления некоторому пороговому значению (1) .

Недостатком известного устройства является то, что статические регулировочные характеристики фазосдвигающего устройства и преобразователя являются существенно нелинейными, динамические свойства системы электропривода ухудшаются.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для одноканального синхронного управления вентильным преобразователем, содержащее генератор синхронизкрующих импульсов, последовательно соединенные фазосдвигающие ячейки, управляемые общим напряжением упр-,вления, распределитЕль импульсов управления, выходы которого. предназначены для подключения к управляющим входом преобразователя (2) .

Однако такое устройство характеризуется необходимостью применения большого числа последовательно соединенных фазосдвигающих ячеек при решении задачи защиты системы от помех частоты не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения и недостаточностью этой защиты. пель изобретения — защита устрой- 40 ства управления от помех частоты не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения.

Указанная цель достигается тем, что устройство для одноканального 5 синхронного управления вентильным преобразователем, содержащее генератор синхронизирующих импульсов, последовательно соединенные фазосдвигающие ячейки, управляемые общим напряжением управления, распределитель импульсов управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входом преобразователя, снабжено элементом ИЛИ, первый вход которого соединей с выходом генератора синхронизирующих импульсов, а выход соединен с входом . первой фаэосдвигающей ячейки, и дополнительным распределителем импульсов, содержащим элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с дополнительными выходами всех фазосдвигающих ячеек, кроме первой, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходом генератора 65

J=lk

"инхронизирующих импульсов, второй инверсный вход первого и второй прямой вход второго элементов И соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, IK-триггер — с первым и вторым входными элементами ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов

И, третий и четвертый элементы И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами IK-триггера, вторые входы связаны с вторыми инверсными динамическими входами элементов ИЛИ IK-триггера и с выходом последней фазосдвигающей ячейки, выход третьего элемента И соединен с входом распределителя импульсов управления, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а количество последовательно соединенных фазосдвигающих ячеек определяется соотношением

У 1,(1 Ч ); макс где 2 — количество фазосдвигающих ячеек, фазовый угол между соседними входными импульсами синхронизации/

Кмакс- максимальный угол сдвига импульса управления; степень усреднения напряжения управления, k — количество циклов прохождения импульса управления по последовательно соединенным фазосдвигающим ячейкам.

На фиг .1 представлена функциональная схема устройства, на фиг.2 — линейные диаграьпы напряжений, поясняющие работу устройства для управления трехфазной нулевой схемой выпрямления при двух циклах прохождения импульса через фазосдвигающие ячейки.

Устройство содержит генератор 1

"узких" синхронизирующих импульсов, первую, вторую и третью фазосдвигающие ячейки 2,3 и 4, распределитель 5 импульсов управления, дополнительный распределитель б импульсов, элемент 7

ИЛИ, элемент 8 ИЛИ-НЕ, первый элемент

9 И, второй элемент 10 И, первый и второй элементы 11 и 12 ИЛИ, IK-триггер 13, третий и четвертый элементы

14 и 15 И.

Устройство работает следующим образом.

Вход . генератора 1 подключен на напряжение сети, а выход — на первый вход элемента 7 ИЛИ. Импульсы с выхода элемента 7 ИЛИ поступают на вход первой фазосдвигающей ячейки 2, котораа с момента поступления импульса формирует опорное напряжение и осуществляет его сравнение с напряжением

Управления U . В момент равенства

107857б опорного напряжения управления на выходе первой фазосдвигающей ячейки 2 формируется импульс, поступающий на вход-второй фазосдвигающей ячейки 3, выполняющей операцию фазового сдвига импульса аналогично. При появлении на выходе второй фазосдвигающей 3 ячейки выходного импульса в работу вступает следующая фазосдвигающая ячейка

4. Импульс с последней фазосдвигающей ячейки 4 поступает на вход дополнительного распределителя б, который распределяет импульс или на второй вход элемента 7, если импульс прошел только один цикл задержки, или на вход распределителя 5, если импульс прошел второй цикл задержки.

В качестве генератора 1 фазосдвигающих ячеек 2-4 и распределителя 5 могут использоваться известные блоки (в частности, применяемые в прототи- 20 пе).

Сигналы о состоянии фазосдвигающих ячеек снимаются с дополнительных выходов фазосдвигающих ячеек. В любой фазосдвигающей ячейке можно вы- g5 делить сигнал о занятом состоянии ,„ячейки (состояние отсчета угла) и свободном состоянии ячейки. Если вторая и третья фазосдвигающие ячейки свободные, то на выходе элемента 8 формируется сигнал "1" и при появлении синхронизирующего импульса на выходе генератора 1 и„ соответственно, на первых входах элементов 9 и 10, на выходе элемента 10 формируется сигнал "1", .который проходит через элемент 12 на второй I-вход IK-триггера 13, устанавливая на его втором выходе сигнал "1". Синхронизирующий импульс проходит через фазосдвигающие ячейки 2-4, и на выходе фазо- 40 сдвигающей ячейки 4 формируется

"узкий" выходной импульс, который поступает на вторые входы элементов 14 и 15. На выходе элемента 15 появляется сигнал "1" с второго выхода 45

IK-триггера 13. Сигнал "1" с выхода элемента 15 поступает на второй вход элемента 7, проходит через элемент 7 и запускает в работу первую фазосдвигающую ячейку 2. При исчезновении

"узкого" импульса на выходе фазосдви. гающей ячейки 4 по его заднему фронту происходит переключение IK-триг.гера 13 через инверсный динамический вход элемента 11. На первом выходе

IK-триггера 13 появляется сигнал "1", 55 который поступает на первый вход элемента 14. При прохождении импульса через фазосдвигающие ячейки 2-4 на выходе фазосдвигающей ячейки 4 формируется сигнал "1", который посту- 60 пает на вторые входы элементов 14 и

15. Сигнал "1" появится на выходе элемента 14, на первый вход которого поступает сигнал "1" с первого выхода ТК-триггера 13. Сигнал "1" с выхода элемента 14 поступает на вход распределителя 5. При исчезновении

"узкого" импульса на выходе фазосдвигающей ячейки 4 происходит переключение IK-триггера 13 по заднему фронту (срезу) импульса через инверсный динамический вход второго входного элемента 12. IK-триггер 13 формирует на своем втором выходе сигнал

"1", т.е. следующий выходной импульс с фазосдвигающей ячейки 4 будет направляться на вход элемента 7 для прохождения второго цикла.

Если при прохождении второго цикла некоторым импульсом с выхода генератора синхронизирующих импульсов 1 поступит в канал управления синхронизирунхрий импульс, то сигнал "0" с выхода элемента 8, поступая на инверсный вход первого элемента 9, и сигнал с генератора 1, поступая на первый вход первого элемента 9,формируют на выходе первого элемента сигнал "1", который проверяе- или подтверждает состояние IK-триггера

13 с сигналом "1" на первом выходе..

После появления сигнала "1" на выходе фазосдвигающей ячейки 4 происходит

его распределение на вход распределителя 5 и по заднему фронту импульса производится переключение IK-триггера 13 в состояние с сигналом "1" на втором выходе, т.е. подготавливается распределение следующего импульса на элемент 7 для прохождения второго цикла. Таким образом, дополнительный распределитель б представляет собой триггер со счетным входом и двумя .установочными входами, элементы периодической синхронизации, которые периодически формируют сигналы .на установочные входы IK-триггера, и выходные ключи, управляемые IK-триггером.

На фиг.2 обозначено:Ug — синхронизирующие импульсы; Пщ — опорное напряжение первой фазосдвигающей ячейки, U — опорное напряжение второй фазосДвигаюЩей Ячейки, ППЗ вЂ” опоРное напряжение третьей фазосдвигающей ячейки, ПЧ вЂ” общее напряжение управления; U z — импульсы на выходе третьей фазосдвигающей ячейки, а,а,с диапазоны изменения углов открывания вентилей фаз A,В,С.

Импульс П ц, показанный пунктиром, распределяется дополнительным распределителем б на вход элемента 7.

Импульс Uqz, показанный сплошной линией, распределяется тем же дополнительным распределителем б на вход распределителя 5 по вентилям преобразователя. Из линейных диаграмм видно,что формирование первого опорного напряжения первой фазосдвигающей ячейки 2

U> начинается с момента прихода синхроимпульса. Опорное напряжение второй фазосдвигающей ячейки 3 Пи в первый раз начинается формироваться в

1078576 момент равенства опорного напряжения первой ячейки напряжению управления.

Опорное напряжение третьей ячейки в первый раз начинает формироваться в момент равенства опорного напряжения второй фаэосдвигающей ячейки 3 напря- 5 жению управления. Опорное напряжение первой фазосдвигающей ячейки 2 повторно начинает формироваться с момента равенства первого опорного напряжения третьей фазосдвигающей ячей- 10 ки и напряжению управления. Опорное напряжение второй фаэосдвигающей ячейки 3 начинает формироваться повторно с момента равенства повторного-опорного напряжения первой )5 фазосдвигающей ячейки 2 напряжению управления. Опорное напряжение третьей фазосдвигающей ячейки 4 начинает формироваться повторно с момента равенства повторного напряжения второй фаэосдвигающей ячейки 3 напряжению управления. В момент равенства повторного опорного напряжения третьей фазосдвигающей ячейки 4 напряжению управления формируется импульс управления, распределяемый на вентиль преобразователя. В рассматриваемом случае (три последовательно соединенные ячейки) за один цикл прохождения импульса через ячейки максимальный угол сдвига составляет 90, а угол между импульсами синО хронизации — 120 . По этой причине о порядок следования импульсов Уз распределяемых на элемент 7 и на распределитель 5, будет всегда неизменным, т.е. нечетные импульсы будут распределяться дополнительным распределителем б на второй вход элемента

7, а четные — на распределитель 5.

Логические сигналы (диапазоны изменения углов открывания) а,Ъ,с отражают границы формирования импульсов управления, очередность работы вентилей и очередность распределения импульсов управления.

Таким образом, предлагаемое устройство управления позволяет о"еспечить защиту системы управления от hoмех частоты, не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения. При этом положительный эффект достигается без существенного увеличения количества фазосдвигающих ячеек.

1078576

М

@ я

1 ! у

Ы

4Pt

Фиа 1

Составитель С.Лузанов

Редактор Н.Безродная Техреду.Бабинец Корректор Ю.Макаренко

3 аказ 98 1/50 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент ", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,.4