Устройство для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, работающим на обмотку возбуждения асинхронизированной машины, содержащее блок запирания неработакмцей группы вентилей, первый вход которого соединен с первым выходом задатчика напряжения, к второму и третьему входам подключены соответствующие датчики напряжения положительной и ощзицательной группы вентилей, а первый и второй выходы через управляемые ключи подключены к входам запирания соответствующих блоков управления вентильными группами, управляемые входы которых подключены к второму и третьему выходам с противоположной полярностью задатчика -напряжения, р;еБерсивньй датчик тока нагрузки с двумя выходами , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей .при работе в широком диапазоне регулирования путем перевода вентильной группы на работу с максимальными углами регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импуль сов на узкие при д: остижении тока нагрузки ниже зацс.нкого значения , оно снабжено двумя пороговыми элементами и двумя датчиками минимального тока нагрузки, а у каждого блока управления задействован вход смещения для перевода вентильной группы на работу с максимальными углами регулирования и переключения (Л блока управления с генерации широких отпирающих импульсов на узкие, к каждому из которых подключены выхо§ ды соответствующих датчиков минимального тока нагрузки, кроме того, первый выход реверсивного датчика тока нагрузки через пороговый элеоо мент подключен к первому входу первого датчика минимального тока наг Kj рузки, а второй выход реверсивного датчика тока нагрузки через другой 4 пороговый элемент - к первому входу второго датчика минимального тока нагрузки, к вторым входам датчиков минимального тока Hai рузки подключены выходы соответствующих датчиков напряжения. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что датчик минимального тока нагрузки выполнен на шести двухвходовых элементах И-НЕ и цепочки выдержки времени, причем выход датчика напряжения подключен

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (и)

g(g) Н 02 P 13/16

OCYQAPCTBEHHblA HOMNTET CCC

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABT0PCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ м т " " e 9 FJ р Г

1 (21) 3534243/24-07 (22) 03.01.83 (46) 23.03.84. Бюл. ¹ 11 (72) Е.В.Жданов и Г.С.Иванова (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И.Ленина (53) 621.316.727(088 ° 8) (56) 1; Авторское свидетельство СССР № 613477, кл. Н 02 Р 9/14, Н 02 Р 13/16, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

И 649118, кл. Н 02 P 9/14, Н 02 P 13/16, 1975.

3, Авторское свидетельство СССР № 951628, кл. Н 02 P 13/16, 1980.

4. Данюшевская Е.Ю. Тиристорные реверсивные электроприводы постоянного тока. М., "Энергия", 1970, с. 1-14, рис. 7. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, работающим на обмотку возбуждения асинхронизированной машины, содержащее блок закирания неработающей группы вентилей, первый вход которого соединен с первым выходом задатчика напряжения, к второму и третьему входам подключены соответствующие датчики напряжения положительной и отрицательной группы вентилей, а первый и второй выходы через управляемые ключи. подключены к входам запирания соответствующих блоков управления вентильными группамн, управляемые входы которых подключены к второму и третьему выходам с противоположной полярностью задатчика напряжения, раверсивный датчик тока нагрузки с двумя .выходами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональHbJx возможностей при работе в широ. ком диапазоне регулирования путем перевода вентильной группы на работу с максимальными углами регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импуль сов на узкие при достижении тока нагрузки ниже заданного значения, оно снабжено двумя пороговыми элементами и двумя датчиками минимального тока нагрузки, а у каждого блока управления задействован вход смещения для перевода вентильной группы на работу с максимальными угла-Е

И ми регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импульсов на узкие, к Св каждому из которых подключены выходы соответствующих датчиков миниЪ мального тока нагрузки, кроме того, первый выход реверсивного датчика тока нагрузки через пороговый элемент подключен к первому входу первого датчика минимального тока нагРузки, а второй выход реверсивного датчика тока нагрузки через другой пороговый элемент — к первому входу второго датчика минимального тока нагрузки, к вторым входам датчиков минимального тока на1 рузки подключены выходы соответствующих датчиков напряжения.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик минимального тока нагрузки выполнен на шести двухвходовых элементах И-НЕ и цепочки выдержки времени, причем выход датчика напряжения подключен

10817 к первому и второму входам первого элемента И-НЕ и к первому входу второго элемента И-НЕ, а выход порогового элемента — к вторым входам второго и третьего элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому и второму входам четверто"

ro элемента И-НЕ, выход второго эле74 мента И-НЕ подключен к первому и второму входам пятого элемента И-НЕ, выход которого через цепочку выдержки времени подключен к второму входу шестого элемента И-НЕ, к первому входу которого подключен выход четвертого элемента И-НЕ, вьгход шестого элемента И-НЕ является выходом датчика минимального тока нагрузки.

Изобретение относится к системе управления реверсивным вентильным преобразователем (непосредственным преобразователем частоты) при рабо-. те на обмотку возбуждения асинхронизированных машин с широким диапазоном регулирования.

Известно устройство для управления реверсивным вентильным преобразователем (непосредственным преобра- 10 зователем частоты), работающим на обмотку возбуждения машины переменного тока, содержащее блок эапирания неработающей группы вентилей, релейные элементы знака сигнала управления и тока нагрузки, включенные на .вход блока запирания неработающей группы вентилей, выход которого подключен к блокам управления вентиль ных групп (1 3.

Недостатком данного устройства является недостаточно широкие функциональные возможности, выражающиеся в нарушении переключения вентильных групп. Нарушение переключения происходит при работе асинхронизированной машины на холостом ходу с малой величиной скольжения, что соответствует минимальному напряжению управления. Данный режим работы преобразователя характерен тем, что он работает на большую индуктивную нагрузку, и, следовательно, датчик тока нагрузки должен обладать большой чувствительностью. Кроме того, преобразователь в большинстве случаев питается от синхронного генератора, расположенного на валу асинхронизированной машины, скорость вращения которой меняется, соответственно меняется и частота напряжения пита20

1 ния преобразователя, что вызывает дрейф фазовых характеристик. При работе преобразователя на большую индуктивную нагрузку при незначительном дрейфе фазовых характеристик или. при начальном согласовании вентильных групп с незначительным "нахлестом" напряжения управления обратного знака бывает недостаточно для прекращения протекания тока нагрузки, в результате чего нарушается переключение групп.

Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является устройство для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем, работающим на обмотку возбуждения асинхронизированной машины, содержащее блок запирания неработающей группы вентилей, к входам которого подключены датчики напряжения вентильных групп и автоматический регулятор возбуждения, а вьгходы через элементы запирания подключены на первые входы блоков управления вентильных групп, вторые входы блоков управления подключены к выходу автоматического регулятора, реверсивный датчик тока нагрузки с двумя выходами Г2 ).

Недостатком известного устройст-, ва является недостаточно широкие функциональные возможности при работе в широком диапазоне регулирования.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при работе преобразователя в широком диапазоне регулирования путем перевода вентильной группы на работу с

1774 4

3 108 максимальными углами регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импульсов на узкие при достижении тока нагрузки ниже заданного значения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем, работающим на обмотку возбуждения асинхронизирован- io ной машины, содержащее блок запирания неработающей группы вентилей, первый вход которого соединен с первым выходом задатчика напряжения, к второму и третьему входам подключе- 15 ны соответствующие датчики напряжения положительной и отрицательной группы вентилей, а первый и второй выходы через управляемые ключи подключены.к входам запирания соответ- щ ствующих блоков управления вентильными группами, управляемые входы которых подключены к второму и третьему выходам с противоположной полярностью задатчика напряжения, 25 реверсивный датчик тока нагрузки с двумя выходами, снабжено двумя поро-. говыми элементами и двумя датчиками ! минимального тока нагрузки, а у каждого блока управления задействован вход смещения для перевода вентильной группы на работу с максимальными углами регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импульсов на узкие

35 к каждому из которых подключены выходы соответствующих датчиков минимального тока нагрузки, кроме того, первый выход реверсивного датчика тока нагрузки через пороговый.эле40 мент подключен к первому входу первого датчика минимального тока нагрузки, а второй выход реверсивного датчика тока нагрузки через другой пороговый элемент — к первому входу

45 второго датчика минимального тока нагрузки, к вторым входам датчиков минимального тока нагрузки подключены выходы соответствующих датчиков напряжения.

Датчик минимального тока нагрузки выполнен на шести двухвходовых эле" ментах И-НЕ и цепочки выдержки времени, причем выход датчика напряжения подключен к первому и второму 55 входам первого элемента И-НЕ и к первому входу второго элемента И-НЕ, а выход порогового элемента — к вторым входам второго и третьего элементов

И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подклю чен к первому и второму входам четвертого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ подключен к первому и второму входам пятого элемента ИНЕ, выход которого через цепочку выдержки времени подключен к второму входу шестого элемента И-НЕ, к первому входу которого подключен выход четвертого элемента И-НЕ, выход шестого элемента И-НЕ является . выходом датчика минимального тока нагрузки.

На фиг. 1 приведена схема устройства для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем; на фиг. 2 — схема датчика минимального Фока нагрузки; на фиг.3схема блока управления; на фиг. 4— схема блока запирания неработающей группы вентилей.

Предлагаемое устройство (фиг.1) содержит блок 1 запирания неработающей группы вентилей, к первому, второму, третьему входам которого подключены датчики 2 и 3 напряжения вентильных групп и задатчик 4 напряжения, а выходы через управляемые ключи 5 и б подключены на входы запирания блоков 7 и 8 управления вентильных групп 9 и 10, а управляемые входы блоков управления подключены к второму и третьему входам задатчика напряжения, реверсивный датчик 11 тока нагрузки, два пороговых элемента 12 и 13 и два датчика 14 и 15 минимального тока нагрузки, а у каждого блока управления задействован вход смещения 16, причем первый выход реверсивного датчика 11 тока нагрузки через пороговый элемент 12 подключен к первому входу датчика

14 минимального тока нагрузки, а второ, выход через пороговый элемент

13 — к первому входу датчика 15 минимального тока, к вторым входам датчиков минимального тока нагрузки подключены выходы соответствующих датчиков напряжения 2 и 3, выходы каждого датчика минимального тока нагрузки подключены к входам смеще ния 16 блоков управления 7 и 8.

Датчик минимального тока нагрузки (фиг. 2) содержит двухвходовые эле-. менты И-НЕ 17 — 22, цепочку выдерж1081774

Блок управления работает следующим образом.

Блок 26 формирует .опорное напряже-З5 ние, которое сравнивается с сигналом управления блока аапирания неработающей группы 1 в компараторе 27, где формируется широкий импульс, который через сумматор 32 поступает на вход усилителя 29, где широкий импульс заполняется импульсами высокой частоты, поступающими на другой вход усилителя 29 от генератора

28. Выходное напряжение усилителя

29 через выпрямитель 30 поступает на управляющие электроды тиристоров преобразователя. Напряжение с блока

26 подается также на формирователь33 узких импульсов с максимальным углом регулирования, которые проходят через элемент И 34 только при наличии широкого импульса. При раздельном управленйи реверсивным преобразователем и снижении тока нагрузки ниже заданного значения на дополнительном входе 16 появляется сигнал от датчика минимального тока ки времени 23 — 25, причем выход датчика напряжения 2 (3) подключен к первому и второму входам элемента

И-НЕ 17 и к первому входу элемента

И-НЕ 18, а выход порогового элемента 12 (13) — к вторым входам элементов И-НЕ 18 и 19, выход элемента

И-НЕ 17 подключен к первому входу элемента И-НЕ 19, выход которого подключен к первому и второму входам элемента И-НЕ 20, выход элемента И-НЕ 18 " к первому и второму входам элемента И-НЕ 21, выход которого через цепочку выдержки времени

23 — 25 подключен к второму входу элемента И-НЕ 22, к первому входу которого подключен выход элемента

И-НЕ 20.

На фиг. 3 приведена схема блока управления, выполненная на основе (31 и содержащая блок 26 синхронизации, подключенный к компаратору

27, задающий генератор 28, через первый вход усилителя 29 мощности подключенный к двухполупериодному выпрямителю 30, сумматоры 31 и 32, формирователь 33 узких импульсов, подключенный к элементу И 34, блок

35 запирания. Схема снабжена дополнительным входом смещения 16, подключенным в общую шину компаратора

27 и сумматора 31.

I0

30 нагрузки, который подается на компаратор 27 и прекращает генерацию широких импульсов. Одновременно сигнал блока запирания неработающей группы 1 через сумматор 31 поступает на второй вход элемента И 34 и разрешает прохождение узких импульсов. После закрытия тиристоров с выхода блока 1 через блок 35 подается сигнал на вход усилителя 29, который полностью запирает усилитель и прекращает прохождение как широких, так и узких импульсов.

На фиг.4 приведена схема блока запирания неработающей группы L4), содержащая три релейных элемента 36

38, три элемента ИЛИ-НЕ 39 — 41, два элемента 42 и 43 односторонней выдержки времени и два усилителя 44 и 45, причем вход первого релейного элемента 36 подключен к выходу датчика 2 напряжения, а выход — к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 39 и первому входу элемента 43 односторонней выдержки времени, вход релейного элемента 37 подключен к выходу задатчика 4 напряжения, а выход — к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 41 и через элемент ИЛИ-НЕ 40 к второму входу элемента ИЛИ-НЕ 38, вход релейного элемента 38 подключен к выходу датчика 3 напряжения, а выход — к второму входу элемента ИЛИ-НЕ 41 и к второму входу элемента 42 относторонней выдержки времени, выход элемента ИЛИНЕ 39 подключен к первому входу элемента 42 односторонней выдержки времени, первый и второй выходы которого подключены к усилителю 44, выход которого подключен к управляемому ключу 5 вентильной группы 9, выход элемента ИЛИ-НЕ 41 подключен к второму входу элемента 43 односторонней выдержки времени, первый и второй выходы которого подключены к усилителю 45, выход которого подключен к управляемому ключу 6 второй вентильной группы 10.

Схема блока работает следующим образом.

Подают сигнал управления в противофазах на блоки 7 и 8 управления вентильных групп 9 и 10 и одновременно на вход релейного элемента 37.

Включают вентильную группу согласно знака управления на входе элемента 37, например, сигналом положительной полярности включают первую

81774

5

7 10 группу 9, контролируют проводящее состояние вентилей датчиком 2 напряжения и его сигналом поддерживают данную вентильную группу во включенном состоянии и блокируют сигнал управления до момента прекращения протекания тока нагрузки (проводящего состояния вентилей). После выключения работавшей группы ее запирают и через заданную выдержку време- 1 ни разрешают подключение вентильной группы согласно полярности сигнала управления. Может включиться уже работавшая группа, может включиться и противоположная. Работа вторбй 1 группы аналогична. Элементы 42 и 43 односторонней выдержки времени безынерционно разрешают прохождение сигнала на запирание и с выдержкой времени на разрешение, что обеспечи- 2 вает переключение с одной вентильной группы на другую через запертое состояние обеих групп.

Устройство для управления реверсивным вентильным преобразователем 25 работает следующим образом.

Подают напряжение управления от задатчика 4 напряжения с противоположными полярностями на блоки 2 и 3

1 управления вентильных групп 9 и 10 30 .и одновременно на вход блока запирания неработающей группы вентилей 1. Включают вентильную группу согласно знаку напряжения управления на входе блока запирания неработающей

35 группы вентилей. Контролируют проводящее состояние вентилей работающей группы, например,9 и датчиком

2 напряжения поддерживают ее во включенном состоянии и блокируют напря- 40 жение управления на входе блока 1.

Измеряют ток нагрузки реверсивным датчиком 11 тока нагрузки и при достижении током заданного значения, например группы 9, на выходе поро- 45 гового элемента 12 формируют логический сигнал, который подается на датчик 14 минимального тока нагрузки, на второй вход которого приходит сигнал с датчика 2 напряжения.

Принципиально датчик ? напряжения обладает большой чувствительностью к величине тока нагрузки по отношению к пороговому элементу 12. Кроме того, чувстсвительность порогового элемента 12 устанавливается íà определенном уровне тока нагрузки. Следовательно, .при наличии сигнала от датчика 2 напряжения и прекращении сигнала с реверсивного датчика 11 тока нагрузки на время выдержки времени, определяемое цепочкой выдержки времени 23 — 25, на выходе датчика 14 минимального тока нагрузки форимруется сигнал, который подается на вход 16 блока 7 управления и переводит вентильную группу на ра боту с максимальными углами регулирования и на работу с узкими импульсами управления. При прекращении поступления сигнала с датчика 2 напряжения, при наличии сигнала на цепочки выдержки времени на выходе датчика 14 минимального тока нагруз-!

:ки сигнал снимается. Величина выдержки времени выбирается из условия времени гашения поля возбуждения инверторным режимом с заданного значения тока. В общем слуаче, время можно выбрать значительно больше необходимого времени гашения поля, так как при закрытии группы (отсутствии сигнала датчика напряжения) сигнал на выходе датчика 14 минимального тока нагрузки снимается.

При работе второй вентильной группы 10 работа устройства аналогична.

Применение данного устройства для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем, работающим на обмотку возбуждения асинхронизированной машины, обеспечивает расширение функциональных возможностей при работе в широком диапазоне регулирования, что обеспечивает переключение вентильншх групп при работе машины на холостом ходу с малой величиной скольжения, что улучшает условия эксплуатации путем сокращения времени пуска машины.

1081774

1081774 игЗ

Фиг.4

Составитель Н.Савинова

Техред N.Ky3+MB Корректор В.Бутяга

Р едактор С . Лыжов а филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 1563/51 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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