Устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНО . ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕORPA3OBATEJIEM , содержащее блок синхронизации, выходной блок и каналы уп равления, каждый из которых содержит интегрирующий блок с зарядным коиде«сатором, параллельно которому подключен разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с соответствукхцим выходом блока синхронизации , и компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегрирупцего блока, втЪрой вход соединен с управляющим входом устройства импульсио-фаэового управления, выход предназначен для подключения через выхо(диой блок к управляющим злектродам вентилей, отличаюцеес я тем, что, с целью обеспечения постоянной чувствительности и повышения надежности путем предотвращения срывов отпирающих импульсов при изменении частоты на входе вентильного преобразователя; оно снабжено генератором миатульсов, счетчиком, регистром памяти и преобразователем код-аналог с обратно пропорциональной зависимостью, причем счетный вход счетчика соединен с выходом (Л генератора импульсов, установочный вход - с одним из выходом блока синхронизации, информационный вход регистра памяти поразрядно соединен с одним из выходов блока синхронизации , вход преобразователя код-аналог поразрядно соединен с выходом счетчика, a синхронизнруюадий вход соединен с выходом регистра памяти, вход каждого интегрирующего блока (Х соединен с выходом преобразователя а код-аналог. СП 4:; 4

ае (э

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

И ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3464985/24-07 (22) 07,07.82 (46) 15 ° 04.84. Бюл. М 14 (72) В.Л.Горнштейн, A.Ê.Êðàñoýñê«é, A.Ñ.Ðàòíèêîâ и Я.10,Солодухо (71) Всесоюзный ордена Трудового

Красного Знамени научно-нсследова тельскнй и проектный институт

"Тяжпромэлектропроект им. Ф.Б.Якубов- . ского (53) 621.316.727 (088.8) (56) 1. Справочник по преобразовательной технике. Киев, Техника, 1978, c. .234, 2. Писарев A.Ë., Деткин Л.П. Управление тнрнсторными преобразователями.

И., Энергия, 1975, с. 21-,42, рнс. 2" 1, 2-2, 2-3, 2-4. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНО

ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее блок син-; хронизации, выходной блок и каналы управления, каждый из которых содержит интегрирующий блок с зарядным конденсатором, параллельно которому подключен разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегрирующего блока, второй вход соединен с управляащим входом устройства импульси -4asosoro управления, выход предназначен для подключения через выход«ой блок к управляющим электродам ве«т«лей, о т л и.ч а ю щ е ес я тем, что, с целью обеспечения постоянной чувствительности и повышения надежности путем предотвращения срывов отпирающих импульсов при изменении частоты на входе вентильного преобразователя; оно снабжено генератором «мпульсов, счетчиком, регистром памяти и преобразователем код-аналог с обратно пропорциональной зависимостью, причем счетный вход счетчима соединен с .выходом генератора «мпульсов, установочный вход - с одним иэ выходом блокасинхронизации, информационный вход регистра памяти поразрядно соединен с одним иэ выходов блока синхрониэации, вход преобразователя код-аналог. поразрядно соединен с выходом счетчика, а с«нхронизирующий вход соединен с выходом регистра памяти, вход каждого интегрирующего блока соединен с Выходом преобразователя код-аналог.

1086544

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, предназначенным для уп авления углом включения вентилей мощных вентильних преобразователей, и может быть использовано в различных системах автоматизированного электропривода, а также в некоторых элек(троэнергетических системах.

Известно устройство для импульс но-фазового управления, содержащее 1О в каждом канале последовательно включенные сетевой фильтр, формирователь, интегратор н компаратор, второй вход которого соединен с управляющим входом устройства, а 15 выходы всех компараторов подключены к входам блока формирования и распределения отпнрающих импульсов (1) .

Однако такое устройство при переменной частоте напряжения на входе . 20 преобразователя имеет переменную чувствительность. Кроме того, увеличение частоты напряжения, питающего преобразователь, управляеьый таким устройством, при неизменном управ- 25 ляющем напряжении на его входе может привести к срыву атпирающих импульсов. Последнее связано с тем, что уменьшение частоты питающего напряжения приводит к уменьшению амплитуды пилообразного напряжения развертки, которая в результате становится меньше напряжения управления.

Наиболее близким к изобретению является устройство импульсно-фазового управления, содержащее в каждом канале интегрирующее устройство с зарядным конденсатором, разрядный ключ, параллельно подключенный к зарядному конденсатору, и коммутатор, первый вход которого соединен 40 с выходом интегрирующего устройства этого канала, а второй вход соединен с управляющим входом устройства, причем управляющий вход каждого разрядного ключа соединен с выходом 45 блока синхронизации, включающего о синхрониэирующий трансформатор, фильтры и формирователи, а выход каждого компаратора соединен с одним из входов блока формирования и 50 распределения отпирающих импульсов (2) .

Это устройство изменяет свою чувствительность при изменении часто.. ты питающего преобразователь напряжения, а увеличение частоты при неизменном управляющем напряжении также мажет привести к срыву отпирающих импульсов.

Целью изобретения является обес- 60 печение постоянной чувствительности (изменения угла включения вентилей, отнесенного к вызвавшему его приращению питающего напряжения) и повышение надежности при изменении, 5

1 частоты питающего преобразователь напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для импульснофазового управления вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, выходной блок и каналы управления, каждый из которых содержит интегрирующий блок с зарядным конденсатором, параллельно которому подключен разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегрирующего блока, второй вход соединен с управляющим входом устройства импульсно-фазового управления, выход предназначен для подключения через выходной. блок к управляющим электродам вентилей, снабжено генератором импульсов, счетчиком, регистром памяти и преобразователем код — аналог с обоатно пропорциональной зависимостью, причем счетный вход счетчика соединен с выходом генератора импульсов, установочный вход - с одним иэ выходов блока синхронизации, информационный вход реги тра памяти поразрядно соеди нен с.одним нз выходов блока синхронизации, вход преобразователя код-аналог поразрядно соединен с выходом счетчика, а синхроииэирующий вход соединен с выходом регистра памяти, вход каждого интегрирующего блока соединен с выходом преобразователя код-аналог.

На фиг. 1 показана схема устройства для импульсно-фазового управления вентильным преобразователему на фиг. 2 — диаграммы напряжейий, поясняющие его работу.

Устройство содержит блок синхронизации 1, интегрирующие блоки 2 с зарядными конденсаторами 3, разрядные ключи 4, компараторы 5, выходной блок 6, генератор 7 импульсов, счетчик 8, регистр 9 памяти и преобразователь код-аналог 10 с обрат но пропорциональным характером зависимости выходного напряжения от управляющего числа.

Устройство работает следующим образом.

К входам блока 1 синхронизации прикладывается напряжение, питающее преобразователь 2, в данном случае . трехфазное, (диаграмма 7). Блок 1 синхронизации создает на установочном входе счетчика 8 импульсы, например, шестикратной частоты (диаграмма 9). На сннхрониэирующий вход регистра памяти 9 с блока синхронизации поступают импульсы (днаграмма

8) . Ha счетный вход счетчика 8 с выхода генератора импульсов 7 посту1086544 пают импульсы (диаграмма 10) с частотой следования, во много раэ превышающей частоту питающего напряжения. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 8 в течение некоторой доли (в данном случае одной шестой) периода напряжения на входе преобразователя. В момент появления любого иэ импульсов (диаграмма 8) число, сосчитанное счетчиком 8, переписывается н регистр памяти 9, а при 10 поступлении любого из импульсов (диаграмма 9) счетчик 8 сбрасывается.

Число К импульсов, сосчитанное счетчиком и записанное в регистр памяти с некоторой точностью дискретиза- 15 ции, прямо пропорционально периоду напряжения на входе преобразователя и обратно пропорционально его частоте тс

1„

Кл б с

Иа .

Диаграммы 12-14 представляют собой осциллограммы синхроимпульсов 45 на управляющих входах разрядных ключей 4, выделяющихся в момент естественного отпирания одного из вентилей соответствующих фаз. Амплитуда пилообразного напряжения раз- 50 вертки на выходах интегрирующих блоков 2 (диаграммы 15-17) составляет в установившемся режиме лл

du)p) Мо где — постоянная интегрирования интегрирующих блоков 2.

В момент достижения напряжением раэ- 60 вертки величины управляющего напряжения ()д„о, показанной на диаграммах

15-17 горизонтальными линиями, компаратор 5 срабатывает и с блока 6 поступает отпирающий импульс на уп- 65 где — частота следования импульсов а на счетном входе счетчика 25 (диаграмма 10) .

Коэффициент б введен в знаменатель выражения (1) в связи с тем, что частота импульсов (диаграммы 8, и 9) в рассматриваемом примере : 30 шестикратна по отношению к частоте питающего преобразователь напряжения. Напряжение на выходе преобразователя код-аналог 10 обратно пропорционально величине К. 35 равляющий электрод соответствующего вентиля. Угол регулирования в установившемся режиме составляет 3u

0в.р.™мвао о л

Величина чувствительности устройства импульсно-фазового управления равна

3"Р Ъ" Р

Оо р.

Таким образом, чувствительность устройства и угол регулирования в установившемся режиме не зависят от частоты питающего преобразователь напряжения.

Блок 6 выполняет в данном случае следующие функцииг а) формирование ртпирающих импульсов rо длительности и амплитуде; б) осуществление гальванической развязки как между управляющими электродами вентилей, так и между каждым из них и устройством импульсно-фазового . управления; в) демультиплексация (распределение) отпнрающих импульсов каждого канала на два противофазных вентиля; г) сдвоение отпирающих имп льсов с импульсами соседнего, отстающего

aafil5 канала ;

Функция в выполняется блоком б лишь в тех случаях, когда пульсность преобразователя вдвое превышает канальность устройства импульсно-фазового управления (что имеет место в приведенном примере), а функция 2 выполняется блоком б только тогда, когда управление вентилями осуществляется с помощью узких сдвоенных отпирающих импульсов. Функции а и б выполняются блоком 6 во всех возможных модификациях силовой схемы при любой канальности описанного устройства и вне зависимости от используемой формы и длительности отпнрающнх импульсов. Осциллограммы отпирающих импульсов на шести выходах устройства показаны на фиг. 2 (диаграм ma 18-23) .

Рассмотрим переходный процесс в схеме.

В момент времени Ф, частота питающего преобразователь напряжения скачкообразно уменьшается в полтора раза (диаграмма 7). В момент времени напряжение на выходе преобразо2 вателя 10 (диаграмма 11) также умень-, шается, что приводит к уменьшению в полтора раза крутизны нарастания напряжений разверток (диаграммы 1517) . В результате этого угол регулирования, равный в приводимом примере

1086544

75 эл. град. через некоторое время (в данном случае треть периода) восстанавливает свое первоначальное . значение. Из диаграмм 18-23 видно, что только два отпираюадх импульса (заштрихованы на фиг. 2) поступают во время переходного процесса с углами регулирования, отличными от

75 эл.град. В реальных случаях частота питающего напряжения йзменяется не скачкообразно,а плавно,поэта- t му описанное устройство в реальных

I переходных процессах может с определенной точностью подцерживать заданный угол регулирования.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства состоит s том, что последнее сохраняет работоспособность в условиях, когда частота напряжения на входе преобразователя изменяется в достаточно широких пределах,. а кроме того, в повышении надежности устройства, 1086544

Составитель О.бар@енова

Редактор A.Гулько Техред A.Бабииец Корректор Л.Пилипенко

Ь

Заказ 2265j52 ТирЖк 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открюатий

113035, Москва, Ж-35, Раумская иаб.; д.4/5

Филиал ППП Патеит, .г. Уигород, ул. Проектная, 4