Устройство для контроля системы управления преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ , питающимся от трехфазной сети переменного тока, содержащее трехфазный трансформатор , соединенный по схеметреугольник-звезда с нулем, первый истощшк постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каждый из которых включает в себя основной транзистор, базой подключенный к выводу вторичной обмотки трансформатора соответствующей фазы, а эмиттером - к положительному полюсу первого источника постоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, первый и второй основные резисторы, два тиристора, катодами подключенных к отрицательному полюсу первого источника постоянного тока, анод первого тиристора через последовательно вклю4etfflbie третий основной резистор, основной конденсатор и основной ключ подключен к управляющему электроду второго тиристора, общая точка третьего основного резистора и основного конденсатора подключена к катоду диода, анод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены по числу фаз дополнительные транзистор, конденсатор, семь резисторов и ключ, выпрямительный мост на четырех диодах , второй источник постоянного тока и переключатель на четыре группы контактов, причем коллектор основ}юго транзистора через последовательно включещште первый основной резистор и первый дополнительный, резистор подключен к аноду первого тиристора, а через последовательно включенные второй основной резистор и второй дополнительный резистор - к аноду второго тиристора, к общей точке первого основного и первого дополш1тельного резисторов подключен первый вывод третьего допол штельного резистора, второй вывод которого подключен к общей точке второго основного и второго дополнительного резисторов, причем выводы третьего (Л дополнительного резистора служат выходами устройства, анод второго тиристора через последовательно соединенные дополнителыгый ключ и четвертый дополнительный резистор подключен к катоду второго тиристора, дополнительный транзистор через замьпсающий контакт первой группы переключателя базой oak Э подключен к положительному выводу соотвс-тствующего канала системы управления преобX ) разователем, а через замыкаюашй контакт :j второй группы переключателя к отрицаСП тельному выводу этого же канала системы ;д управления преобразователем, эмиттером подключен к отрицательному полюсу второго источника постоянного тока, а коллектором через дополнительный ковденсатор - к первому входу выпрямительного моста, второй вход которого подключен к положительному полюсу второго источника постоянного тока и общей точке цепочки из последовательно соединешп 1х пятого И щестого дополнительных резисторов, включенной параллельно допол1штельному конденсатору, отрицательный вывод выпрямительного моста через замыка

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Соа4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(59 Н 02 Н 7 12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHFbITMA (21) 3569554/24 — 07 (22) 30.03.83 (46) 15.08.84. Бюл. N 30 (72) В. С. Сочинский и В. Ф. Горячев (71) Комсомольский-на Амуре политехнический институт (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР по за-1явке Р 3370589/24 — 07, кл. Н 02 Н 7/12, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке N 3344217/24 — 07, кл. Н 02 М 1/18, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, питающимся от трехфазной сети переменного тока, содержащее трехфазный трансформатор, соединенный по схеме треугольник-звезда с нулем, первый источник постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каждый из которых включает в себя основной транзистор, базой подключенный к выводу вторичной обмотки трансформатора соответствующей фазы, а эмиттером — к положительному полюсу первого источника постоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, первый и второй основные резисторы, два тиристора, катодами подключенных к отрицательному полюсу первого источника постоянного тока, анод первого тиристора через последовательно включенные третий основной резистор, основной конденсатор и основной ключ подключен к управляющему электроду второго тиристора, общая точка третьего основного резистора и основного конденсатора подключена к катоду диода, анод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены по числу фаз дополнительные

»во Е10Е ВА транзистор, конденсатор, семь резисторов и ключ, выпрямительный мост на четырех диодах, второй источник постоянного тока и переключатель на четыре группы контактов, причем коллектор основного транзистора через последовательно включенные первый основной резистор и первый дололнительньш, резистор подключен к аноду первого тиристора, а через последовательно включенные второй основной резистор и второй дополнительный резистор — к аноду второго тиристора, к общей точке первого основного и первого дополш(тельного резисторов подключен первый вывод третьего дополшттельного резистора, второй вывод которого подключен к обшей точке второго основного и второго дополнительного резисторов, причем выводы третьего дополнительного резистора служат выходами устройства, анод второго тиристора через последовательно соединенные дополнительный ключ и четвертый дополнительный резистор подключен к катоду второго тиристора, дополнительный транзистор через замыкающий контакт первой группы переключателя базой подключен к положительному выводу соответствующего канала системы управления преобразователем, а через замыкающий контакт второй группы переключателя — к отрицательному выводу этого же канала системы управления преобразователем, эмиттером подключен к отрицательному полюсу второго источника постоянного тока, а коллектором через дополнительный конденсатор — к первому входу вынрямительного моста, второй вход которого подключен к положительному полюсу второго источника постоянного тока и обшей точке цепочки из последовательно соединещгых пятого и шестого дополнительных резисторов, включенной параллельно дополнительному конденсатору, отрицательный вывод выпрямительного .моста через замыкающий контакт третьей группы переключателя подключен к отрицательному лолюсу первоI го источника постоянного тока, а положитель. ный вывод выпрямительного моста через замыкающий контакт четвертой группы переключателя подключен к управляющему электроду первого тиристора и аноцу диода, управляющий электрод первого тиристора через последовательно соединенные размыкающие контакты первой и четвертой групп переклю1)08555 чателя подключен к положительному выводу системы управления преобразователем, уп. равляющий электрод второго тиристора через седьмой дополнительный резистор — - к его катоду, а катоды обоих тиристоров через последовательно соединенные размыкающие контакты второй и третьей групп переключателя — к отрицательному выводу системы управления преобразователем.

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и наладки систем унравления вентильных преобразователей.

Известно устройство для контроля системы управления преобразователем, содержащее трехфазный трансформатор, соединенный по схеме треугольник-звезда с нулем, источник постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каждый из которых состоит <0 ,из основного и дополнительного транзисторов, базы которых подключены к вторичной обмотке трансформатора, а эмиттеры — к положительному полюсу источника постоянного тока, тиристора, подключенного последователь fS но с основным транзистором, выходным элементом и переменным резистором к отрица- . тельному полюсу источника постоянного тока, двух дополнительных последовательно соединенных резисторов, подключенных параллель- 2п но конденсатору. общая точка резисторов подключена к катоду тиристора и отрицательному полюсу источника постоянного тока, причем к выходу системы импульснофазового управления подключен через кон- 25 денсатор и контакт кнопки управления коллектор дополнительного транзистора, а через диод — управляющий электрод тиристора f 1).

Недостаток ° данного устройства — невозможность контроля сдвоенных импульсов и чо их длительности, I

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности достигаемого эффекта является устройство для контроля системы управления преобразователем, питающимся

35 от трехфазной сети переменного тока, содержагцее трехфазный трансформатор, соединенный по схеме треугольник-звезда с нулем, источник постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каждый из которых

40 включает в себя транзистор, базой подклю2 ченный к выводу вторичной обмотки трансформатора соответствующей фазы, а змиттером — к положительному полюсу источника постоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, первый и второй резисторы, два тиристора, катодами подключенных к отрицательному полюсу источника постоянного тока, анод первого тиристора через последовательно включенные третий резистор, конденсатор и ключ подключен к управляющему электроду второго тиристора, общая точка третьего резистора и конденсатора подключена к катоду диода, анод которого подключен к управляющеМу электроду первого птристора (2).

Недостатком известного устройства является невозможность контроля длительности импульсов управления на вентилях преобразователя, Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможндсти контроля длительности импульсов управления.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для контроля системы управления преобразователем, питающимся от трехзвенной сети переменного тока, содержащее трехфазный трансформатор, соединенный по схеме треугольник-звезда с нулем, первый источник постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаэ, каждый из которых включает в себя основной транзистор, базой подключенный к выводу вторичной обмотки трансформатора соответствующей фазы, а эмиттером — к положительному полюсу первого источника постоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, первый и второй основные резисторы, два тиристора, катодами подключенных к отрицательному полюсу первого источника постоянного тока, анод первого тиристора че

1108555 рез последовательно включенные третий основной резистор, основной конденсатор и основной ключ подключен к управляющему электроду второго тиристора, общая точка третьего основного резистора и основного кон денсатора подключена к катоду диода, анод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора, введены по числу фаз дополнительные транзистор, конденсатор, семь резисторов и ключ, выпрямительный мост на четырех диодах, источник постоянного тока и переключатель на четыре группы контактов, причем коллектор основного транзистора через последовательно включенные первый основной резистор и первый дополнительный резистор подключен к аноду первого тиристора, а через последовательно включенные второй основной резистор и второй дополнительный резистор — к аноду - второго тиристора, к обшей точке первого основного и первого дополнительного резисторов подключен первый вывод третьего дополнительного резистора, второй вывод которого подключен к общей точке второго основного н второго дополнительного резисторов, причем выводы третьего дополнительного резистора служат выходами устройства, анод второго тиристора через последовательно соединенные дополнительный ключ и четвертый дополнительный резистор подключен к катоду второго тиристора, дополнительный транзистор через замыкающий контакт первой группы переключателя базой подключен к положительному выводу соответствующего канала системы управления преоб. разователем, через замыкающий контакт второй группы переключателя — к отрицательному выводу этого же канала системы управ. ления. преобразователем, эмиттером подключен к отрицательному полюсу второго источника постоянного тока, а коллектором через дополнительный конденсатор — к первому входу выпрямительного моста, второй вход которого подключен к положительному полюсу второго источника постоянного тока и общей точке цепочки из последовательно соединенных пятого и шестого дополнительных резисторов, включенной параллельно дополнительному конденсатору, отрицательный вывод выпрямительного моста через замыкающий контакт третьей группы переключателя подключен к отрицательному полюсу первого источника постоянного тока, а положительный вывод через замыкающий контакт четвертой группы переключателя — к управляющему электроду первого тиристора и аноду диода, управляющий электрод первого тиристора через последовательно соединенные размыкающие контакты первой и четвертой группы переключателя подключен к положительному выводу системы управления преобразователем, управляющий электрод второго тиристора через седьмой дополнительный резистор — к его катоду, а катоды обоих тиристоров через последовательно соединенные размыкающие контакты второй и третьей групп переключателя — к отрицательному выводу системы. управления преобразователем.

На фиг. 1 представлена схема устройства

1а для контроля системы управления преобразователем; на фиг. 2 — диаграммы напряжений.

Устройство для контроля системы 1 управления преобразователем содержит трехфазный трансформатор 2, соединенный по схеме треугольник-звезда с нулем, первый источник 3 постоянного тока, положительный полюс которого подключен к нулевому выво- . ду вторичной обмотки трансформатора, второй источник 4 постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каждьй из которых состоит из основного транзистора 5, базой подключенного к выводу вторичной обмотки трансформатора 2 соответствующей фазы, а змиттером — к положительному полюсу источника 3 постоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора 2. Коллектор транзистора 5 через последовательно включенные первый основной

ЗО резистор 6 и первый дополнительный резистор

7 подключен к аноду первого тиристора 8 и через последовательно включенные второй основной резистор 9 и второй дополнительный резистор 10 — к аноду второго тиристора 11. К общей точке первого основного и и первого дополнительного 7 резистора подключен третий дополнительный резистор 12, второй вывод которого подключен к общей точке второго основного 9 и второго допол4р кительного 10 резисторов, причем выводы . третьего дополнительного резистора 12 служат выходом устройства. Анод второго тиристора

11 через последовательно соединенные дополнительный ключ 13 и четвертый дополнитель45 ный резистор 14 подключен к катоду тиристора 11. Анод первого тиристора 8 через последовательно включенные третий основной резистор 15, основной конденсатор 16 и основной ключ 17 подключен к управляющему

50 элек роду втор го ристор 11 Общ ox ка резистора 15 и конденсатора 16 подключена к катоду основного диода 18, анод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора 8.

Управляющий электрод тиристора 8 через последовательно соединенные размыкающие контакты четвертой 19 и первой 20 групп переключателя 21 соединен с положительным выводом соответствующего канала системы

5 11

1 управления преобразователем. Отрицательный вывод этого канала системы управления через последовательно соединенные размьпсающие контакты второй 22 и третьей

23 групп переключателя 21 подключен к катодам тиристоров 8 и 11.

Дополнительный транзистор 24 эмиттером подключен к отрицательному полюсу дополнительного источника 4 постоянного тока и через замыкающий контакт группы 22 переключателя 21 к отрицательному выводу системы 1 управления преобразователем. База транзистора 24 подключена через замыкающий контакт группы 20 переключателя 21 к ,положительному выводу системы 1 управления, а коллектор через дополнительный кон денсатор 25 — к первому входу выпрями. тельного моста .26 из четырех диодов 2730. Второй вход моста 26 подключен к положительному полюсу источника 4 постоянного тока и общей точке цепочки из последоватецьно соединенных пятого 31 и птестого 32 дополнительных.резисторов, которая включена параллельно конденсатору 25. Положительный полюс выпрямительного моста 26 через замыкающий контакт четвертой группы

19 переключателя 21 подключен к управляющему электроду тиристора 8 и аноду диода 18, а отрицательный полюс выпрямительного моста 26 через замыкающий контакт третьей группы 23 переключателя 21 — к катодам тиристоров 8 и 11 и отрицательному полюсу источника 3, Управляющий электрод тиристора 11 через резистор 33 подключен к

его катоду.

На фиг. 2 представлены диаграммы напряжений, где Š—. анодное напряжение фазы А, eL — угол регулирования, U — управляющий импульс системы 1 управления преобразователем (фиг. 1), 0 „, 0,0„ — потенциалы точек N и М отйосительйо отрицательного полюса источника 3 постоянного тока и разность потенциалов в точках ММ,Ц, — напря. жение па коллекторе транзистора 24 (в точке К, фиг. 1), |J> — напряжение на резисторе 32 (в точке Д, фиг, 1), U — напряжение, на выходе выпрямительного моста 26, (3y (/ 1, 13„и „вЂ” потенциалы точек М и М относительно отрицательного полюса источника 3 постоягного тока и разность поте щиалов в точках М и М (фиг. 1). Индексы, 1 соответствуют первому положению переключателя 21 (как показано на фиг. 1), а итщексы

2 — к другому положению переключателя 21.

Устройство для контроля системы управления преобразователем работает следутощим образом.

Синусоидальное напряжение на базах транзисторов 5 синхронизировано с анодным на08555 б

55 пряже нем преобразователя. Система. 1 управления формирует сдвоенные импульсы, сдвинутые относительно друг друга, например, на 60 эл. град.

Нагрузкой транзистора 5 является мост, образованйый элементами 6 — 11. Выходом устройства является резистор 12, включенный в диагональ моста. Мост сбалансирован так (при разомкнутом ключе 13), что при равенстве токов, протекающих по элементам

6 — 8 и 9 — 11. между собой, разность потенциалов в точках М ч равна нулю, При разомкнутом ключе 13 ток через элементы

6 — 7 и 9 — 11 протекает только при одновременно открытых транзисторе 5 и тиристорах 8 и 11, т.е. когда к базе транзистора 5 приложено отрицательное напряжение и одновременно управляющие импульсы на тиристоры 8 и 11, поступающие от системы 1 импульсно-фазового управления.

Для измерения фазового сдвига управляющего импульса системы управления преобразователем (т.е. угла регулирования с ключ

13 замыкают, ключ 17 размыкают, переключатель 21 устанавливают в первое положение . (как показано на фиг, 1), Сопротивление резистора 14 устанавливают равным сопротивлению открытого тиристора 11. При замкнутом ключе 13 и d,=î токи, протекающие по элементам 6 — 8 и 9, 10, 13 и 14 равны между собой, так как тиристор 8 открывается управляющим импульсом в начале отрицательного полупериода аноцного напряжения, а тиристор 11 шунтирован резистором 1 4.

При этом разность потенциалов в точках М и и равна нулю.

При 0 (с (180 ток через элементы

9, 10, 13 и 14 протекает в течение всего нолупериода, а через элементы 6 — 8 только с момента прихода управляющего импульса от системы 1 управления и до конца полупериода. Так как средние значения токов в ветвях, образованных элементами 6 — S u

9, 10, 13 и 14, в этом случае не равны между собой, то средние значения потенциалов точек9и И также не равны, причем разность потенциалов 11М (фиг. 2) будет

N пропорциональна разности средних токов в ветвях за период (или разности длительностей протекания токов в ветвях, образованных элементами 6 — 8 и 9, 10, 13 и 14). т.е. углу регулирования с(Поступление второго из сдвоенных импульсов не изменяет состояние схемы, так как ключ 17 разомкнут.

Таким образом, фазовый сдвиг управляющего импульса системы. управления преобразователем относительно анодного напряжения

110

8555

7 (т,е. угол регулирования с ) определяется средним значением:напряжения i на выходе устройства (резистор 12).

Дпя измерения длительности управляющего импульса переключателя 21 устанавлиьают в друтое положение, ключ 13 размыкают, ключ

17 замыкают. При этом на базу транзистора

24 поступают сдвоенные положительные импульсы управления U системы 1 управлено друг друта, например, на 60 эл. град. При поступлении первого из сдвоенных импульсов на коллекторе транзистора 24 формируется импульс О прямоугольной формы г (фиг. 2), длительность которого равна дли- 15 тельности импульса управления U . ИмИ пульс Ук затем дифференцируется RC-цег почкой, состоящей из элементов 25 и 32. Полученные после дифференцирования импульсы

U> (фиг. 2) выпрямляются выпрямитель- >р ным мостом 26 и через замыкающие контакты 19 и 23 переключателя 21 поступают на управляющий электрод тиристора 8. При поступлении второго из сдвоенных импульсов Ои сдвинУтого относительного пеРво- 25 го на 60 эл, град., на коллекторе транзистора 24 формируется второй импульс U (сдвинутый относительно первого на 60 ), который затем дифференцируется RC-цепочкой, состоящей из элементов 25.и 32. Полу30 ченные после дифференцирования еще два импульса О выпрямляются выпрямительным мостом 26 и через замыкающие контак- ты 19 и 23 переключателя 21 поступают на управляющий электрод тиристора 8. Таким образом, в течение полупериода анодного на35 пряжения на управляющий электрод тиристора 8 с выпрямительного моста 26 поступают две пары импульсов Ов„со сдвигом меж2 ду парами 60 эл. град., а фазовый сдвиг

40 между импульсами в паре равен ширине импульса управления 0 . и

Пока закрыт тиристор 8, диод 18 имеет обратное смещение, равное напряжению источника 3 постоянного тока. Первый из продифференцированных импульсов U (фиг.2), Вг . сдвинутый относительно анодного напряжения

Е на некоторый угол о откроет только тиристор 8 и потенциал точки М возрастает до значения UIr . Через тиристор 8 и ре2 зистор 15 и 33 разрядится конденсатор 16, подготовив тем самым к включению тиристор 11. При поступлении второго из импульсов 116 открытое состояние тиристора 8 не г изменится, а тиристор 11 откроется, что приведет к увеличению потенциала точки Й до значения Оь, (фиг. 2). Вторая пара им2 пульсов U „сдвинутая относительно пер.

2 вой на 60 эл. град. не изменит состояТаким образом, устройство позволяет снимать характеристики системы управления преобразователем одновременно по всем каналам, определять асимметрию импульсов управления, контролировать наличие сдвоенных импульсов системы управления и их длительность.

8 ния схемы (потенциалы точек А1 и М ), так как тиристоры 8 и II уже открыты первой парой импульсов Ii „. Таким обВг разом, среднее значение разности потенциалов (Jy будет пропорционально фазовому сдвигу между продифференцировалными им1тульсами, (.) (или Ц ) первой г ег пары, т,е. длительности импульса управления, При изменении полярности напряжения на ния преобразователем, сдвинутые относитель- 10 базе транзистора 5 он запирается, а вместе с с пим запираются тиристоры 8 и 11. Для контроля наличия сдвоенных импульсов переключатель 21 уста авливают в первое положение (как показано на фиг, 1), ключ

13 размыкают, ключ 17 замыкают.

При этом первый из сдвоенных импульсов открывает тиристор 8, По элементам

6 — 8, 9 и 12 потечет ток, потенциал точки Й возрастет и его значение будет сохраняться до конца полупериода (x.е, до тех пор, пока открыт тиристор 8). Конденсатор 16, ранее заряженный до напряжения источника 3 питания по цепи эмиттерколлектор транзистора 5 — последовательно включешгые резисторы 6, 7, 15 - ключ 17— резистор 33, разрядится по цепи резистор

15 — открытый тиристор 8 — резистор 33 и тем самым подготовит к включеипо тнристор 11. Второй из сдвоенных импульсов откроет тиристор 11, не изменяя открытого состояния тиристора 8. При этом по элементам 9 — 11 потечет ток и потепц;::ш точки N возрастет до значения потенциала точки IA. При этом ток в резисторе 12 станет равным нулю, разность потенциалов между точками М и и тоже станет равной нулю и не изменится до конца полупериода.

Таким образом, разность потенциала между точками М и N (ток через резистор 12) появляется только в течише времени между первым и вторым из сдвоенных импульсов. Уменьшение среднего значения разности потенциалов между точками М и М (или среднего тока через резистор 12) при замыкании ключа 17 (при неизменном угле

К ) свидетельствует о наличии второго из сдвоенных импульсов. Если же разность потенциалов при замыкании ключа 17 не уменьшается, то из системы управления поступает, только один импульс.

Применение изобретения позволяет рас- . ширить функциональные возможности устройства для контроля системы управления!

О преобразователем путем обеспечения контроля длительности импульсов управления.

1108555

Составитель О. Мещерякова

Техред О.Неце Корректор М. Шарощи

Редактор. Л. Пчелинская

Заказ 5878)40 Тираж 614

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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