Устройство для одноканального фазового управления тиристорным преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЙРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее усилитель сигнала ошибки, выход которого соединен с первым входом регулятора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя развертывающего напряжения, выход через компаратор - с первым входом формирователя управляющих импульсов , второй вход которого соединен с первымвыходом блока ограничения предельных углов включения тиристоров , выход его соединён с первым входом распределителя импульсов и с входом формирователя развертывающего напряжения, ш выходов распределителя импульсов предназначены для соединения с управляющими клеммами тиристор .ного преобразователя, (т+1) выход соединен с входом блока ограничения предельных углов включения тиристоров , второй выход которого соединен с вторым входом распределителя, о тличающееся тем, что, с цег лью расширения функциональных возможностей в импульсном режиме, введены RS-триггеры и элементы И по числу выходов распределителя, многовходовой элемент И, многовходовой элемент ИЛИ, управляющий ключ, согласующий усилитель , причем каждый выход распределителя соединен с S-входом соответствующего RS-триггера, R-вход которого соединен с соответствующим выходом блока ограничения предельных углов включения тириЬторов, инверсные выхо (Л ды всех RS-триггеров и выход компаратора соединены с входами многовходового элемента И, выход которого со .единен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, прямой выход каждого из RS-триггеров через один вход соответствующего элемента И, другой вход которого соединен с соответству«о ницим выходом блока ограничения пре:дельных углов включения тиристоров соединен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, а выход многовходового элемента ИЛИ соединен с входом управляющего ключа, соединяющего второй вход регулятора с выходом согласующего усилителя, вход которого соединен с выходом элемента сравнения .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ggy Н 02 P 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llQ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3504492/24-07 (22) 25. 10. 82 (46) 07. 12. 86. Бюл. N- 45, (72) С.Н.Васильев (53) 621 ° 316. 722 (088.8) (56) Joachim Holtz, Ein neues ZGndsteuer verfahren fGr. stromrichter am schnachen Netz, ETZ — А.Bd 91 (1970), Heft 6, Seite 345-348.

Н.S.Appelo and S. van der Meer, The SPS Auxiliary Magnet paver. Supplies, CERN 7712 Super Proton Synchrotron Division, 4 July 1977, Ge,печа. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее усилитель сигнала ошибки, выход которого соединен с первым входом регулятора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя развертывающего напряжения, выход через компаратор — с первым входом формирователя управляющих импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом блока ограничения лредельных углов включения тиристоров, выход его соединен с первым входом распределителя импульсов и с входом формирователя развертывающего напряжения, m выходов распределителя импульсов предназначены для соединения с управляющимй клеммами тиристор,ного преобразователя, (та+1) выход со„„SU„„1109011 A единен с входом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, второй выход которого соединен с вторым входом распределителя, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цет. лью расширения функциональных возможностей в импульсном режиме, введены

RS-триггеры и элементы И по числу выходов распределителя, многовходовой элемент И, многовходовой элемент ИЛИ, управляющий ключ, согласующий усилитель, причем каждый выход распоеделителя соединен с S. — âõîäîì соответствующего Rs-триггера, R-вход которого соединен с соответствующим выходом блока ограничения предельных углов 5 включения тиристоров, инверсные выхо- ур ды всех RS-триггеров и выход компа- Ф ратора соединены с входами многовхо- С дового элемента И, выход которого со.единен с одним иэ входов многовходового элемента ИЛИ прямой выход кажt дого иэ RS-триггеров через один вход соответствующего элемента И, другой вход которого соединен с соответству- Ю ющим выходом блока ограничения пре- Chill ,:дельных углов включения тиристоров,. 4 соединен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, а выход много- эии входового элемента ИЛИ соединен с входом управляющего ключа, соединяющего второй вход регулятора с выходок согласующего усилителя, вход которого соединен с выходом элемента сравнения °

1109011

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в источниках питания электромагнитного оборудования электрофизических установок, 5

Известен источник питания со стабилизацией выходного тока, в котором тиристорный преобразователь охвачен контуром отрицательной обратной свя-, 10 зи, где устройство стабилизации тока тиристорного преобразователя с одноканальной системой фазового управления содержит регулятор, реализующий интегральный или пропорционально-интегральный закон регулирования, и

15 усилитель ошибки, сравнивающий управляющий сигнал с током преобразователя. Система фазового управления содержит устройство. ограничения предельных углов включения тиристоров, 20 необходимое для обеспечения диапазона устойчивой работы преобразователя.

В импульсном режиме работы источника для обеспечения быстрого выхода на

25 заданный уровень тока индуктивной на-. грузки необходима работа преобразователя на предельных углах включения

Ы иин ф мс кс °

Недостатком устройства стабилизации тока этого источника при.работе в импульсном режиме является ухудшение переходных характеристик по управляющему сигналу при работе преобразователя на предельных углах включения тиристоровЫ„„„, д-„„, . 35

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство стабилизации тока в источнике питания вспомогате,пьных магнитов суперсинхротрона, содержащее усилитель 40 сигнала ошибки, регулятор тока с ограничением выходного сигнала, одноканальную систему фазового управления, содержащую устройство сравнения, компаратор, формирователь импульса и .45 распределитель, включенные последовательно, а также формирователь развертывающего найряжения, в качестве которого используется интегратор постоянного напряжения смещения со 50 сбросом сигналом формирователя импульсов выходного сигнала интегратора на постоянную величину, подключенный своим выходом к выходу сравнивающего ,устройства. ВЫход распределителя свя-, 55 зан с тиристорныМ преобразователем, с выхода которого, заводится отрицательная обратная связь на регулятор через усилитель ошибки, сравнивающии управляющий сигнал с током преобразователя, устройство ограничения предельных углов включения тиристоров, связанное с формирователем импульсов и распределителем, либо принуждает к срабатыванию формирователь импульсов системы фазового управления на границе предельного инверторного режима, либо пре срабатыванию нри углах, меньших о „„„, соответствующих предельному выпрямительному режиму.

Недостатком данного устройства является то, что при увеличении питающего напряжения выше минимально возможного ограничение выходного напряжения тиристорного преобразователя будет наступать раньше, чем это допускает устройство ограничения предельных углов включения тиристоров.

Преобразователь оказывается недоиспольэован по напряжению в режимах с напряжением сети выше минимально возможного,. и переходные процессы вслед- ствие этого затягиваются.

Целью изобретения является расширение функциональных воэможностей s импульсном режиме.

Поставленная цель достигается тем, что s устройство для одноканального фазового управления тиристорным . преобразователем, содержащее усилитель сигнала ошибки, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя развертывающего напряжения, выход через компаратор — с первым входом формирователя управляющих импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом блока ограничения предельных углов включения .тиристоров, выход его соединен с первым входом распределителя импульсов и с входом формирователя развертывающего напряжения, m выходов распределителя импульсов . предназначены для соединения с управляющими клеммами тиристорного преоб. разователя, (m+1) выход соединен с входом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, второй выход которого соединен с вторым входом распределителя, введены RS-триггеры и элементы И по числу выходов распределителя, многовходовый элемент

И, многовходовый элемент ИЛИ, управляющий ключ, согласующий усилитель, 11090 | 1 причем каждый выход распределителя соединен с S-входом соответствующего

RS-триггера, R-вход которого соединен с соответствующим выходом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, инверсные выходы всех

RS-триггеров и выход компаратора соединены с входами многовходового элемента И, выход которого соединен с одним иэ входов многовходового эле- ® мента ИЛИ, прямой выход каждого из

RS-триггеров через один вход соответствующего элемента И, другой вход которого соединен.с соответствующий выходом блока ограничения предельных 15 углов включения тиристоров, соединен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, а выход многовходового элемента ИЛИ соединен с входом управляющего ключа, соединяющего второй вход регулятора с выходом согласующего усилителя, вход которого соеди«! о нен с выходом элемента сравнения.

На фиг.1 представлена схема уст.ройства стабилизации тока тириаторного преобразователя с одноканальной системой фазового управления, на фиг.2 — временные диаграммы сигналов

I на выходах элементов схемы для трехфазного преобразователя. 30

Устройство содержит тиристорный преобразователь 1, связанный с выходами одноканального блока фазового . Управления 2, который содержит последовательно включенные элемент срав-И иения 3, компаратор 4, формирователь управляющих импульсов 5, распределитель 6, а также блок 7 ограничейия предельных углов включения тиристоров, соединенные с распределителем 6 4О и формирователем 5 управляющих импульсов, и формирователь развертывающего напряжения 8, соединенный своим входом с выходом формирователя 5 управляющих импульсов, а выходом — с вторым входом элемента сравнения 3, первый вход элемента сравнения 3 соединен с выходом регулятора 9, а вход регулятора соединен с выходом усиаителя ошибки 10, КЗ-триггеры 11 по числу выходов распределителя, многовходовой элемент И 12 и многовходовой элемент ИЛИ 13, двухвходовые элементы

И 14 по числу выходов распределигеля, уцравляемый ключ 15 и согласующий усилитель 16. RS-триггеры соединены каждый своим входом S с соответствующим выходом распределителя, а инвер4 тирующие выходы триггеров соединены с элементом И 12, один из входов которого соединен с выходом компаратора а выход — с многовходовым элеменЭ том ИЛИ 13. Входы R RS-триггеров соединены с соответствующими выходами блока ограничения предельных углов, а неинвертирующие. выходы RS-триггеров, каждый через элемент И 14, другой вход которого соедйнен с соответствующим ему выходом блока ограничения предельных углов, соединены с входами многовходового элемента ИЛИ

13, выход которого соединен с управ,ляющим входом ключа 15, соединяющего второй вход регулячюра с выходом со гласующего усилителя 16, вход кото- рого соединен с выходом элемента сраУ внения.

На фиг.2 обозначены сигналы:Ы. „, 1 о 3 на выходе блока 7 ограничейия мин углов d- К вЂ” на выходе компаратора 4; X„- X - на выходе соответствующих кайалов распределителя 6; Т - Т на инверсных выходах каждого из ш

RS-триггеров 11, Кл — на выходе многовходового элемента ИЛИ 13, 8 - сигнал ошибки на выходе блока 10; И— выходной сигнал регулятора 9 P - - сигнал развертки .блока 8, Ош - сигнал ошибки с выхода элемента сравнения 3.

Устройство работает следующим образом.

Тиристорный преобразователь 1 управляется выходными импульсами блока фазового управления 2. Входной сигнал системы импульсно-фазового управления сравнивается с напряжением развертки, в момент превышения напряжением развертки входного сигнала срабатывает компаратор, который вызывает, в сваю очередь, срабатывание формирователя управляющих импульсов 5 и появление о на одном иэ выходов распределителя 6 поджигающего тиристор импульса..фор;мирователь напряжения развертки 8 по сле появления импульса переилючается на развертывающее напряжение для

2 включения следующего тиристора, при этом напряжение íà его выходе снижается и становится меньше. входного сигнала — компаратор возвращается в исходное состояние.

При работе преобразователя на предельных минимальных углах напряжение развертки уже превышает входной сиг» нал, и компаратор срабатывает, но срабатыванию формирователя импульсою

11 б

11090

5 препятствует устройство ограничения предельных углов. Это происходит при каждом случае .появления сигнала на выходе компаратора раньше минимально возможного по времени угла Ыиин Блок 5 ограничения предельных углов принуждает к срабатыванию формирователь импульсов при несработавшем компараторе в случае работы преобразователя на предельных максимальных углах вклю- 10 чения тиристоров d

При таком режиме работы на выходе регулятора 9, связанного с входом блока фазового управления, может на1 капливаться за время работы Hà iipeдельных углах существенная величина ошибки, определяемая усилителем ошибки 10, включенным на входе регулято-: ра. При этом напряжение на входе блока фазового управления не соответст- 20 вует значению напряжения развертки.

При изменении сигнапа управления

U вызывающего изменение сигнала упр ошибки усилителя 10, значение сигнала на выходе регулятора 9 будет изме-, 25 няться до нового установившегося значения тем дольше, чем больше была величина несоответствия выходного сигнала регулятора и напряжения развертки при работе на предельных углах. 50

Это ведет к замедлению обработки управляющих сигналов и повышению величиньт перерегулирования выходного тока преобразователя ld.

Уровень ограничения выходного сиг-З5 нала регулятора выбран равным пре-> дельному значению углов d. „„, „„ц, о при минимально допустимом напряжении питающей сети. В этом случае при минимальном напряжении сети выходные 40 импульсы блока фазового управления вырабатываются всегда в момент ; равенства входного сигнала блока фазового управления.и напряжения развертки, и накопления ошибки в регуляторе 45 не происходит. Однако при нормальном или повышенном напряжении питающей сети ограничение сигнала регулятора происходит. раньше, чем блок фазового, управления достигнет предельных уг" 50 лов, и поэтому возможности преобразо" вателя по напряжению не используются.

Введенные RS-триггеры 11, связан» ные каждый с соответствующим выходом устройства ограничения предельных yr"55 лово „ и со своим выходом распреде мий лителя 6, имеют на своих инвертирующих выходах единичный сигнал от момента появления импульса на соответствующем выходе распределителя до появления импульса ограниченияоС „ц для этого же канала. Единичный сигнал на выходе элемента И 12, объединяющий все инвертирующие выходы RS-триггеров 11 и выход компаратора 4, появляется только в случае, если компаратор уже сработал, а формирователь управляющих импульсов 5 блокирован блоком ограничения предельных углов

7 до момента выработки разрешающего сигнала о „„д для одного из каналов распределителя. В это время напряжение на выходе регулятора 9 и напряжение на выходе формирователя разверт ки 8 не,соответствуют друг другу, Приведение их в соответствие обеспечивается контуром быстродействующей обратной связи, включаемои при срабатывании от элемента И 12 через многовходовой элемент ИЛИ 13, ключа 15, соединяющего выход усилителя 16 с дополнительным входом регулятора 9. При появлении на выходе распределителя 6 импульса, кюпоч 15 размыкается, напряжение на выходе регулятора 9 в этот момент равно напряжению развертки, При принудительном срабатывании формирователя 5 сигналомЫ „, блока ограничения предельных углов 7 выходное напряжение регулятора 9 .и напря" жение развертки также могут быть не равны друг другу. Введенные элементы

И 14, связанные с неинвертирующими выходами RS-триггеров 11 для каждого канала распределителя б пропускают импульсный сигнал д „ на входы мно". говходового элемента ИЛИ 13 и далееключ 15. Замыкается быстродействующий контур обратной связи на регулятор 9, и напряжение на его выходе также ириводится к напряжению развертки. В момент сравнения их срабатывает компаратор 4, формирователь 5, и появление импульса на выходе распределителя снимает единичный сигнал с неинвертирующего выхода RS-триггера 11 соответствующего канала и, следовательно, снимает возможность прохождения импульсного сигнала о,,„„ устройства ограничения предельнйх углов. Ключ

15 закрывается. Таким образом, в данном устройстве напряжение на выходе регулятора всегда соответствует напряжению развертки в момент выработки выходных импульсов, ошибка ие накапливаетси, а преобразователь ис ахь1109011 зуется полностью по напряжению при работе на предельных углах ограниче-. ния. За счет этого повышается быстро- действие устройства стабипизации.

1109011

ФвЮ Ю

/!

1 1

° 3ВфВ ю

I !

К!

Фв Ю 4Ь Ю ФВ аВВ

I II

I ! !

P ! ,I i 1

Йи

Корректор, М. Самборская

Техред В-Кадар

Редактор Л.Курасова

Заказ 6591/1

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

А3

Т

Т2 Э

I I ! !I

l! ! 1 1 !

Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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