Устройство для управления реверсивным управляемым выпрямителем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЬМ УПРАВЛЯЕМЬМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ, содержащее блок логики раздельного управления , источник сигнала управления ,, блок импульсно-фазового управления , каждый канал которого содержит последовательно соединенные источник ,синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, первый вхо. сумматора,нуль-орган, первый вход триггера и формирователь управляющих импульсов, подключенный к бесконтактным ключам, элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, выход - к второму входу триггера, второй вход сумматора подключен к выходу источника сигнала управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном увеличении надежности в него введены два элемента И, R5 -триггер с элементами И на входах, формирователь импульса сброса, элемент ИЛИ-НЕ, калщый-из вхоДов которого подключен к выходу формирователя управляющих импульсов соответствующего канала блока импульсно-фазового уп-. равления, причем первые входь элементов И на входах R5 -триггера соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы соответственно с первым И вторым входом блока логики раздельного управления, первые входы элементов И соединены соответствен- , § но с первым и вторым выходами 5 -триггера, вторые входы - соответственно с первым ь вторым выходами блока логики раздельного управлею ния, выходыэлементов И - с бескон тактными ключами, вход формирователя импульса сброса соединен с выхо дом сигнапа бестоковой паузы блока 00 логики раздельного управления, а его выход - с вторыми входами элементов ИЛИ каждого из каналов блока импульсно-фазового управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) зЮ Н 02 Р 13/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2i) 3277578/24-07 (22) 14.04.81 (46) 30.11.84, Бюл. М 44 (72) В.А.Жигало, А.M.×óäíîâñêèé, А.П. Ковтуненко, А.А.Крисан, В.А.Мизев и И.П.Тишин (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологичЕский институт силовых полупроводниковых устройств "ВНИИпреобразователь" (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Агрегаты тиристорные серии, AT,ATP,ÀÒÂ,АТРВ. Каталог 05. 03. 28-73. Информэлектро, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 525210, кл. Н 02 Р 13/16, 1974. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

PKBEPCHBHbIM УПРАВЛЯЕМЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ, содержащее блок логики раздельного управления, источник сигнала управления, блок импульсно-фазового управления, каждый канал которого содержит последовательно соединенные ис,. точник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, первый вхо сумматора, нуль-орган, первый вход триггера и формирователь управляющих импульсов, подключенный к бесконтактным ключам, элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, выход — к второму входу триггера, второй вход сумматора подключен к выходу источника сигнала управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном увеличении надежности в него введены два элемента И, gg -триггер с элементами И на входах, формировагель импульса сброса, элемент

ИЛИ-НЕ, каждый из вхоДов которого подключен к выходу формирователя уп" равляющих импульсов соответствующего . канала блока импульсно-фазового уп-. равления, причем первые входы элементов И на входах 95 -триггера соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, g

Ф вторые входы соответственно с первым и вторым входом блока логики раедельного управления, первые вводы С элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами Р

95 -триггера, вторые входы — соответственно с первым . вторым выходами блока логики раздельного управления, выходы элементов И вЂ” с бесконтактными ключами, вход формирователя импульса сброса соединен с выхо ; дом сигнала бестоковой паузы блока логики раздельного управления, а его выход — с вторыми входами элементов

ИЛИ каждого из каналов блока импульсно-фазового управления.

1127068

Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано в частности, для электроприводов постоянного тока. 5

Известно устройство для управления реверсивным управляемым выпрямителем, содержащее цва силовых комплекта вентилей, блок логики раздельного управления, источник сигнала 10 управления, бесконтактные ключи и систему импульсно-фазового управления, содержащую в каждом канале источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган и элемент памяти и .

Недостатком этого устройства является большое время бестоковой паузы при реверсе тока нагрузки, что сужает функциональные возможности управления.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления реверсивным управляемым выпрямителем содержащее блок логики раздельного д5 управления,.источник сигнала управления, бесконтактные ключи и блок импульсно-фазового управления, содержащий источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного на- З< пряжения, нуль-орган, триггер и элемент ИЛИ, вход триггера, на который подается сигнал, возвращающий его в исходное положение, подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого подключен к: источнику синхрониаирующих импульсов, а второй вход — к выходу блока логики раздельного управления, на котором во время переключения силов"х комп 40 лектов существует логический сигнал "3". В этом устройстве максимальная величина бестоковой паузы определяется задержкой в блоке логики раздельного управления, необходи- 45 мой .для восстановления запирающих свойств вентилей, и дискретностью преобразователя P2) .

Недостатком устройства является возможность формирования управляю- 50 щих импульсов с углами, соответствующими обратному .напряжению на вентилях. Переключение силовых комплек .тов вентилей сопровождается .изменением сигнала управления, которое $5 сравнивается нуль-органом с опорным напряжением. В этом случае в нескольких каналах системы импульсно-фазового управления опорное напряжение может превьппать сигнал управления.

В момент переключения силовых комплектов вентилей формирование управляющих импульсов блокируется выходом блока логики раздельного управления, на котором при переключении присутствует логический сигнал "1".

Однако при появлении сигнала разрешения на подачу управляющих импульсов на вентили одного из силовых комплектов вентилей происходит переключение триггеров в тех каналах, где опорное напряжение превышает сигнал управления,и, следовательно, формирование импульсов в этих каналах. Причем эти импульсы могут формироваться с углами управления, соответствую щими обратному напряжению на вентилях, что приводит к выделению дополнительной мощности на вентилях из-sa увеличения токов утечки и фактическому снижению класса вентилей.Дополнительное выделение мощности на вентилях приводит к ускоренному их "старению", а следовательно, снижению надежности устройства в целом. Кроме того, необходимость создания запаса по напряжению вентилей (увеличение их класса) сужает диапазон возможного изменения питающего напряжения, что ограничивает функциональные возможности реверсивного управляемого выпрямителя.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей при одновременном увеличении надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный управляемый выпрямитель, содержащий два силовых комплекта вентилей, блок логики раздельного управления, источник сигнала управления и блок импульсно-. фазового управления, ка3кдый канал которого содержит источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган, триггер, логический элемент ИЛИ, формирователь управляющих импульсов и бесконтактные ключи, дополнительно введены логический элемент ИЛИ-НЕ, каждый из входрв которого подключен к выходу фориифователя управляющих импульсов соответствующего какала блока импульснофазового управления, R5 -триггер с элементами И по R-и -входам, причем новые; R- u S -входы соедиll27068 иены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а вторые Ц -и э - -входы соответственно с первым и вторым выходами блока логики раздельного управления, два логических элемента И, первые входы ко- 5 торых соединены соответственно с первым и вторым выходами RG -триггера, а вторые входы — соответственно с первым и вторым выходами блока ло.гики раздельного управления, а выхо- 10 ды элементов И вЂ” с бесконтактными ключами, вход формирователя импуль- са сброса соединен с третьим выходом блока логики раздельного управления, на котором на время пере- 15 ключения силовых комплектов существует логический сигнал "1", а его выход — с входами логических элементов ИЛИ каждого из каналов .блока им" пульсно-фазового управления. 20

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 питающего напряжения, два силовых комплекта вентилей 2 и 3, блок 4 логики раздельного управления, источник 5 сигнала управления, систему импульсно-фазового управления, содержащую а одинаковых канало® (6-1)-(6- т). Каждый канал содержит 30 источник 7 синхронизирующих импульсов, генератор 8 опорного напряжения, вход которого соединен с выходом источника 7 синхронизирующих импульсов, нуль-орган 9,. первый вход З5 которого соединен с выходом генератора 8 опорного напряжения, а второй — с выходом источника 5 сигнала управления, триггер 10, первый вход которого соединен.с выходом нуль-ор- 40 гана 9, логический элемент ИЛИ 11, первый вход которого соединен с выходом источника 7 синхронизирующих импульсов, а выход — с вторым входом триггера 10, формирователь 12 уп- 45 равляющих импульсов, вход которого соединен с выходом триггера 10, а выход через бесконтактные ключи .13 и 14 — с силовыми комплектами вентилей . аправлений проводимости "Впе- 50 г ред" 2 и "Назад" 3. Устройство содержит также логический элемент ИЛИ-НЕ 15 входы которого соединены с.выходами формчрователей 12 управляющих импульсов, б -триггер 16 с элементами И 55 по R- и 5 -входам, первые R - и

g --входы которого соединены с выходом логического элемента-KIN-HE 15, а вторые ll- и 5 -входы - соответственно с первым и вторым входами блока 4 логики раздельного управления, логические элементы И 17 и 18 первые входы которых соединены соответственно.с первым и вторым выходами 65 -триггера 16, а вторые входы— соответственно с первым и вторым, выходами блока 4 логики раздельного управления, причем выходы логических элементов И 17 и 18 соединены с бесконтактными ключами 13 и 14 соответственно, формирователь 1.9 импульса сброса, вход которого соединен с третьим выходом блока 4 логики раздельного управления, на котором во время переключения вентильных комплектов присутствует логический сигнал "1", а выход формирователя 19 импульса сброса — с вторыми входами логических элементов ИЛИ 11 каналов системы импульсно-фазового управления.

Устройство работает следующим образом (рассматривается работа одного из каналов системы импульсно-фазового управления, так как все канали идентичны).

Источник 7 синхронизирующих импульсов формирует однбполярные прямоугольные импульсы, синхронизированные с сетью и следующие с частотой питающей сети. Положительный потенциал на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов соответствует логической "l", а нулевой — логическому, "0".

При появлении сигнала,"0". на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов запускается генератор 8 опорного напряжения, на выходе которого формируется монотонно возрастающее напряжение положительной полярности.

В момент состояния "1" на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов генератор 8 опорного напряжения возвращается в исходное состояние, т,е.на выходе устанавливается.напряжение,равное нулю. Опорное напряжение и напряжение управления с выхода источника 5 сигнала управления сравниваются нуль-органом 9. В момент равенства опорного напряжения и напряжения управления нуль-орган 9 мгновенно изменяет свое состояние с "0" на "1". Если на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов и формирователя 19 импульса сброса присутствует логический сигнал "0", то в

1127068

20 момент изменения состояния нуль-органа триггер 10 переключается и на его выходе появляется логический сигнал "1". При этом срабатывает формирователь 12 управляющих импуль- 5 .сов, и управляющий импульс через один из, бесконтактных ключей !3 или .14 подается на вентиль соответетвующего силового комплекта вентилей

2 или 3. Состояние бесконтактных ключей 13 и 14 определяется выходными сигналами логических элементов

И 17 и 18. Логический сигнал "1" на выходе этих элементов замыкает соответствующий бесконтактный ключ 13 или 14. Необходимость включения вентильного комплекта направления

"Вперед" или "Назад" определяется наличием логического сигнала "1" на первом или втором выходах блока 4 логики раздельного управления . Одновременное включение двух вентильных комплектов, т.е. логическое состояние "1" одновременно на первом и втором выходах блока 4 логики раздельного управления исключается. При необходимости переключения силовых комплектов вентилей после отключения работавшего комплекта на первом и втором. выходах Ж блока 4 логики раздельного управле ния устанавливаются логические сигналы "0" в течение времени, необходимого для восстановления запирающих .свойств вентилей. В это время на третьем выходе блока 4 логики раздельного управления присутствует логический сигнал "1". По переднему фронту этого сигнала формирователь 19 импульса сброса формирует @ импульс положительной полярности длительностью, меньшей, чем время, необходимое для восстановления запирающих свойств вентилей. Если логический сигнал "1" на выходе бло-45 ка раздельнбго управления 4 появляется в момент формирования управляющего импульса, то логический сигнал "0" на выходе логического элемента ИЛИ-НЕ 15 блокирует пере- у ключение $5 -триггера 16, а следовательно, и замыкание соответствующего бесконтактного ключа 13 или 14.

Появление сигнала ".1" на выходе источника 7 синхронизирующих импуль- сов, либо на выходе формирователя 19 импульса сброса приводит к появлению сигнала "1" на выходе логического элемента ИЛИ 11, возврату триггера 10 в исходное состояние и появлению на его выходе логического сигнала "0", т.е.-схема подготавливается к выдаче нового импульса. При переключении силовых комплектов вен.тилей из-за изменения величины напряжения управления может оказаться, что опорное напряжение в нескольких каналах превышает напряжение управления, так как на выходе нуль-органа 9 в этих каналах присутствует логический сигнал "1". Пока на выходе формирователя 19 импульса сброса присутствует импульс сброса, переключение триггеров 10 в этих каналах блокируется импульсом сброса.

Так как длительность импульса сброса меньше времени, необходимого для восстановления запирающих свойств вентилей, т.е. времени, в течение которого оба бесконтактных ключа 13 и 14 во всех каналах разомкнуты при переключении, еще до окончания переключения заканчивается импульс сброса, перебрасываются триггеры 10 в каналах, где опорное напряжение превышает напряжение управления, и начинается. формирование управляющих импульсов. Когда на первом или втором выходах блока 4 логики раздельного управления появляется сигнал "1", то переключение А5 -триггера, а следовательно, и замыкание бесконтактных ключей 13 или 14 блокируется управляющим импульсом через логический элемент ИЛИ-НЕ 15. Таким образом, управляющий импульс, который сформирован при переключении с углом, соответствующим обратному напряжению на вентиле, не проходит на силовые комплекты 2 или 3.

Величина максимальной бестоковой паузы при этом не превышает дискретности преобразователя. Отсутствие режимов, при которых управляющие импульсы присутствуют на вентиле в момент приложения к нему обратного напряжения, позво.:тяет снизить класс применяемых вентилей, что в свою очередь, позволяет расширить функциональные возможности реверсивного управляемого выпрямителя и одновременно увеличить надежность устройства.

1127068

Составитель О.Парфенова

Редактор Л.Веселовская Техред T,Маточка . Корректор В.Гирняк

Заказ 8753/43 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35., Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4