Устройство для ограничения угла регулирования многозонного сетевого преобразователя

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ УГЛА РЕГУЛИРОВАНИЯ МНОГОЗОННОГО СЕТЕВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее задатчик угла управления, подключенные к нему фазорегулятор угла регулирования и фазорегулятор угла опережения открытия тиристоров, блок синхронизации, датчик угла коммутации и датчик интервала включения тиристоров, входы которых предназначены для подключения к вторичной обмотке силового трансформатора, отли.чающееся тем, что, с целью повьшения точности и надежности в работе,, устройство снабжено тремя формирЪвателями коротких импульсов , двумя fiS -триггерами, тремя элементами 2И, тремя элементами 2-2И-2Ш1И-НЕ, элементом 2И-НЕ и . элементом НЕ, причем вход первого формирователя коротких импульсов подключен к выходу датчика угла коммутации и к одному из входов первого элемента 2И, а выход - к установочному 5 -входу первого R5 -триггера , установочный R -вход которого соединен с выходом блока синхронизации , а выход - с другим входом первого элемента 2И, вход второго формирователя коротких импульсов подключен к выходу первого элемента 2И, а выход - к первому входу первого элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к первому вькоду задатчика угла управления, третий вход - к второму его выходу, четвертьпЧ вход - к выходу фазорегулятора угла опережения открытия тиристоров , выход третьего формировате (Л ля коротких импульсов соединен с одним из входов второго элемента 2И, а вход - с выходом второго элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй и третий входы § которого подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика угла управления, первый вход ю подключен к выходу элемента 2Й-ИЕ, : а четвертый вход - к выходу третьего 00 00 элемента 2И, один из входов которогб соединен с инверсным выходом второго RS -триггера, прямой выход которого подключен к одному из входов элемента 2И-НЕ, установочный R - ;:вход - к выходу блока синхронизации, а установочный 5 -вход - к выходу первого элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, при этом другой вход элемента 2И-НЕ и другой вход третьего элемента 2И подключены к выходу третьего элемента 2- 2И-2ИПИ-НЕ, первьй и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика угла управления, третий

союэ советсних соцИАли ичесних

Республин

g II Н02М1 08 госудюствкннцй номитят ссср по делаем изов .п:ний и.отнятий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ ГЕНИ

К АВТОРСИОММ СВИДЕ 7ЕЛЬСТВУ (21) 3573047/24-07 (22) 25.02,83 ,(46) 07.12.84. Бюл. Р 45 (72) А.А.Ефремов, Н.Б.Завьялова, В.Г.Зверев, В.С.Островский и А.Н.Савоськин (71) Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров железнодорожного транспорта (53) 621.316.727(088,8) (56) 1. Авторское свипетельство СССР

У 797052, кл. Н 02 P 13/16, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР .У 317156, кл. Н 02 Р 13/16, 1971 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОГРАНИЧЕНИЯ

УГЛА РЕГУЛИРОВАНИЯ МНОГОЗОННОГО СЕТЕВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ,- содержащее задатчик угла управления, подключенные к нему фазорегулятор угла регулирования и фазорегулятор угла опережения открытия тиристоров, блок синхронизации, датчик угла коммутации и датчик интервала включения тиристоров, входы которых предназначены для подключения к вторичной обмотке силового трансформатора, о т л и .ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности в работе, устройство снабжено тремя формирователями коротких импульсов, двумя kS -триггерами, тремя элементами 2И, тремя элементами

2-2И-2ИЛИ-НЕ, элементом 2И-НЕ и, элементом НЕ, причем вход первого формирователя коротких импульсов подключен к выходу датчика угла коммутации и к одному из входов перво„„SU„„1128347 А

ro элемента 2И, а выход — к установочному 9 -входу первого RG -триггера, установочный к -вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а выход — с другим входом первого элемента 2И, вход второго формирователя коротких импульсов подключен к выхбду первого элемента

2И, а выход — к первому входу первого элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к первому выходу задатчика угла управления, третий вход — к второму его выходу, четвертый вход — к выходу фазорегулятора угла опережения открытия ти- Я ристоров, выход третьего формировате.ля коротких импульсов соединен с одним из входов второго элемента 2И, а вход — с выходом второго элемента

2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй и третий входы о которого подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика угла управления, первый вход Фи подключен к выходу элемента 2И-НЕ, фф а четвертый вход — к выходу третьего (;ф элемента 2И, один из входов которогб фф соединен с инверсным выходом второ- ф» го R5 -триггера, прямой выход которого подключен к одному из входов элемента 2И-НЕ, установочный Rвход — к выходу блока синхронизации, а установочный 5 -вход - к выходу первого элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, при Ъ этом другой вход элемента 2И-НЕ и другой вход третьего элемента 2И подключены к выходу третьего элемен та 2-2И-2ИЛИ-НЕ, первый и четвертый входы которого подключены соответ- ственно к первому и второму выходам задатчика угла управления, третий

1128347 вход непосредственно, а второй че-, 2И подключен к выходу датчика интеррез элемент НЕ соединены с выкодом вала включения тиристоров, а выход фазорегулятора угла регулирования, предназначен для подключения к распричем другой вход второго элемента пределнтелю импульсов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямительно-инверторными преобразователями в электроприводах, преимущественно для 5 электроподвижного состава переменного тока с рекуперативным торможением.

Известно устройство для ограничения фазы регулируемых импульсов, в 111 состав которого входят задатчики (контроллер машиниста), фазорегуляторы, распределитель и пороговыи элемент (нуль-орган) (1) .

Однако устройство обеспечивает ограничение фазы регулируемых импульсов только в пределах ширины выходных сигналов порогового элемента, когда напряжения на преобразователе будет достаточно для надежного вклю- 20 чения тиристоров и не учитывает не. удовлетворительных потенциальных условий в момент коммутации тягового или тормозного тока.

Наиболее близким к изобретению 25 по технической сущности является устройство для ограничения угла регулирования многозонного сетевого преобразователя, содержащее задатчик угла управления подключенные к нему, фазорегулятор угла регулирования и фазорегулятор угла опережения открытия тиристоров, блок синхронизации, датчик угла коммутации и датчик интервала включения тиристоров, входы которых предназначены для подключения к вторичной обмотке силового трансформатора (2) .

В устройстве ограничение фазы угла регулирования осуществляется за 40 счет насыщения дросселя полуволновоro магнитного усилителя фазорегулятора при введении напряжения,,пропор. ц ионального величине угла коммутации. Регулировочные характеристик 45 такого фазорегулятора нестабильны и имеют разброс параметров, влияющий на точность ограничения фазы угла регулирования. Низкая тбчность ограничения угла регулирования управляющего импульса приводит к формированию импульса управления в зоне коммутации тока, что прйводит к ненадежному открытию тиристоров или раннему ограничению фазы, что отрицательно сказывается на энергетических характеристиках преобразователя.

Целью изобретения является повышение точности ограничения угла регулиро-. вания многозонного сетевого преобразователя и повышение надежности включения тиристоров.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее задатчик угла управления, подключенные к нему фазорегулятор угла регулирования и фазорегулятор угла опережения открытия тиристоров, а также блок синхронизации, датчик угла коммутации и датчик интервала включения тиристоров, входы которык предназначены для подключения к вторичной обмотке силового трансформатора, снабжено тремя формирователями коротких импульсов, двумя RS -триггерами, тремя элементами 2И, тремя элементами 2И, тремя элементами 2-2И-2ИЛИ-НЕ, элементом 2И-НЕ и элементом НЕ, причем вход первого формирователя коротких импульсов подключен к выходу датчика угла коммутации и к одному из входов первого элемента 2И, а выход — к установочному 5 -входу первого RS -триггера, установочный

Я-вход которого соединен с выходом блока сйнхронизации, а выход — с другим входом первого элемента 2И, вход второго формирователя коротких импульсов подключен к выходу первого элемента 2И, а выход — к первому входу первого элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй вход которого подключен к перФ

1128347

20

55.мом. вому выходу задатчика угла управления, третий вход — к второму его выходу, четвертый вход — к выходу фазорегулятора угла опережения открытия тиристоров, выход третьего формирователя коротких импульсов соединен с одним из входов второго элемента 2И, а вход - с выходом второго элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ, второй и третий входы которого покдлючены соответственно к первому и второму выходам задатчика угла управления, первый вход подключен к выходу элемента 2И-НЕ, а четвертый вход — к выходу третьего. элемента 2И, один из входов которого соединен с инверсным выходом второго 85 -триггера, прямой выход которого подключен к одному из входов элемента 2И-НЕ, установочный R -вход — к выходу. блока синхронизации, а установочный 5 вход — к выходу первого элемента

2-2И-2ИЛИ-НЕ, при этом другой вход элемента 2И-НЕ и другой вход третьего элемента 2И подключены к выходу третьего элемента 2 -2Й-2ИЛИ-НЕ, первый и четвертый входы которого подключены соответственно к первому и второму выходам задатчика угла управления, третий вход непосредствен но, а второй через элемент HE соединены с выходом фазбрегулятора угла регулирования, причем другой вход второго элемента 2И подключен к выходу датчика интервала включения тиристоров, а выход предназначен для подключения к распределителю импульсов.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для ограничения угла регулирования многозонного сетевого преобразователя; на фиг. 2временные диаграммы сигналов на выходах элементов устройства; на фиг. 3 — схема двухзоннага выпрямительно-инверторного преобразователя с тяговым двигателем и сглаживающим реактором в цепи нагрузки; на фиг. 4 — временные диаграммы питающего преобразователь напряжения 0С напряжения .Ug.на выходе преобразователя тока I во вторичной абмот-, У С ке трансформатора; напряжения 0 у на выходе датчика 1 и импульсов управления М„, М р, ыр, М р, отпирающих плечи 1-6 прелбразователя в соответствии с заданным алгорит4

Устройство содержит датчик 1 угла коммутации, блок 2 синхронизации, входы которых предназначены для подключения к вторичной обмотке сило- ваго трансформатора, задатчик 3 угла управления, подключенные к нему фазорегулятор 4 угла опережения и фазарегулятор 5 угла регулирования, 5 также датчик 6 интервала включения тиристоров„ вход котрого предназначен для подключения к вторичной обмотке трансформатора, первый формирователь 7 коротких импульсов, вход которого подключен к.выходу датчика. Лервый 99 †.триггер 8 устаноночным 5 -входом подключен к выходу первого элемента 2И 9, установочным R -входом к выходу блока 2 сикх ° ронизации, а выходом — к другому входу первого элемента 2И 9. Второй формирователь 10 коротких импульсов входом подключен к выходу первого элемента 2И 9, а выходом — к первому входу первого элемента 2-2И-2ИЛИHE 11, второй вход которого подключен к первому выходу задатчика 3, третий вход — к второму выходу задатчика 3, четвертый вход — к выходу фа зоре гуля тора 4. Второй R S -триггер 12 подключен установочным входом к выходу блока 2 синхронизации, установочным Х -входом — к выходу первого элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 11, прямым выходом — к одному из входов элемента 2И-HE 13. Выход второго элемента 2-2И-2ИЛИ-НЕ 14 соединен с входом третьего формирователя 15 коротких импульсов, выход которого подключен к одному из входов второго элемента 2И 16. Инверсный выход второго 06 -триггера 12 подключен к одному из входов третьего элемента

2И 17, выход фазорегулятора 5 соединен через элемент НЕ 18 и непосредственно с входами третьего элемента

2-2И-2ИЛИ-НЕ 19.

Устройство работает следующим образом.

Датчик 1 формирует импульсы, про. порциональные углу коммутации тока, блок 2 синхронизации, формирует синхраимпульсы в моменты перехода кривой питающего напряжения через нуль, задатчик 3 формиру т единичный потенциал на первом выходе в режиме тяги и на втором выходе — в режиме рекуперации, фазорегулятор 4 формирует в режиме рекуперации импульс с фазой

1128 угла опережения, фазорегулятор 5 формирует в режимах тяги и рекупера- ции импульс с афзой угла регулирования, датчик 6 формирует на выходе единичный сигнал в периоды удовлет- .5 ворительных потенциальных условий и нулевой потенциал в периоды неудовлетворительных потенциальных условий для открытия тиристоров.

Первый формирователь 7 при перепаде 1/О сигнала коммутации от дат» чика 1 формирует нулевые импульсы, которые устанавливают первый 86 -триггер 8 по 5 -входу в единичное состояние. Сброс 85 -триггера 8 в исход«, ное состояние осуществляется по

R-входу синхроимпульсом от блока 2 синхронизации.

Первый элемент 2И 9 в режиме тяги формирует импульс, длительность 20 которого равна углу коммутации в контуре с меньшим напряжением, а в инверторном режиме на его выходе нулевой потенциал.

Второй формирователь 10 при пере25 паде 1/О импульса с выхода первого элемента 2И 9 формирует единичный импульс по окончании угла коммутации тягового тока.

Первый элемент 2-2И-2ИЛИ-НЕ 11 30 в зависимости от режима работы (тяга или рекуперация) формирует сигналы ограничения по углу тяговой и инверторной коммутации, которые по

5-в::оду управляют работой второго

Яб-триггера 12. Сброс R5 -триггера

12 в исходное состояние осуществляется по К -входу синхроимпульсоме

Элемент НЕ 18 и третий элемент

2-2И-2ИЛИ-НЕ 19 формируют импульс, 4О длительность которого изменяется пропорционально фазе угла регулирования фазорегулятора 5. Причем в зависимости от режима работы преобразователя угол регулирования изменя- 4 ется от 180 эл.град. до 0 эл.град.

347 6 в тяге и от 0 эл.град. до 180 эл.град град. в рекуперации.

Элемент 2И-НЕ 13 формирует сигнал о фазе угла регулирования, ограниченной по углу коммутации тягового тока. Третий элемент 2И 17 формирует сигнал о фазе угла регулирования, ограниченной по углу инвер-. торной коммутации тормозного тока.

Второй элемент 2-2И-2ИЛИ-НЕ 14 формирует. сигнал о фазе угла регулирования с учетом режима работы, т.е. в зависимости от сигналов первого и второго выходов задатчика 3 (контроллера машиниста). Третий формирователь 15 формирует импульс управления О р, фаза которого ограничена по углу коммутации тока.

С помощью второго элемента 2И 16 на формирование импульса управления р накладывается запрет в моменты, когда датчик 6 фиксирует неудовлетворительные потенциальные условия для открытия тиристоров и формирует на своем выходе нулевой потенциал.

Это означает, что в начале каждой зоны регулирования напряжения преобразователя импульс управления формируется с задержкой до появления удовлетворительных потенциальных условий для надежного открытий тиристоров.

Технико-экономическая эффективность устройства заключается в повышении точности работы системы управления выпрямительно-инверторным преобразователем и обеспечение надежного включения тиристоров преобразователя при искажениях формы кривой питающего напряжения тяговой сети путем запрета и ограничения на выдачу регулируемого импульса управления на тиристоры в моменты коммутации тока и неудовлетворительных потенциальных условий.

1128 34 7

Фие.2

1128347

Заказ 9080/41

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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

Составитель С.Лузанов

РедактоР Т.КУгРышева ТехРед З.Палий Корректор N.Ëåoíòþê