Устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ , содержащее каналы управления по числу фаз преобразователя , в каждом канале управления последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, а второй вход - к соответствующей фазе сетевого напряжения, интегратор и ; усилитель постоянного тока, выход . которого подключен к входу формирователя импульсов и к третьему входу сумматора, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к управляющему входу соответствующего вентиля преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повьшения его помехоустойчивости и надежности, каждый канал управления снабжен датчиком проводимости вентиля и управляемым ключом, один контакт которого соединен с выходом i интегратора, а другой контакт - с четвертым входом сумматора, причем (Л вход управляемого ключа соединен с выходом дстчика проводи14ости вентил, вход которого предназначен для подключения к соответствующему вентилю : . преобразователя.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (111

Зц11 Н 02 Р 13/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21 ) 355 7234/24-07 (22) 25. 02. 83 (46) 23.12.84. Вюл. Ф 47 (72) О.И.Осипов, В.Г.Гальвас и В.В.Владимиров (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 873374, кл. Н 02 P 13/16, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

У 915204, кл.. Н 02 P 13/16, 1979 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее каналы управления по числу фаз преобразователя, в каждом канале управления последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, а второй вход — к соответствующей фазе сетевого напряжения, интегратор и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к входу формирователя импульсов и к третьему входу сумматора, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к управляющему входу соответствующего вентиля преобразователя, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения его помехоустойчивости и надежности, каждый канал управления снабжен датчиком проводимости вентиля и управляемым ключом, один контакт которого соединен с выходом интегратора, а другой контакт — с четвертым входом сумматора, причем вход управляемого ключа соединен с выходом дггчика проводиМости вентиля, вход которого предназначен для подключения к соответствующему вентилю преобразователя.

113!О!7

1О

Недостатком известного устройства является возможность появле- 55 ния ложных импульсов управления силовыми вентильными каскадами при коммутационных правилах напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих системах управления вентильными преобразователями переменного тока в постоянный, харак- 5 териэуемых высоким уровнем сигналов помех и при питании преобразователя от сети ограниченной мощности.

Известно устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем, содержащее в каж. дрм канале сумматор, первый вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, формирователь управляющих импульсову Выход KOToporo слу 15 жит для подключения к соответствующему вентилю преобразователя, причем каждый канал устройства снабжен последовательно соединенными интегратором и усилителем постоянного тока, а сумматор — входом для включения соответствующей фазы сетевого напряжения, выход усилителя постоянного тока подключен к выходу формирователя управляющих импульсов и к второму входу сумматора, выход которого подключен к входу интегратора (1) .

Недостаток этого устройства— возможность появления ложных импульсов управления силовыми вентильными каскадами при высоких уровнях помех в управляющих сигналах "и при комму. тационных провалах напряжения питания силовых вентилей;

Наиболее близким к изобретению является устройство импульснофазового управления, содержащее каналы управления по числу фаз вентильного преобразователя, в каждом канале управления последовательно

40 включенные сумматоры, первый вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, а второй вход— к соответствующей фазе сетевого напряжения интегратор, и усилитель

45 постоянного тока, выход которого подключен на вход формирователя импульсов ч к третьему входу сумматора, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к управляющему входу соответствующего вентиля преобразователя t2j . питания силовых вентилей, т.е. низкая помехоустойчивость и, как следствие, низкая надежность системы импульсно-фазового управления по отношению к возмущениям со стороны сетевого напряжения вентильного преобразователя, питающегося от источника ограниченной мощности.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для импульсно.— фазо во го упр авлени я в ентильным пр е/ образователем, содержащем каналы управления по числу фаз преобразователя, в каждом канале управления последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, а второй вход — к соответствующей фазе сетевого напряжения, интегратор и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к входу формирователя импульсов и к третьему входу сумматора, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к управляющему входу соответствующего вентиля преобразователя, каждый канал управления снабжен датчиком проводимости вентиля и управл ляемым ключом, один контакт которого соединен с выходом интегратора, а другой контакт — с четвертым входом сумматора, причем вход управляе1 мого ключа соединен с выходом датчика проводимости вентиля, вход которого предиазначен для подключения к соответствующему вентилю преобразователя.

На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов ус1тройства. I

Устройство включает в себя после-, довательно включенные сумматоры 1-3, интеграторы 4-6, неинвертирующие усилители постоянного тока 7-9, формирователи 10-12 импульсов управления, силовые вентильные каскады !3-15, датчики проводимости вентилей 1б-18, управляемые ключи !921.

Учитывая, что каналы управления являются идентичными, в дальнейшем ограничимся рассмотрением принципа действия канала, включающего в себя элементы !. 4, 7, 10, 13, !б, 19.

50

Другие каналы управления работают аналогично.

Таким образом, включение шунтирующего интегратора управляемого ключа и датчика проводимости вентилей каскада, управляемого ключа и датчика проводимости вентилей каскада, з . 11310

Принцип рабаты устройства следующий.

При отсутствии управляемого ключа 19 система из элементов 1, 4, 7 охваченная отрицательной обратной связью, представляет собой автоколебательную частотно-широтно-импульсную систему, выходной сигнал У (1) (фиг.2) которой меняет длительность своего нахождения в положительной 10 или отрицательной полярности. в функции от сигнала управления на входе сумматора 1.

При синхронизирующем сигнале

Х () ) Y7(t) + X(t) период колеба- 15 нйя Y (t), а относительная скважность колебания Y7(t) зависит от уровня сигнала X(t) ОпределяющЕго тем самым сдвиг фронтов импульсов сигнала 77(С) относительно синхрони- 20 зирующего сигнала X„«). Импульсы

Y (t) осуществляют запуск форми7 рователя 10, что влечет за собой включение блока 13 силовых вентилей преобразователя. 25

Начальное значение угла включения вентилей определяется подачей на сумматор 1 сигнала постоянного уровня совместно с входным сигналом управления Х().

На фиг. 2а показаны входной сигнал

X(t) ф 0 и синхронизирующий сигнал

Xp(t). Так как синхронизирующий сигнал связан с напряжениями, питаюI щими силовые блоки преобразователя, то при коммутации вентилей преобразователя в сигнале Х1() имеют место коммутационные проналы, например в течение времени е —,с . 40

На фиг. 26 представлены выходной сигнал Y4(t) интегратора 4, соответствующий сигналам ХА(Т) и X(t)$ 0 .

1фиг.2а), .и уровни 1 а порога переключения усилителя 7. Момент времени 45 равенства сигнала Y4(t) и уровня + 0 определяет переключение усилителя 7 из отрицательной полярности его сигнала на положительную полярность (фиг. 2в). При1осk t сигнал Y (t) продолжает увеличи4 ваться за счет увеличения X<(t), затем прит = 4< сигнал Y4 (t) снижается за счет резкого спада X>(t), пересекая в момент времени 2 уро- 55 вень — 0 порога переключения усилителя, вновь при 1 1 растет за счет резкого подъема XA(t) пересекая в

17 4 момент времени . уровень + q nopo4 га переключения усилителя. При от- . сутствии ключа 19 сигнал 74() в диалазоне с t с t,< показан на фиг. 26 штриховой линией. Переходы

У4(Ц в моменты времени 2 и 14 уровней порога переключения.усилителя 7 вызывают его переключение штриховая линия Y>(t)(на фиг. 261,и итоге непредусмотренный (ложный) запуск формирователя импульсов 10 управления.

Подключение к интегратору 4 управляемого ключа 19, один контакт которого соединен с выходом интегратора, а второй контакт с четвертым входом сумматора, ограничивает выходной сигнал Y (t) интегратора в пределах времени 1 4 i t5 на нулевом уровне (сплошная кривая Y4(t) на фиг. 261 и тем самым предотвращает в укаэанный диапазон времени

r,åðåõoä сигнала Y4 (t) через порог

-а переключения усилителя 7, и в итоге исключает ложное переключение усилителя 7 и ложное появление сигнала на выходе формирователя 10 импульса.

Датчик 16 проводимости вентилей каскада 13 обеспечивает управление ключом 19, включая его на педиОд t с1 t>, кОгда напряжение на вентилях каскада 19 равно нулю (т.е. когда через вентили идет ток нагрузки преобразователя). Таким образом, после первого основного управляющего импульса вентилей каскада и включения вентилей появление новых (ложных) импульсов управления из-за коммутационных провалов напряжения питающей сети становится невозможным. При 1 15, когда . прекращается ток через вентили,каскада (на фиг. 26 зависимость 74(t) показана при условии работы преобразователя на активную нагрузку), датчик 16 проводимости размыкает управляемый ключ 19, обеспечивая режим управления углом включения вентилей каскада в зависимости от сигнала управления Х(Ц .

1131017 управляющего ключом, позволяет повысить помехоустойчивость в те проме" жутки времени, когда протекает ток через вентильные каскады преобразователя. При,среднестатическом ., I значении угла включения вентильных каскадов преобразователя, равном

30-40 эл.град. и коммутационных провалах напряжения питающей сети в пределах 10-30 эл.град. с частотой в 3"6 раз большей частоты сети, помехоустойчивость предлагаемого устройства по сравнению с известным повышается не менее чем втрое, что вызывает соответствующее повьппение надежности всего устройства.

+а

-а

Ôèã.2

Составитель С.Лузанов

Техред А.Бабинец

Корректор М. Розман

Редактор П.Коссей

Подписное

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

Заказ 9625/43 Тираж 666

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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