Способ фазового управления 2 @ фазным тиристорным преобразователем и устройство для его осуществления

 

1. Способ фазового управления 2т Фазным тиристорным преобразователем , заключающийся в том, что задают напряжение управления, формируют форсирующее напряжение, пропорциональное производной от Ч1апряжения управления , формируют последовательность синхроимпульсов, синхронизированных с переменным напряжением питакяцей сети , формируют m импульсных последовательностей , используемых для формирования импульсов управления тиристорами преобразователя, причем перBIJ импульсную последовательность форми-. руют путем задержки синхроимпульсов на угол, пропорциональный напряжению управления, а остальные т-1 импульсные последовательности формируют путем зацержкц каждой из них относительно предыдущей на угол -И дополm нительно на величину, пропорциональную форсирующему напряжению, отличающийся тем, что, с целью уменьшения асимметрии импульсов управления и повышения надежности преобразователя в работке, синхроимпульсы формируют с частотой, равной удвоенной частоте напряжения питающей сети, первую из tn импульсных последовательностей распределяют на две противофазные импульсные последовательности , в результате чего формируют импульсы управления двумя противофазными тиристорами преобра- { зователя, формируют две дополнительW ные противофазные последовательности импульсов, имеющих длительность, равс ную периоду синхроимпульсов, следующих с частотой напряжения питающей сети синфазно с синхроимпульсами, каждую из последующих m-l импульсных последовательностей логически 00 00 перемножают с каждой из дополнительных импульсных последовательностей, о ю в результате чего формируют импульсы управления остальными тиристорами преобразователя. 2. Устройство для фазового управления 2щ фазным преобразователем , содержаи1ее последовательно соединенные блок синхронизациГи, блок одноканапьного фазосмещения, элементов управляемой задержки, дифференцирующий блок, вход которого соединен с входом управления блока одноканального фазосмещения и предназначен для соединения с источником напряжения управления, а

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (511 Н 02 М 7/00 г р"

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,- "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3576673/24-07 (22) 11.04.83 (46) 07.01.85. Бюл. Р 1 (72) Е.В.Мельников и А.И.Бакланов (53) 621.31!67.727 (088.8) (56) 1. Анхимюк В.Л., Ильин О.П., Штейн Г.П., Миклеев Н.Н. Одноканальная система управления выпрямителем с широким диапазоном регулирования угла зажигания. — "Электротехника", 19703 11.

2. Лабунцов В.А., Нопираковский И., Булатов О.Г. Система управления преобразователями с одноканальным сдвигом противофазных импульсов. "Электричество", 1970, 9.

3. Авторское свидетельство СССР

1Ф 436434, кл. Н 03 К 6/00, 1973. (54) СПОСОБ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ 2е

ФАЗНЫМ ТИРИСТОРНО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ фазового управления

2т фаэным тиристорным преобразователем, заключающийся в том, что задают напряжение управления, формируют форсирующее напряжение, пропорциональное производной от напряжения управления, формируют последовательность синхроимпульсов, синхронизированных с переменным напряжением питающей сети, формируют п импульсных последовательностей, используемых для фор" мирования импульсов управления тиристорами преобразователя, причем. первую импульсную последовательность формируют путем задержки синхроимпульсов на угол, пропорциональный напряжению управления, а остальные tn-1 импульсные последовательности формируют путем задержки каждой иэ них относи1 тельно предыдущей на угол — и дополт нительно на величину, пропорциональную форсирующему напряжению, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью уменьшения асимметрии импульсов управления и повышения надежности преобразователя в работе, синхроимпульсы формируют с частотой, равной удвоенной частоте напряжения питающей сети, первую из Ж импульсных последовательностей распределяют на две противофазные импульсные последовательности, в результате чего формируют импульсы управления двумя противофазными тиристорами преобра- Я зователя, формируют две дополнительные противофазные последовательности импульсов, имеющих длительность, рав- у ную периоду синхроимпульсов, следующих с частотой напряжения питающей, сети синфазно с синхроимпульсами, каждую из последующих п — 1 импульс- ных последовательностей логически перемножают с каждой иэ дополнительных импульсных последовательностей, в результате чего формируют импульсы управления остальными 2м-2 тирис- рфЬь . торами преобразователя. К) 2. Устройство для фазового управления 2т фазным преобразователем, содержащее последов ательно соединенные блок синхронизации, блок одноканального фаэосмещения, tn-1 элементов управляемой задержки, дифференцирующий блок, вход которого соединен с входом управления блока одноканального фазосмещения и предназначен для соединения с источником напряжения управления, а

1133642 выход соединен с входами управления элементов управляемой задержки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения асимметрии управляю- щих импульсов и повышения надежности преобразователя в работе, оно снабжено К 5 -триггером, первыми ф -1) двухвходовыми элементами И, вторыми 4- 1) двухвходовыми элементами.И, блок одноканального фазосмещения снабжен противофазными выходами, подключенными к входам R5-триггера, Изобретение относится к электро. технике и может быть использовано для управления многофазными тиристорными преобразователями.

Известны способ и устройство одноканального фазового управления тиристорным преобразователем, согласно которому формируют импульсы, синхронные с напряжением сети, сдвигают импульсы по фазе в одном канале и распределяют их по тиристорам преобразователяя.

Устройство для осуществления способа содержит многофазное синхронизирующее устройство, последовательно включенные временные задержки импульсов и распределитель импульсов (11 . недостатками таких устройства и способа являются асимметрия управляющих импульсов, связанная с применением многофазного синхронизирующего узла, и ненадежность работы в динамических режимах, обусловленная сложным алгоритмом распределения импульсов по тиристорам преобразователя.

Известен также способ фазового управления тиристорными преобразоваЗО телями, основанный на одноканальном сдвиге противофазных импульсов.

Устройство.для его реализации содержит три канала фаэосмещения импульсов, каждый из которых включает синхронизирующее устройство и распре«

«35 делитель импульсов f 2).

Недостаток решения - асимметрия управляющих импульсов, возникающая первые входы первых (e-1) элементов

И соединены с прямым выходом триггера, первые входы вторых (m-1) элементов И соединены с инверсным выходом триггера, вторые входы первых и вторых (jn-1) элементов И соединены соответственно с выходами (vA-1) элементов управляемой задержки, а выходы элементов И предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров преобразователя. вследствие применения трех каналов управления, требующих подстройки элементов в узлах синхронизации и фазосмещения.

Наиболее близким к изобретению является способ фазового управления

2 фазным тиристорным преобразователем, заключающийся в том, что задают напряжение управления, формируют форсирующее напряжение, пропорциональное производной от напряжения управления, формируют последовательность синхроимпульсов, синхронизированных с переменным напряжением питающей сети, формируют п импульсных последов ательностей, используемьж для формирования импульсов управления тиристарами преобразователя, причем первую импульсную последовательность формируют путем задержки синхроимпульсов на угол, пронорциональный напряжению управления, а остальныеm--1 импульсные последовательности формируют путем задержки каждой из них относительно предыдуll щей на угол щ и дополнительно на величину, пропорциональную форсирующему напряжению.

Устройство, реализующее известный способ, содержит последовательно соединенные блок синхронизации, блок одноканального фазосмещения,vol -1 элементов управляемой задержки, днфференцирующий блок, вход которого соединен с входом управления блока одноканального фаэосмещения и предназначен для соединения с источником

3 11336 напряжения управления, а выход соединен с входами управления элементов управляемой задержки Г 3.1, Недостатком известного решения является значительная асимметрия управляющих импульсов в случае управления многофазными преобразователями, связанная с суммированием ошибок в последовательно включенных задержках импульсов, число которых возрастает.при увеличении фазности преобразователя.

Цель изобретения — уменьшение асимметрии управляющих импульсов и повышение надежности работы преобра- зователя.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу фазового управления 2 и фазным тиристорным преобра20 зователем, заключающемуся в том, что задают напряжение управления, формируют форсирующее напряжение, пропорциональное пройзводной от напряжения управления, формируют после25 довательность синхроимпульсов, синхронизированных с переменным напряжением питающей сети, формируют и импульсных последовательностей, используемых для формирования импульсов управления тиристорами преобра- зователя, причем первую импульсную последовательность формируют путем задержки синхроимпульсов на угол, пропорциональный напряжению управления, а остальные и-1 импульсные по- 35 следовательности формируют путем задержки каждой из них относительно предыдущей на угол †и дополнительЩ

40 но на величину, пропорциональную форсирующему напряжению, синхроимпульсы формируют с частотой, .равной удвоенной частоте напряжения питающей сети, первую из ю импульсных последовательностей распределяют на 45 две противофазные импульсные последовательности, в результате чего формируют импульсы управления двумя противофазными тиристорами преобразователя, формируют две дополнительные 50 нротивофазные последовательности импульсов, имеющих длительность, равную периоду синхроимпульсов, следующих с частотой напряжения питающей сети синфазно с синхроимпульсами, 55 каждую из последующихП1 -1 импульсных последовательностей логически перемножают с каждой из дополни42 4 тельных импульсных последовательностей, в результате чего формируют имнульсы управления остальными 2 -2 тиристорами преобразователя.

В устройство для фазового управления 2rn фазным преобразователем, содержащее последовательно соединенные блок синхронизации, блок однока нального фазосмещения,rh -1 элементов управляемой задержки, дифференцирующий блок, вход которого соединен с входом управления блока одноканального фазосмещения и предназначен для соединения с источником напряжения управления, а выход соединен с входами управления элементов управляемой задержки, снабжено 5 -триггером, первымн (n-1) двухвходовыми элементами И; вторыми (m-1) двухвходовыми элементами И, блок одноканального фазосмещения снабжен противофазными выходами, подключенными к входам

AS-триггера, первые входы первых (N-1) элементов И соединены с прямым выходом триггера, первые входы вторых (л-1) элементов И соединены с инверсным выходом триггера, вторые входы первых и вторых (im-1) элементов И соединены соответственно с выходами (а-1) элементов управляемой задержки, а выходы блока одноканапьного фазосмещения и выходы элементов И предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров пр ео бр аз ов ателя.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства; на фиг. 2 — диаграммы его работы для случая и = 3.

Устройство содержит блок 1 синхронизации, блок 2 одноканального фазосмещения, два элемента 3 и 4 управляемой временной задержки, дифференцирующий блок 5, i9S триггер 6, логические двухвходовые элементы

И 7-10. Вход блока 1 синхронизации предназначен для соединения с зажимом одной из фаз сети переменного тока, выход блока 1 соединен с входом блока 2 одноканального .фазосмещения, выход блока 2 соединен с запускающим входом элемента 3 задержки, а выход элемента 3 соединен с запускающим входом элемента 4 задержки. Управляющий вход блока 2 соединен с источником напряжения управления, а управляющие входы элементов

3 и 4 задержки соединены с источником напряжения управления через диф11336

Э ференцирующий блок 5, противофазные выходы блока 2 одноканального фазосмещения соединены с R и $ входами триггера 6, выходы триггера и элементов 3 и 4 задержки соединены с входами элементов И 7-10. Выходами устройства являются выходы блока 2 и элементов И 7-10.

Способ фазового управления преобразователя заключается в том, что для формирования синхронизирующих импульсов используется одна, фаза сети, что уменьшает количество фильтрующих устройств и исключает ошибку, связанную с неточностью синхронизации с различными фазами сети.

Синхронизирующие импульсы сдвигают по фазе в управляемом канале, а недостающие импульсы для управления тиристорами всех фаз преобразователя 2О получают в параметрических задержках, включаемых выходными импульсами управляемого канала и формирующих импульсы с интервалом Мм . Задержки включают два раза за период, с их 2j выходов снимаются противофазные импульсы, формируют два сигнала, длительность которых соответствует интервалу между импульсами управляемого канала, и по совпадению этих сигналов с выходными импульсами задержек производят их распределение по тиристорам преобразователя.

Задержки управляются сигналом, пропорциональным производной управляющего напряжения, что обеспечивает быстродействие управления преобразователем.

Устройство работает следующим образом. 40

Синхронизатор 1 вырабатывает импульсы с удвоенной частотой напряжения 0 (фиг.2d), подаваемого на

его вход. В блоке 2 осуществляется фазовыи сдвиг импульсов в зависимос ти от уровня сигнала управления Uy (фиг.25) и их распределение по отдельным выходам (фиг.2 f,i). Элементы 3 и 4 временной задержки соединены последовательно и формируютуправляющие импульсы, отстающие по времени от импульсов, снимаемых с, блока 2, на интервал « »„ . Блок 2 запускается в каждый полупериод колебаний входного напряжения U,, формируя импульсы частотой 2 f (f частота

42 6 колебаний входного напряжения) . Импульсы вырабатываются в моменты, сравнения напряжения управления 0 с линейно изменяющимся напряжением блока 2 0. (фиг.25) . Элементы 3 и 4 задержки запускаются два раза за период Т в соответствии с работой управляемого блока 2, формируя в статическом режиме импульсы с интервалом T/2 (фиг.2е,g).

На фиг. 2 напряжения временной развертки задержек соответственно

1 И обозначены U и U . Выходные импульсы задержек распределяются по отдельным выходам устройства введенной логической частью, выполненной на триггере б и элементах И 7-10.

Распределение импульсов осуществляется следующим образом. Триггер б переключается под действием импульсов Оьы 1 и 0» „4 снимаемых с блока 2 ° Выходные сигналы триггера и 0„ (фиг.2u,к) и импульсы задержек U и Ос, (фиг.2о,p) подаются на входы элементов И, что обеспечивает распределение импульсов задержек по отдельным цепям таким образом что частота импульсов на каждом выходе устройства составляет,.

Элементы 3 и 4 задержки импульс ов управляются сигналом, пропорцио-. нальным производной напряжения управления и снимаемым с выхода дифференцирующего усилителя 5. Таким образом, фазосдвигающее устройство реагирует на мгновенные изменения управляющего напряжения, что указывает íà его высокое быстродействие.

Положительный эффект изобретения состоит в том, что противофазные импульсы устройства формируются в одних и тех же элементах и поэтому асимметрия противофазных импульсов исключается, что повышает надежность работы пр ео бр аз овател я, улучшае т гармонический состав выпряипенного и потребляемого тока преобразователя.

Кроме того, в предлагаемом устройстве благодаря введенным триггеру и элементам И каждый элемент задержки импульсов используется для формирования и сдвига противофазных импульсов, что приводит к уменьшению числа каналов системы фазового управления, и тем самым, к уменьшению ее габаритов и стоимости.

ft lt l

1 133642

ЗИИИПИ . Заказ 9958/42

Ъирак. 646 ВодавсиОВ

Фзйзщ1ВВ ЯЩЙ- ЙВФФзт °

g, yareyy, уа, Врвваааа, А