Устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, содержащее синхронизатор , интегратор, выходом подключенный к одному их входов компаратора , два усилителя импульсов управления , питающие выводы которых предназначены для соединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, кроме того, предь назиачен для связи через усилитель постоянного тока с регулирующим входом компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости работы выпрямителя в режимах прерывистого тока и малых токов нагрузки при глубоком регулировании мощности, оно снабжено формирователем коротких импульсов, счетным триггером, генератором тактовых импульсов и четьфьмя логическими элементами 2И-НЕ, причем выход синхронизатора подсоединен к счетному входу триггера и через формирователь коротких импульсов к обнуляющему входу интегратора , выходы триггера подключены ,к одному из входов двух логических элементов 2И-НЕ, а другие входы этих же двух элементов объединены и подключены к выходу компаратора, выходы этих логических элементов сл соединены с одним из входов двух других элементов 2И-НЕ,, два оставшиеся входа которых объединены и, подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы этих двух логических элементов 2И-НЕ подключены к входам двух усилителей им4: 4ib пульсов управления, выход одного из которых предназначен для подключения к управляющим переходам тирис торов анодной группы выпрямителя, а выход другого - к управляющим переходам тиристоров катодной группы.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4у11 H 02 М 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3509342/24-07 (22) 04.11.82 (46) 07.03.85. Бюл. Р 9 (72) В.В. Шипицын, А.A. Новиков, В.А. Чижевский и В.И. Лузгин (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Деткин Л.П. Системы управления тиристорными и ионными электроприводами, M., "Информэлектро", 1970, с. 22, рис. 23.

2. Авторское свидетельство СССР

У 928609, кл. Н 02 Р 13/24, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТРЕХФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, содержащее синхронизатор, интегратор, выходом подключенный к одному их входов компаратора, два усилителя импульсов управления, питающие выводы которых предназначены для соединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, кроме того, пред назначен для связи через усилитель постоянного тока с регулирующим " входом компаратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы выпрями„,SU,1144177 теля в режимах прерывистого тока и малых токов нагрузки при глубоком регулировании мощности, оно снабжено формирователем коротких импульсов, счетным триггером, генератором тактовых импульсов и четырьмя логическими элементами 2И-HF, причем выход синхронизатора подсоединен к счетному входу триггера и через формирователь коротких импульсов к обнуляющему входу интегратора, выходы триггера подключены ,к одному из входов двух логических элементов 2И-НЕ, а другие входы этих же двух элементов объединены и подключены к выходу компаратора, выходы этих логических элементов соединены с одним из входов двух других элементов 2И-НЕ, два оставйнеся входа которых объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы этих двух логических элементов 2И-НЕ подключены к входам двух усилителей импульсов управления, выход одного из которых предназначен для подключения к управляющим переходам тиристоров анодной группы выпрямителя, а выход другого - к управляющим переходам тиристоров катодной группы.

1 11441

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразова-, тельной технике, и может быть использовано для фазового управления вентилвными преобразователями.

Известно устройство для управления выпрямителем, состоящее из синхронизатора, генератора пилообразного напряжения, источника опорного напряжения, нуль-органа, промежуточного формирователя импульсов, пересчетно-распределительного устройства и блока высокочастотного питания, реализующее одноканальный принцип управления 1 j.

Применение пересчетно-распределительного устройства усложняет систему управления выпрямителем и, следовательно, приводит к снижению надежности ее работы.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты, содержащее синхронизатор, интегратор, выходом подключенный к одному из входов компаратора, два усилителя импульсов управления, питающие выводы которых предназначены для подсоединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, кроме того, связан через усилитель постоян ного тока с регулирующим входом компаратора (2 ).

Недостатком известного устройст- И ва является то, что при глубоком регулировании мощности, например на 60, на тиристоры выпрямителя подается один узкий импульс управления. Это приводит к снижению ус- 40 тойчивости работы силового выпрямителя при глубоком регулировании мощности..

Кроме того, при глубоком регулировании мощности нагрузка может 45 потреблять ток, который близок или меньше тока удержания тиристоров выпрямителя. Любой из рассмотренных режимов работы может вызвать автоматическое запирание силового выпря" 5О мителя.

Целью изобретения является. повышение устойчивости работы выпрямителя в режимах прерывистого тока и малых токов нагрузки при глубоком 55 регулировании мощности.

Для достижения поставленной цели устройство для управления трех77 2 фазным выпрямителем преобразователя частоты, содержащее синхронизатор, интегратор, выходом подключенный к одному из входов компаратора. два усилителя импульсов управления, питающие выводы которых предназначены для подсоединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, крс ме того, связан через усилитель постоянного тока с регулирующим входом компаратора, снабжено формирователем коротких импульсов, счетным триггером, генератором тактовых импульсов и четырьмя логическими элементами 2И-НЕ, причем выход синхронизатора подсоединен к счетному входу триггера и через формирователь коротких импульсов к обнуляющему входу интегратора, выходы триггера - к одному из входов двух логических элементов 2И-НЕ, а другие входы этих же двух элементов объединены и связаны с выходом компаратора, выходы этих логических элементов соединены с одним из входов двух других элементов 2И-НЕ, два оставшиеся входа которых объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы этих двух логических элементов подключены к входам двух усилителей импульсов управления, выход одного из которых предназначен для подключения к,управляющим переходам тиристоров анодной группы выпрямителя, а выход другого — к управляющим переходам тиристоров катодной группы.

На фиг. 1 изображена:блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временные диагра мы его работь1.

Предлагаемое устройство содержит синхронизатор 1, выход которого соединен со счетным входом триггера 2 и через формирователь 3 коротких импульсов - с. обнуляющим входом интегратора 4,.выходом подключенного к входу компаратора. 5.

Выходы триггера соединены с одним из входов двух логических элементов 6 и 7, реализующих функцию

2И-НЕ, а оставшиеся входы элементов 6 и 7 объединены и связаны с выходом компаратора. Выходы элементов б и 7 соединены с одним из входов других элементов 8 и 9 соответственно, оставшиеся два входа которых объединены и подключены к

3 1144 выходу неуправляемого генератора

10 тактовых импульсов.

Выходы логических элементов 8 и 9 подсоединены к входам усилителей 11 и 12 импульсов управления соответственно, причем выход усилителя 11 связан с управляющими переходами тиристоров анодной группы силового выпрямителя 13, а выход усилителя 12. — с управляющими перехо- 10 дами тиристоров катодной группы выпрямителя 13, выход которого связан с шинами питания инвертора 14 и через усилитель 15 постоянного тока— с регулирующим входом компаратора.

Кроме того, выход маломощного неуправляемого выпрямителя 16 связан с выходом силового управляемого выпрямителя 13, выход которого соединен с шинами питания импульсных усилителей 11 и 12.

Предложенное устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения (фиг. 24) с выхода синхронизатора

1 на выход триггера 2 и формирователя

3 коротких импульсов поступают импульсы прямоугольной формы с частотой, соответствующей частоте естественной коммутации вентилей, но сдвинутые относительно этого момента на 2-3 эл. град. (Фиг. 28) . Этот угол необходим для обеспечения надежного регулирования угла зажигания вентилей выпрямителя 13 в диа — 35 пазоне 0-60 эл. град. Импульсы, ггоступающие с выхода синхронизатора 1 на счетный вход триггера 2, обуславливают работу последнего в режиме деления частоты. Временные диаграм- 40 мы напряжений на обоих выходах триггера 2 приведены на фиг. 2, Ь .

Из переднего фронта прямоугольных импульсов, поступающих -с синхронизатора 1, формирователь 3 формирует 45 короткие импульсы (фиг. 2 8), которые поступают на обнуляющий вход интегратора 4 и сбрасывают его показания в "0", после чего интегратор 4 начинает интегрировать вновь 50 (фиг. 2е). Крутизна выходного напряжения интегратора 4 может меняться вручную потенциометром 17 (фиг. 1 и 2 е). Компаратор 5 сравнивает выходное напряжение интегратора 4 55 с уровнем опорного напряжения U8ä на другом своем входе, который задается автоматически в режиме ста177 4 билизации выходного напряжения си- 1 лового выпрямителя сигналом, поступающим с выхода усилителя 15 постоянного тока. Перевод из режима ручного регулирования выходного напряжения осуществляется. замыканием переключателя 18, который связывает выход усилителя 15 постоянного тока с регулирующим входом комнаратора 5.

Пока величина П „ .на одном входе компаратора 5 превышает напряжение, поступающее с выхода интегратора 4 на другой вход, выходное напряжение компаратора 5 имеет положительную полярность (фиг. 2м)., Когда уровень напряжения с выхода интегратора 4 превысит величину U, напряжение на выходе компаратора

5 изменяет свою полярность на противоположную (фиг. 2ж). Выходное напряжение компаратора 5 поступает на объединенные входы логическиХ элементов 6 и 7, два других входа которых связаны с выходами триггера 2;

При совпадении на входах одного из логических элементов 6 и 7 напряже ний положительной полярности, на выходе этого элемента сформируется напряжение логического "0" (фиг. 25. и), которое поступает на один из входов элементов 8 и 9, в результате чего на выходе одного из логических элементов 8 и 9 устанавливается высокий положительный уровень (фиг. 2к, л ). Таким образом, осуществляется запрет для прохожде ния импульсов, вырабатываемых генератором t0 тактовых импульсов, с входа одного из логических элементов 8 или 9, т.е. прекращается подача импульсов на соответствующий усилитель импульсов управления и, таким образом, снимаются импульсы с тиристоров анодной или катодной групп выпрямителя 13.

Длительность запрета для подачи импульсов управления определяет величину угла регулирования силового выпрямителя 13. Такие импульсы с выхода формирователя 2 коротких импульсов поступают на обнуляющий вход интегратора 3 через каждые

60О, что обуславливает время интег" рирования в том же диапазоне, следовательно, в зависимости от величины U „ на регулирующем входе компаратора 5 или в зависимости

1144177

/? от крутизны выходного напряжения интегратора 4 угол регулирования силового выпрямителя 13 находится в диапазоне 0-60 эл. град.

Достоинством предлагаемого уст- 5 ройства является то, что изменение угла регулирования выпрямителя осуществляется в одном общем канале, следовательно, исключается асимметрия отпирающих импульсов между дву10 мя каналами предлагаемого устройства.

Введение небольшого угла 23 эл. град. между передним фронтом прямоугольных импульсов, который 15 вырабатывает синхронизатор 1, и моментами естественной коммутации вентилей выпрямителя 13 приводит к тому, что на выходе усилителей

11 и 12 импульсов управления 20 (фиг. 2 к, л ) поступают серии импульсов, синхронизированные с моментами естественной коммутации тиристо.ров выпрямителя 13, причем в зависимости от необходимого угла зажигания тиристоров выпрямителя начала этих пачек сдвинуты на заданный угол относительно моментов естественной коммутации, а концы пачек отстоят на некоторый небольшой постоянный угол, который обеспечивает возможность регулирования и стабилизации выходного напряжения выпрямителя 13. Еще одним достоинством предлагаемого устройства является то, что на тиристоры выпрямителя подается широкая пачка импульсов, что особенно важно при больших углах,регулирования и малых токах нагрузки.

Применение предлагаемого устройства обеспечивает повышенную устойчивость работы тиристорного трехфазного выпрямителя преобразователя частоты при малых коммутируемых токах и режиме прерывистого тока за счет наличия постоянно поступающих импульсов управления в течение всего времени горения тиристоров выпрямителя и широкой серии импульсов при больших углах регулирования выпрямителя.

1144177

Составитель В. Бунаков

Техред Ж.Еастелевич Корректор О Луговая

Редактор В. Данко

Подписное

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

Заказ 942/43 Тираж 646

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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