Устройство для контроля системы управления преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике , может быть использовано для контроля и наладки систем управления преобразователями и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1108555. Целью изобретения является расширение области использования путем обеспечения возможности 39 (Л 1ЧЭ Viiz.l

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1108555 (21) 3955212/24-07 (22) 23.09.85 (46) 07.03 ° 87. Бюл. №- 9 (71) Комсомольский-на-Амуре политехнический институт (72) В.С,Сочинский и В.Ф.Горячев (53) 621.316.925.4 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1108555, кл. Н 02 Н 7/12, 1983, „„SU„„1295478 А 2 (51} 4 Н 02 Н 7/12 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ

УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для контроля и наладки систем управления преобразователями и является усовершенствованием изобретения по авт. св. ¹ 1108555. Целью изобретения является расширение области использования путем обеспечения возможности

12954 контроля систем управления однофаэных преобразователей и трехфазных преобразователей, выполненных по схеме "звезда-звезда". Поставленная цель достигается тем, что дополнительно введены два переключателя 38 и 42 и дополнительные выводы 34 от первичных обмоток трансформатора 2.

Первый переключатель 38 обеспечивает переключение первичной обмотки трансформатора 2 устройства с "треугольника" на "звезду", при этом для согласования напряжения используется дополнительный вывод 34 первичной обмотки. Второй переключатель 42 обеспечивает изменение фазы вторичного напряжения трансформатора 2 на 180

Таким образом, введение упомянутых элементов позволяет синхронизировать синусоидальное напряжение на входе о измерительного блока устройства с анодным напряжением контролируемого преобразователя при любой схеме выпрямления. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для контроля и наладки систем управления преобразователями и является усовершенствованием изобретения по авт, 5 св, Ф 1108555.

Целью изобретения является расширение области использования устройства путем обеспечения возможности контроля систем управления однафазных преобразователей и трехфазных преобразователей, выполненных по схеме "звезда — звезда".

На фиг.1 представлена схема устройства для контроля системы управления преобразователем; на фиг.2— диаграммы напряжений.

Устройство для контроля системы 1 управления преобразователем содержит трехфазный трансформатор 2, соединенный по схеме "треугольник — звезда с нулем", первый источник 3 постоянного тока, положительный полюс которого подключен к нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, второй источник 4 постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каж,цый из которых состоит из первого транзистора 5, базой подключенного к выводу вторичной обмотки трансформатора 2 соответствующей фазы, а эмиттером — к положительному полюсу источника 3 постоянного тока и к нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора 2. Коллектор транзистора

5 через последовательно включенные первый 6 и второй 7 резисторы подклю"чен к аноду первого тиристора 8, а через последовательно включенные третий 9 и четвертыми 10 резисторы подключен к аноду второго тиристора 11.

К общей точке первого 6 и второго 7 резисторов подключен пятый резистор

12, второй вывод которого подключен к общей точке третьего 9 и четвертого 10 резисторов, причем выводы пятого резистора 12 служат выходом устройства. Анод второго тиристара череь последовательно соединенные первый ключ 13 и шестой резистор 14 подключен к катоду тиристора 11. Анод первого тиристора 8 через последовательно включенные седьмой резистор 15, первый конденсатор 16 и второй ключ

17 подключен к управляющему электроду второго тиристора 11. Общая точка резистора 15 и конденсатора 16 подключена к катоду первого диода 18, анод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора 8.

Управляющий электрод тиристора 8 через последовательно соединенные размыкающие контакты четвертой 19 и первой 20 групп основного переключателя 21 соединен с положительным выводом соответствующего канала системы управления преобразователем. Отрицательный вывод этого *e канала системы 1 управления через последовательно соединенные размыкающие контакты второй 22 и третьей 23 групп переключателя 21 подключен к катодам тиристоров 8 и 11.

Второй транзистор 24 эмиттером подключен к отрицательному полюсу второго источника 4 постоянного тока

1295478 и через замыкающий контакт группы 22 переключателя 21 — к отрицательному полюсу системы 1 управления преобразователем. База транзи" тора 24 подключена через замыкающий контакт

5 группы 20 переключателя 21 к полоГ жительному полюсу системы 1 управления, а коллектор через второй конденсатор 25 подключен к первому входу выпрямительного моста 26 иэ четы- 10 рех диодов 27-30. Второй вход моста

26 подключен к положительному полюсу источника 4 постоянного тока и к общей точке цепочки из последовательно соединенных восьмого 31 и девятого 15

32 резисторов, которая включена .параллельно конденсатору 25. Положительный полюс выпрямительного моста

26 через замыкающий контакт четвертой группы 19 переключателя 21 под- 20 ключен к управляющему электроду тиристора 8 и аноду диода 18, а отрицательный полюс выпрямительного мос та 26 через замыкающий контакт третьей группы 23 переключателя 21 под- 25 ключен к катодам тиристоров 8 и 1 1 и отрицательному полюсу источника 3.

Управляющий электрод тиристора 11 через резистор 33 подключен к его катоду. 3D

Дополнительные выводы 34 первич— ной обмотки трансформатора 2 через замыкающие контакты первой 35, второй 36 и третьей 37 групп переключателя 38 на четыре группы контактов 35 соединены вместе, а общая точка через замыкающий контакт четвертой группы 39 переключателя 38 подключена к нулевому выводу источника питания преобразователя. Начала первичных 10 обмоток фаз А, В, С, трансформатора 2 через размкающие контакты групп 35-37 переключателя 38 соединены с концами первичных обмоток фаз С, А, В соответственно. Начала и концы вторич- 45 ных обмоток трансформатора 2 подключены к подвижным контактам первой 40 и второй 41 групп двухполюсного переключателя 42, причем в каждом канале его замыкающий контакт первой 50 .группы 40 и размыкающий контакт второй группы 41 соединены с эмиттером первого транзистора 5, а размыкающий контакт первой группы 40 и замыкающий контакт второй группы 41 пере-55 ключателя 42 подключены к базе транзистора 5.

На фиг.2 представлены диаграммы напряжений, где Š— анодное напряжение фазы; ck — угон регулирования;

V „ управляющий импульс системы 1 управления преобразователем (фиг ° 1);

Ч вЂ” напряжение смещения; V„, V „ — потенциалы точек N, И относительно отрицательного полюса источника постоянного тока 3 и разность потенциалов на точках МИ; V, напряжение на коллекторе транзистора 24 в точке К (фиг.1); Ч т — напряжение на резисторе 32 в точке Д (фиг.1);

Ч вЂ” напряжение на выходе выпрямительного моста 26; Ч,, Ч„, Ч„„ потенциалы точек MN относительно отрицательного полюса источника постоянного тока 3 и разность потенциалов в точках MN (фиг.1).

Устройство для контроля системы управления преобразователем работает следующим образом.

При контроле системы управления трехфаэных преобразователей выводы

А, В, С, 0 (фиг.1) устройства подключаются к соответствующим выводам источника питания контролируемого преобразователя. Переключатель 38 устанавливается в первое положение (как показано на фиг.1), если схема соединения силового трансформатора преобразователя "треугольник — звезда, или во второе положение, если схема соединения трансформатора "звезда — звезда". Перекпючатель 42 устанавливается в первое положение (как показано на фиг.1). Дополнительный вывод 34 трансформатора 2 необходим для согласования напряжения при переключении первичной обмотки трансформатора 2 с "треугольника" на "звез11 ду е

Если вторичная обмотка выполнена по схеме "двойная звезда", то переключатель 42 устанавливается сначала в первое положение. При этом осуществляется контроль импульсов, поступающих на тиристоры "прямой звезды", Для контроля управляющих импульсов на тиристорах "обратной звезды", переключатель 42 устанавливается во второе положение.

При контроле системы управления однофазных преобразователей переключатель 38 устанавливается во второе положение (обеспечивается схема соединения трансформатора 2 "эвезда— звезда"), а к выводам источника питания преобразователя подключается вывод "0" устройства (к нулевому выводу источника питания преобразова1295 теля) и любой из выводов А, В или С устройства. Например, если подключается зывод A к фазе источника питания преобразователя, то выводы В и С устройства остаются в отключенном состоянии, Переключатель 42 устанавливается сначала в первое положение. При этом контролируются управляющие импульсы, поступающие на одну пару тиристоров выпрямительного моста или 10 на один тиристор в двухполупериодной схеме выпрямителя со средней точкой, Затем переключатель 42 устанавливает,.ся во второе положение и контролируются импульсы, поступающие на вторую пару тиристоров.

После установки переключателей 38 и 42 в положение, соответствующее схеме выпрямления и схеме соединения трансформатора преобразователя, синусоида.пьное напряжение на базах транзисторов 5 будет синхронизировано с анодным напряжением преобразователя. Система управления преобра25 .зователя формирует сдвоенные импульсы, сдвинутые например, на 60 эл.град, Нагрузкой транзистора 5 является мост, образованный элементами 6-11, Выходами устройства являются резистор 12, включенный в диагональ моста, 30

Мост сбалансирован так (при разомкнутом ключе 13), что при равенстве собо 4 TQKQD IIpoTекающих элементам 6-8 и 9-11, разность потен. циалов в точках MN равна нулю. При 35 разомкнутом ключе 13 ток через элементы 6-8, 9-11 протекает только при одновременно открытых транзисторе 5 и тиристорах 8, 11, т.е. когда в базе транзистора 5 приложено отрицатель 40 ное напряжение и одновременно управляющие импульсы на тиристоры 8 и 11, поступающие от системы 1 импульснофазового управления.

Для измерения фазового сдвига управляющего импульса системы управления преобразователем(т,е. угла регч,лировапия с ) ключ 13 замыкают, ключ 17 размыкают, переключатели 21 и 38 устанавливают в первое положение 50 (фиг. 1), Сопротивление резистора 14 устанавливают равным сопротивлению открытого тиристора 11, При замкнутом ключе 13 и с = 0 токи, протекающие по элеменгам 6-8 и 9, 10, 13, 14, 55 рагны между собой, так как тиристор

8 открывается управляющим импульсом в начале отрицательного полупериода

478 б анодного напряжения, а тиристор 11 щунтирован резистором 14. При этом разность потенциалов в точках M u N равна нулю, При 0 (с (180" ток через элементы

9, 10, 13, 14 протекает в течение всего полупериода, а через элементы

6-8 — только с момента прихода управляющего импульса от системы 1 управления и до конца полупериода. Так как средние значения токов в ветвях, образованных элементами 6-8 и 9, 10, 13, 14 в этом случае не равны между собой, то средние значения потенциалов точек М и N также не равны, причем разность потенциалов 7„„ (фиг.2) пропорциональна разности средних токов в ветвях за период (или разности длительностей протекания токов в вет,вях. обоазованных элементами 6-8 и.

9, 10, 13, 14), т.е, пропорциональна углу регулированиями

Поступление второго из сдвоенных импульсов не изменяет состояния схемы, так как ключ 17 разомкнут.

Таким образом, фазовый сдвиг управляющего импульса системы управления преобразователем относительно анодного напряжения (т,е„ угла регулирования Ы ) определяется средним значением напряжения на выходе устройства (резистор 12).

Для измерения длительности управляющего импульса переключатель 21 устанавливают в другое положение, ключ 13 размыкают, ключ 17 замыкают, переключатель 38 устанавливают в первое положение, как показано на фиг.1, При этом на базу транзистора 24 поступают сдвоенные импульсы управления

U„ системы 1 управления преобразователем, сдвинутые относительно друг друга, например, на 60 эл. град. При поступлении первого из сдвоенных ик пульсов V„ íà коллекторе транзистора

24 формируется импульс Ч„ прямоугольной формы (фиг.2), длительность которого равна длительности импульса управления U Импульс V„ затем дифференцируется RC-цепочкой, состоящей из элементов 25 и 32, Полученные после дифференцирования импульсы V, (фиг.2) выпрямляются выпрямительным мостом 26 и через замыкающие контакты

19 и 23 переключателя 21 поступают на управляющий электрод тиристора 8, При поступлении второго из сдвоенных импульсов V, сдвинутого относи1295478 тельно первого на 60 эл. град., на коллекторе транзистора 24 формируется второи импульс V, (сдвинутыи отно сительно первого на 60 эл. град, ), который. затем дифференцируется RCцепочкой, состоящей из элементов 25 и 32. Полученные после дифференцирования импульсы V выпрямляются выпрямительным мостом 26 и через замыкающие контакты 19 и 23„переключа- 10 теля 2 1 поступают на управляющий электрод тиристора 8. Таким образом, в течение полупериода анодного напряжения на управляющий электрод тиристора 8 с выпрямительного моста 26 пос- 15 тупает gee пары HMny bcoa V, сдвигом между парами 60 эл. град, а фазовый сдвиг между импульсами в .паре равен ширине импульса управления U 20

Пока закрыт тиристор 8, диод 18 имеет обратное смещение, равное примерно напряжению источника 3 постоян ного тока. Первый из продифференцированных импульсов Ч д (фиг.2), сдви-25 нутый относительно анодного напряжения Е на некоторый угол, откроет только тиристор 8 и потенциал точки M возрастает до значения V .ЧеЬ;Я рез тиристор 8 и резисторы 15 и 33 30 разрядится конденсатор 16, подготовив тем самым к включению тиристор

11. При поступлении второго из им4 пульсов V открытое состояние тивя ристора 8 не изменится, а тиристор

11 откроется, что приведет к увеличению потенциала точки N до значения V > (фиг,2),. Вторая пара импульсов V д, сдвинутая относительно первой пары импульсов на 80 эл, град., 40 не изменит состояние схемы (потенциалы точек М и N) так как тиристоры

8 и 11 уже открыты первой парой импульсов V . Таким образом, среднее значение разности потенциалов Ч 45 пропорционально фазовому сдвигу между продифференцированными импульсами

7А (или V ) первой пары, т.e, ггроПорционально длительности импульса управления V„. При изменении поляр- 50 ности напряжения на базе транзистора

5 он запирается, а вместе с ним saпираются тиристоры 8 и 11.

Для контроля наличия сдвоенных импульсов переключатель 21 устанавли- 55 вают в первое положение (как показано на фиг.1), ключ 13 размыкают, ключ 17 замыкают.

При этом первый из сдвоенных импульсон открывает тиристор 8. По элементам 6-8, 9, 12 потечет ток, потенциал точки M возрастает и его значение будет сохраняться до конца полупериода (т.е. до тех пор, пока открыт тиристор 3). Конденсатор 16, ранее заряженный примерно до напряжения источника 3 питания по цепи эмиттер, коллектор транзистора 5, последовательно включенные резисторы 6, 7, 15, ключ 17, резистор 33, разрядится по цепи резистор 15 — открытый тиристор 8 — резистор 33 и тем самым подготовит к включению тиристор 11.

Второй из сдвоенных импульсов откро-. ет тиристор 11, не изменяя открытого состояния тиристора 8. При этом по элементам 9-11 потечет ток и потенциал точки N возрастет до значения потенциала точки М. При этом ток в резисторе 12 станет равным нулю, разность потенциалов между точками М и N тоже станет равной нулю и не изменится до конца полупериода.

Таким образом, разность потенциалов между точками N u M (ток через резистор 12) появляется только в течение времени между первым и вторым из сдвоенных импульсов. Уменьшение среднего значения разности потенциалов между точка а М и N (или среднего значения тока через резистор 12) при замыкании ключа 17 (при неизменном углеЫ ) свидетельствует о наличии второго из сдвоенных импульсов. Если же разность потенциалов при замыкании ключа 17 не уменьшается, то из системы управления поступает только один импульс.

Таким образом, устройство позволяет снизить характеристики системы управления преобразователем одновременно по всем каналам, определять асимметрию импульсов управления, контролировать наличие сдвоенных импульсов и их длительность.

Применение изобретения позволяет расширить область использования устройства для контроля системы управления преобразователем одновременно по всем каналам, определять асимметрию импульсов управления, контролировать наличие сдвоенных импульсов и их длительность.

Применение изобретения позволяет расширить область использования устройства для контроля системы управ1295478

>ir f фиг1

Составитель О. Мещерякова

Редактор С, Патрушев а Техред В. Кадар

Корр е к тор В. Б утя га

Заказ 624/59 Тираж 619

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

П оизводственно-полиграфическое предприятие, . р

r Ужго од уд. Проектная, 4

P пения преобразователем, так как предлагаемое устройство позволяет контP олировать системы управления не только трехфаэных преобразователей со

11 схемой соединения трансформатора тре- g угольник — звезда, но и со схемой звезда — звезда", а также системы управления однофазных преобразователей.

Формула изобретения

Устройство для контроля системы управления преобразователем по авт. св. Р 1108555, о т л и ч а ю щ е е- 15 с я тем, что, с целью расширения об- . ласти использования, введены переключатель на четыре группы контактов, в каждый канал введен двухполюсный переключатель, а первичные обмотки 20 трансформатора снабжены дополнительными выводами, которые через замыкающие контакты первой, второй и третьей групп перек!!ючателя на четыре группы контактов соедH! åí!.! вместе, а общая точка через эамь!кающий контакт четвертой группы этого переключателя подключена к нулевому выводу источника питания преобразователя, начала первичных обмоток фаэ А, В, С через размыкающие контакты соответствующей группы переключателя на четыре группы контактов соединены с концами первичных обмоток фаз С, А, В соответственно, начала и концы вторичных обмоток трансформатора подключены к подвижным контактам первой и второй групп двухполюсного переключателя, причем в каждом канале его замыкающий контакт первой группы и размыкающий контакт второй группы соединены с эмиттером первого транзистора, а размыкающий контакт первой группы и замыкающий контакт второй группы двухполюсного переключателя подключены к его базе.