Устройство для управления углом отпирания вентилей

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями переменного тока. Целью изобретения является повышение надежности. В случае, если угол управления равен 120эл.град, а включение вентилей 1 не происходит, управление передается датчику 7 нулеНа включение нтиАЯ Первый канал i СЛ С до ;о loo ГЧ)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИх

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 02 M 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с

К уазе Я

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1192062 (21) 3903272/24-07 (22) 29.05.85 (46) 23.06.87. Бюл. Р 23 (71) Конструкторско-технологический центр "Автоматизация и метрология" (72) Е.М. Зоркин (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1192062, кл. Н 02 Р -13/16, 1984.

„„SU 1319181 A 2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОМ

ОТПИРАНИЯ ВЕНТИЛЕЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями переменного тока. Целью изобретения является повышение надежности. В случае, если угол управления равен 120 эл.град, а включение вентилей 1 не происходит, управление передается датчику 7 нуле131918 вого значения напряжения предшествующей фазы. Ток в фазе отсутствует, на выходе оптодиодной пары 1 1 формируется сигнал логической единицы, поступающий на вход инвертора 12 и элемента И-НЕ 20. Счетчик 3 обнуляется и триггер 15 подготавливается к переключению. При достижении напряжением фазы А нулевого значения на выходе

1 элемента И-НЕ 20 появляется логический нуль, что приводит к появлению на выходе ключа 4 сигнала логической единицы и включению одного из вентилей 1. Введение датчика 7 нулевого значения напряжения и элемента ИЛИ б позволяет ограничить максимальный угол управления вентилями, 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для управления одно- и многофазными преобразователями переменного тока и является усовершенствованием уст"- 5 ройства по авт. св. N - 1192062.

Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения максимального угла управления вентилями.

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления углом отпирания вентилей 1 содержит нуль15 орган 2, подключенный последовательно с вентилями 1, выход которого подключен к установочному входу счетчика 3 тактовых импульсов и к управляющему входу трехвходового ключа 4, информационные входы которого подключены к выходам порогового элемента 5 и элемента И 6, реализующего функцию ИЛИ, входы которого подклю

25 чены к датчику 7 нулевого значения напряжения последующей фазы и счетчику 3, счетный вход которого подключен к выходу генератора 8 тактовых импульсов, вход которого вместе с входом порогового элемента 5 лодклю30 чен к источнику 9 управляющего сигнала. Нуль-орган 2 выполнен на трансформаторе 10 тока, вторичная обмотка которого через выпрямитель и оптодиодную пару 11 подключена к инвертору I2.

Трехвходовый ключ 4 выполнен на. инверторе 13, вход которого образует управляющий вход ключа 4, элементе

И-НЕ 14, один из входов которого под- 10 ключен к выходу инвертора 13, а другой образует первый информационный вход ключа 4 и RS-триггера 15 на элементах И-НЕ 16 н 17, R-вход которого подключен к выходу инвертора 13, первый S1-вход подключен к выходу элемента И-НЕ 14, а второй S2-вход, являющийся вторым информационным входом ключа 4, подключен к выходу элемента И б (управление нулевыми сиг" налами для которого реализует функцию ИЛИ), один иэ входов которого подключен к выходу счетчика 3, а другой — к выходу датчика 7 нулевого значения напряжения последующей фазы.

Датчик 7 нулевого значения напряжения последующей фазы выполнен на трансформаторе 18, вторичная обмотка которого через выпрямитель и оптодиодную пару 19 подключена к одному из входов элемента И-НЕ 20, второй вход которого подключен к выходу оптодиодной пары 11 нуль-органа,2.

Устройство работает следующим образом.

При достижении напряжением какойлибо фазы питающей сети нулевого значения (например фазы А) первичная обмотка трансформатора 18 датчика 7 нулевого значения напряжения (в фазе С) теряет питание, теряет питание и оптодиодная пара 19, что приводит к появлению на первом входе элемента И-НЕ 20 сигнала логической единицы, на втором входе элемента 20 также присутствует сигнал логической единицы, поскольку светодиод оптодиодной пары 11 также не имеет питания. На выходе элемента 20 появляется сигнал логического нуля, который попадает на

3 13191 первый вход элемента И 6. Это приводит к появлению на втором информационном S2-входе ключа 4 и элементе

И-НЕ 17 сигнала логического нуля. На инверсном выходе элемента И-НЕ 17 устанавливается сигнал логической единицы, что адекватно подаче импульса управления на вентильную группу 1.

Как только происходит открытие любого вентиля 1 в фазе и по нагрузке те-10 чет ток, вторичная обмотка трансформатора 10 оказывается под током, что приводит к подключению светодиода оптодиодной пары 11 в цепь вторичной обмотки трансформатора 10 тока. . 15

На входе инвертора 12 нуль-органа

2 и элемента И-НЕ 20 датчика 7 нулевого значения напряжения одновременно устанавливается сигнал логического нуля. На выходе инвертора 12 ус- 20 танавливается логическая единица, которая одновременно попадает на установочный вход счетчика 3 и запирает

его и управляющий вход ключа 4 (вход инвертора 13). Это равносильно появлению на установочном R-входе ключа 4 сигнала логического нуля, а на первом S1 и втором S2 информаицонном входах того же ключа 4 — сигналов логической единицы, что приводит к 30 появлению на всех входах элемента

И-НЕ 17 триггера 15 сигналов логической единицы, а это соответствует снятию управляющего импульса с группы вентилей 1. Указанное управление осу- 35 ществляется в случае, если угол управления вентилями равен или превосходит угол, равный 120 эл.град. Если сигнал от датчика 7 нулевого значения напряжения поступает на первый вход 40 элемента 6 раньше, чем аналогичный (нулевой), сигнал по цепочке источник

9 управляющего сигнала - управляемый генератор 8 тактовой частоты — счетчик 3 импульсов тактовой частоты пос-45 тупает на второй вход элемента 6.

При достижении током какой-либо фазы питающей сети (например фазы С) нулевого значения запираются вентили

1 и вторичная обмотка трансформато- 50 ра 10 тока нуль-органа 2 обесточивается. Это приводит к потере питания светодиодом оптодиодной пары ii u появлению сигнала логической единицы одновременно на входе инвертора 1255 нуль-органа 2 и элемента И-НЕ 20 датчика нулевого значения напряжения.

На втором входе элемента И-НЕ 20

81 4 присутствует сигнал логической единицы, что не изменяет сигнал логического нуля на выходе датчика 7 нулевого значения напряжения. Сигнал логического нуля одновременно попадает на управляющий вход ключа 4 (вход инвертора 13) и установочный R-вход счетчика 3, при этом на выходе инвертора 13 появляется сигнал логической единицы, а счетчик 3 тактовых импуль-: сов обнуляется и с этого момента начинает заполняться импульсами управляемого генератора 8 тактовых им,пульсов. Сигнал логической единицы с

1 выхода инвертора 13 попадает одновременно на вход элемента И-HE 14 и на R-вход триггера 15. На выходе элемента И-НЕ 14 и на $1-входе триггера 15 устанавливается сигнал логической единицы, поскольку с выхода порогового элемента 5 на первый информационный вход ключа 4 поступает сигнал логического нуля. Вввиду того., что синхроимпульсом с нуль-органа 2 счетчик 3 обнуляется, на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицы, который поступает на первый вход элемента И 6, на втором входе которого присутствует аналогичный сигнал, поступающий с выхода элемента И-НЕ 20 датчика 7 нулевого значения напряжения. Сигнал логической единицы поступает с выхода элемен. та И 6 на второй информационный вход ключа 4 (на S2-вход триггера 15), поэтому RS-триггер 15 подготовлен к переключению и на его инверсном выходе (и входе ключа 4) присутствует сигнал логического нуля.

При заполнении счетчика 3 импульсами генератора 8 на его инверсном выходе появляется сигнал логического нуля, который, попадая на второй вход элемента И 6, остается неизменным (нулевым) на его выходе, поэтому, попадая на S2-вход триггера 15, переключает его, выдавая тем самым на выходе ключа 4 сигнал логической единицы, из которого формируется импульс управления одним из вентилей 1.

Включение одного из вентилей 1 вызывает включение оптодиодной пары

11 и появление на входе инвертора 12 и на втором входе элемента И-НЕ 20 сигнала логического нуля. Это приводит к появлению сигнала логической единицы на управляющем входе ключа 4 и установочном R-входе счетчика 3.

81 6 углами управления), то на его выходе появляется сигнал логической единицы. Если это происходит при закрытых вентилях 1, то и на втором входе элемента И-НЕ 14 присутствует сигнал логической единицы. Это вызывает появление сигнала логического нуля на S1-входе триггера 15 и его переключение. На выходе ключа 4 появляется сигнал логической единицы, формирующий управляющий импульс вентилей 1. Сигнал с выхода счетчика 3 после его заполнения проходит позже и только подтверждает логическую единицу на выходе ключа 4. Сигнал логического нуля с выхода датчика нулевого значения напряжения может попасть на S2-вход ключа 4 еще позже и также подтверждает единичное состояние на выходе ключа 4, если включение вентилей 1 еще не произошло.

Если включение вентилей 1 к этому времени произошло, то сигнал логического нуля датчика нулевого значения напряжения блокируется логическим нулем оптодиодной пары 11. В этом случае сигнал нуль-органа 2 переключает RS-триггер 15 в первоначальное состояние и снимает сигнал управления с вентилей 1 °

5 13191

На выходе инвертора 13 появляется сигнал логического нуля, который поступает на К-вход триггера 15, вызывая его переключение, так как на его 81- и S2-входах присутствуют сигналы логической единицы. Происходит снятие сигнала управления с управляющих электродов вентилей 1. С некоторым сдвигом во времени напряжение в фазе А достигает нулевого значения, первичная обмотка трансформатора 18 и оптодиодная пара 19 теряют питание, что приводит к появлению на первом входе элемента И-НЕ 20 сигнала логической единицы, однако не приводит к изменению сигнала на выходе этого элемента, так как на втором его входе присутствует сигнал логического нуля, поступающий с выхода оптодиодной пары 11 нуль-органа 2. Через 20 полпериода тока питающей сети весь цикл повторяется снова.

Таким образом происходит работа устройства с фазовым углом управления, не превышающим 120 эл.град. В случае, 25 если угол управления вентилями 1 становится Равным 120 эл.град., а включение вентилей 1 не происходит, управление передается датчику нулевого значения напряжения. При этом ток в 30 фазе отсутствует, поэтому теряют питание вторичная обмотка трансформатора 10 тока и оптодиодная пара 11 и на выходе последней формируется сигнал логической единицы, котоРый 35 одновременно поступает на вход инвертора 12 и элемента И-НЕ 20. Выходным сигналом инвертора 12 обнуляется счетчик 3 и подготавливается к переключению RS-триггер 15. Однако появ- 40 ление сигнала логического нуля на инверсном выходе счетчика 3 задерживается, При этом по достижении напряжением фазы А нулевого значения на первом входе элемента И-НЕ 20 появля- 45 ется логическая единица, что приводит к появлению на его выходе логического нуля, который, попадая беэ изме-" нения на второй информационный S2вход ключа 4, приводит к появлению 50 на выходе ключа 4 сигнала логической единицы и включению одного из венти" лей 1.

В случае, когда значение сигнала от источника 9 управляющего сигнала 55 превьпдает порог срабатывания порогового элемента 5 (этот режим наблюдается при работе устройства с малыми

При снижении уровня сигнала источника 9 ниже порога срабатывания элемента 5 устройство вновь начинает работать с фазовым углом управления.

Таким образом, введение элемента, реализующего функцию ИЛИ (в приведенном исполнении элемент И 6), и датчика нулевого значения напряжения в каждый канал управления с соответствующим его подключением позволяет повысить надежность работы устройства путем ограничения максимального угла управления вентилями, сохранив все преимущества принципа токовой синхронизации управляющих импульсов.

Формула изобретения

Устройство для управления углом отпирания вентилей по авт. св, N 1192062, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения максимального угла управления вентилями, каждая фаза канала снабжена датчиком нулевого значения напряжения предшествующей фазы н элементом ИЛИ, причем выход

7 1319181 8 счетчика тактовых импульсов подклю- вход элемента ИЛИ, второй вход коточен к второму информационному входу рого подключен к выходу датчика нулетрехвходового ключа через первый вого значения напряжения. !

Составитель С. Станкевич

Редактор И. Шулла Техред Н.Глущенко Корректор В. Бутяга

Заказ 2524/51 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4