Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты с широтноимпульсным регулированием

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повьшение надежности работы, что обеспечивается путем ограничения минимальных и максимальных углов регулирования, Устройство содержит блок 5 частотных реле, подключенный к логическому переключателю 6 и генератору 8 треугольного напряжения, компаратор 24 и блок 12 задержки, элементы ШШ-НЕ 17, 18, блок 19 одновибраторов, триггер 23, распределитель 4, задающий генератор 1, делитель частоты 2, пересчетную схему 3. Введение в устройство формирователя импульсов 13, 14, второго логического переключателя 7, элемента 15 и элемента НЕ 16 позволяет при изменении числа импульсов в кривой выходного напряжения при треугольнбм развертывающем напряжении надежно ограничить углы управления, что ведет к повьшению надежности работы устройства . 2 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (1) 4 Н 02 М 7/515

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4154385/24-07 (22) 01.12.86 (46} 23.07.88. Бюл. Ф 27 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых и полупроводниковых устройств (72) В.В.Фоменко (53) 621.316.727(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 534843, кл. Н 02 М 5/42, 1969 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ЧАСТОТЫ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности работы, что обеспечивается путем ограничения минимальных и максимальных углов регулирования.

Устройство содержит блок 5 частотных реле, подключенный к логическому переключателю 6 и генератору 8 треугольного напряжения, компаратор 24 и блок

12 задержки, элементы ИЛИ-НЕ 17, 18, блок 19 одновибраторов, триггер 23, распределитель 4, задающий генератор

1, делитель частоты 2, пересчетную схему 3. Введение в устройство формирователя импульсов 13, 14, второго логического переключателя 7, элемента 15 и элемента НЕ 16 позволяет при изменении числа импульсов в кривой выходного напряжения при треугольном развертывающем напряжении надежно с ограничить углы управления, что ведет е к повышению надежности работы устройства. 2 ил.

С::

1411901

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфазным преобразователем частоты с прямоугольной широтно5 импульсной модуляцией выходного напряжения.

Цель изобретения — повышение надежности работы инвертора путем ограничения минимальжтх и максимальных lp углов регулирования при треугольном развертывающем напряжении.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты с широтно-импульсным регулированием; на фиг. 2 — диаграммы работы.

Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, 20 делитель 2 частоты, пересчетный узел

3, распределитель 4 импульсов, блок

5 частотных реле, выход которого соединен с первыми входами первого

6 и второго 7 логических переключа- 25 телей, генератор 8 треугольного напряжения, который состоит из усилителя 9 с управляемым коэффициентом усиления, интегратора 10 и порогового 3р ! элемента 11, блок 12 задержки, первый

13 и второй 14 формирователи импульсов, элемент И 15, элемент НЕ 16, через который выход первого логического переключателя 6 подсоединяется к первому входу элемента И 15, первый

17 и второй 18 элементы.,ИЛИ-НЕ, блок

19 одновибраторов, состоящий из первого 20 и второго 21 одновибраторов и элемента НЕ 22, RS-триггер 23, ком- gp паратор 24, первый вход которого подсоединен к выходу интегратора 10, а выход соединяется с вторым входом элемента 17. При этом задающее уровень выходного напряжения автономного инвертора напряжение U< подсоединяется к второму входу компаратора

24, задающее уровень выходной частоты автономного инвертора напряжение

U подсоединено к входам задающего генератора 1, блока 5, генератора 8, выход делителя 2 подсоединен к вторым входам логических переключателей

6 и 7, выход первого логического переключателя 6 через первый формирова55 тель 13 импульсов и элементы 1? и 18 подсоединен к входу блока 19, выход второго переключателя через элемент 15, второй формирователь 14 импульсов подсоединен к второму входу второro элемента 18.

На диаграммах работы узлов устройства для управления трехфазным преобразователем частоты (фиг, 2} обозначены: а — выходные импульсы задающего генератора 1; б — выходные импульсы второго логического переключателя 7 при коэффициенте деления j< =6 делителя 2; в - выходные импульс первого логического переключателя 6 при коэффициенте деления К --12 делителя 2; г — выходной сигнал элемента 16; д — выходной сигнал элемента

15; е — импульсы, сформированные первым формирователем 13 импульсов, длительность которых определяет угол ограничения управления снизу o(«„, ж — импульсы, сформированные вторым формирователем 14 импульсов, длительность которых определяет угол ограничения управления сверху a(zq, з импульсы, сформированные блоком !2, которые определяют момент возврата в исходное состояние элемента 10; и— треугольное напряжение на выходе интегратора 10 с наложенным напряжением управления скважностью модулирующих импульсов; к, л — прямые и инверсные выходные импульсы HC-триггера 23 М и М, длительность и количест" во которых (чаще всего в середине интервала 180 длительностью 60 выходной частоты) определяют величину выходного напряжения автономного инвертора; м, н — выходные импульсы, например, фаз +А, +В распределителя 4 при работе автономного инвертора в трехимпульсном режиме (3 — количество импульсов на протяжении периода 180 выходноro линейного напряжения автономного инвертора).

Блок 5 представляет собой ряд триггеров !Дмитта с логикой ИЛИ двухпороговых компараторов, устанавливающихся в состояние "I по выходу в определенной зоне входного напряжения U, соответствующего определенному поддиапазону частот выходного напряжения . Так например, выходной диапазон автономного инвертора

1-50 Гц с точки зрения оптимального гармонического состава выходного напряжения и ограниченных частотных возможностей тиристоров разбивается на поддиапазоны 1 — 15, 15-30, 30-40 и

40-50 Гц (соответственно I-IV поддиапазоны, с количеством дополнитель3 14119 ных коммутаций на интервале 60О соответственно 6,3,2,1.

Для упрощения рассматривается TV поддиапазон с одной дополнительной коммутацией на интервале 60 при треугольном развертывающем напряжении. Тогда блок 5 представляет собой четыре триггера Шмитта с выходной логикой, поочередно включающихся при прохождении частотного диапазона снизу-вверх (пуск) и сверху вниз (торможение). Первый 6 и второй 7 логические переключатели представляют собой по четыре (для четырех под-, 15 диапазонов) элемента совпадения, на первые входы которых подаются разрешающие сигналы с блока 5, а на вторые — несущие частоты с делителя 2, причем несущие частоты, подаваемые на второй логический переключатель

7, должны быть в 2 раза выше несущих частот, соответствующих данному поддиапазону первого логического переключателя б. Для случая поддиапазона 25

IV выходная несущая частота логического переключателя 7 должна быть в

6 раз меньше, частоты задающего генератора 1, а выходная частота логического переключателя б - в 12 раз мень- З0 ше частоты задающего генератора 1 (фиг. 2б).

Пороговый элемент 11 представляет собой два компаратора напряжения, изменяющих направление интегрирования интегратора. Блок 19 состоит из одинаковых одновибраторов 20 и 21, формирующих на выходе узкие импульсы по переднему фронту входных импульсов.

Так как на входе второго одновибрато- 40 ра 21 стоит элемент НЕ 22, то блок

19 формирует на своих двух выходах запускающие узкие импульсы для BSтриггера 23 по переднему (для входа

Н) и по заднему (для входа Б)фронтам 45 выходных модулирующих.импульсов элемента 18.

Пересчетный узел 3 представляет собой распределитель импульсов на б с импульсами длительностью 60 эл.град. .выходной частоты.

Задающий генератор 1 представляет собой преобразователь напряжение — частота и может быть выполнен по структуре с переменной знака интегрирования.

Устройство работает следующим образом.

01 4

Импульсы задающего генератора 1, частота которых в 72 раза превышает выходную частоту и пропорциональна управляющему напряжению U, подаются на делитель 2, который выдает импульсы с коэффициентами деления К =6,12 (фиг. 2б, в) для данного частного случая трехимпульсного режима. Обычно частотный диапазон автономного инвертора разбит на несколько поддиапазонов по количеству дополнительных импульсов коммутации меняющейся длительности в середине интервала 180 о длительностью 60 выходной частоты и тогда с делителя 2 частоты снимаются импульсы с большим набором коэффициентов деления, С делителя 2 импульсы с К =6 проходят на второй логический переключатель 7, а с К =12 — на первый логический переключатель 6. На схемы 7 и 6, на другие соответствующие входы подается при работе на поддиапазоне Т7 разрешающий сигнал с блока 5. На выходах логических переключателей 7 и б образуются, таким образом, несущие сигналы, частоты которых отличаются в 2 раза. Элементом 16 импульсы логического переключателя 6 инвертируются (фиг. 2г) и подаются на элемент 15, куда приходят и импульсы второго логического переключателя 7. В результате на выходе элемента 15 образуют-:, ся импульсы, смещенные на полпериода (фиг. 2д) относительно импульсов первого логического переключателя 6.

По переднему фронту импульсов элемента 15 вторым формирователем 14 импульсов образуются расширенные импульсы (фиг. 2ж), длительность которых определяет максимальный угол ограничения Ы „,. По переднему фронту узких импульсов первого логического . переключателя 6 первым формирователем

13 импульсов образуются расширенные импульсы (фиг. 2е), длительность которых определяет минимальный угол ограничения of zq. Генератор 8 формирует пропорционально входному напряжению U< треугольное разверть|вающее напряжение, синхронизированное сбрасывающими интегратор 10 в исходное состояние задержанными блоком 12 (фиг. 2з) импульсами первого логического переключателя 6, Ввиду разного коэффициента перекрытия по под. диапазонам частот и их величин, различного числа дополнительных комму5 1411901 6

35

55 таций на интервале 60о выходной частоты усилитель 9 имеет на входе различные величины весовых сопротивлений, коммутируемых разрешающими уровнями с блока 5 и выбранными так, что-! бы синхронизирующий импульс с блока

12 приходил в момент равенства нулю выходного напряжения интегратора 10.

Елок 12 задерживает импульсы ло(, гического переключателя 6 на полови-!

: ну длительности импульса e(„„и фор-! мирует короткий импульс (при необходимости), достаточный для приведения в исходное состояние (обнуление) интегратора 10. В момент равенства треугольного напряжения интегратора 10 (фиг. 2и) управляющему .напряжению

U компаратор 24 меняет свое состояние и его выходные импульсы, логически складываясь с сигналом o(„„ a элементе ИЛИ-НЕ 17 и с сигналом a(а„, в элементе ИЛИ-НЕ 18, подаются на схему запуска триггера.

Узкие импульсы по переднему и заднему фронтам схемы ИЛИ 18 запускают

RS-триггер 23 по входам R u S соот-!

1 ветственно. RS-триггер 23 перекидывается за период треугольного напря жения дважды, формируя сигналы М и M (фиг ° 2и, л). Кроме того, на входную логику R и Б RS-триггера 23 по: даются еще различные вспомогательные сигналы, например "Останов", "Внеш11 нее импульсное ограничение и т.д., обеспечивающие надежное функционирование системы управления инвертором.

При предельных значениях напряжения близких к нулю или близких к мак,симуму (фиг. 2и, к, л) амплитуда треугольного напряжения, когда компаратор образует на выходе импульсы, меньше по длительности чем ма или

Ымин за счет заведения на схемы ИЛИНЕ 17 и 18 импульсов о(макс q мин на входе блока запуска все равно образуются сигналы,.ограниченные длительностями (д „, o(«,, По переднему фронту выходного сигнала схемы ИЛИ-НЕ 18 первый одновибратор 20 образует узкий импульс, перекидывающий RS-триггер 23 в состояние

"0", образуя сигнал "1".на выходе М (фиг. 2л). По заднему фронту выходного сигнала схемы ИЛИ-НЕ 18 через элемент 22 и второй одновибратор 21 по входу S RS-триггер 23 перекидывается в состояние "0", «бразуя сигнал

"1" на выходе M (фиг. 2к). Выходные сигналы делителя 2 ча стоты с ко эффициентом деления К =12 поступают на пересчетный узел 3. В распределителе

4 импульсов происходит логическое суммирование и умножение модулирующих (М и М) и распределительных (РИ1-РИ6) сигналов с целью образования шестифазной системы управляющих импульсов для автономного инвертора.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы иннертора путем îrpаничения минимальных и максимальных углов регулирования при треугольном развертывающем напряжении, при улучшенном гармоническом составе выходного напряжения по диапазону частот антономного инвертора с обеспечением регулирования выходного напряжения в широких пределах. формула изобретения

Устройстно для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты с широтно-импульсным регули" .рованием, содержащее генератор треугольного напряжения, выходом соединенный .с первым входом компаратора напряжения, блок задержки, элементы

ИЛИ-НЕ, последонательно соединенные блок одновибраторов, RS-триггер и распределитель импульсов, а также последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, пересчетный узел, подсоединенный к распределяющим входам распределителя импульсов, ныход блока частотных рейе соединен с первым управляющим входом генератора треугольного напряжений, управляющим входом первого логического переключателя, информационный вход которого соединен с выходом делителя частоты, при этом входы задающего генератора блока частотных реле и генератора треугольного напряжения предназначены для соединения с источником сигнала задания частоты, второй вход компаратора предназначен для подключения к источнику сигнала управления, выходы распределителя импульсов предназначены для подключения к управляющим входам тиристорон преобразователя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора путем ограничения минимальных и максимальных углов регулирования при треугольном развертывающем напряже14

Составитель С.Лузанов

Редактор Н.Тупица Техред g.дидык Корректор В.Гирняк

Заказ 3667/52 Тираж 665 Подписное

ВН1ИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, :л. Проектная, 4 нии, оно снабжено двумя формирователями импульсов, вторым логическим переключателем, элементом НЕ, элементом И, причем выход компаратора через последовательно соединенные первые входы элементов ИЛИ-НЕ соединен с входом блока одновибраторов, выход первого логического переключателя соединен с входом элемента НЕ, входами блока задержки и первого формирователя импульсов, выход блока задержки соединен с входом синхронизации генератора треугольного напряже11901 8 ния, выход первого формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-HE первый вход второго логического переключателя

5 соединен. с выходом делителя частоты, второй вход — с выходом блока частотных реле, а выход соединен через последовательно соединенные первый вход элемента И, второй формирователь импульсов с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход элемента

НЕ соединен с вторым входом элемента И.