Устройство для синхронизации системы импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике в устройствах синхронизации систем импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями, питающимися от источника энергии ограниченной мощности. Целью изобретения является повышение помехоустойчивости. Устройство синхронизации содержит последовательно включенные трансформатор 1 синхронизации, нульорганы 2, RS-триггер 5 и дополнительно снабжено узлом 3 наличия полупериода сети и двумя элементами 2И-НЕ 4. Узел 3 наличия полупериода сети состоит из двух интеграторов 6, входы которых связаны с двумя равнополярными источниками опорного напряжения +Еоп, -Еоп с помощью коммутаторов 7 и 8, управляемых логическим блоком 8, соединенным с нуль-органами 2, а выходы интеграторов 6 подключены к последовательно соединенным компараторам 10 и вторым входам элементов 4. Наличие дополнительных элементов запрещает прохождение сигналов перехода напряжения синхронизации через нулевое значение, вызванное коммутационными процессами в силовой цепи, что стабилизирует работу триггерного элемента и позволяет формировать на выходе устройства сигнал синхронизации, свободный от коммутационных помех. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

А1 (59 4 Н 02 М 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPtiITHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4196782/24-07 (22) 16.12.86 (46) 15.04.89. Бюл. К - 14 (71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) И.Д.Кабанов и Ю.Г.Поляков (53) 621. 316. 727 (088. 8) (56) Писарев А.Л., Деткин Н.Н. Управление тиристорными преобразователями.

М.: Энергия, 1975, с. 143-165 °

Авторское свидетельство СССР

У 1003293, кл. Н 02 P 13/16, 1983.

Быков Ю.Н. Непосредственный преобразователь частоты с автономным источником энергии. M. Энергия, 1977, с. 144. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике в устройствах синхронизации систем импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями, питающимися от источника энергии ограниченной мощности. Целью изобретения является повьппение помехоустойчивости. Устройство синхронизации содержит последовательно включенные трансформатор 1 синхронизации, нуль-органы 2, RSтриггер 5 и дополнительно снабжено узлом 3 наличия полупериода сети и двумя элементами 2И-НЕ 4. Узел 3 наличия полупериода сети состоит из двух интеграторов 6. входы которых связаны с двумя равнополярными источ" никами опорного напряжения +Е„„, -Е „ с помощью коммутаторов 7 и 8, управляемых логическим блоком 8, соединен" ным с нуль-органами 2, а выходы интеграторов 6 подключены к последовательно соединенным компараторам 10 и вторым входам элементов 4. Наличие дополнительных элементов запрещает прохождение сигналов перехода напряжения синхронизации через нулевое значение, вызванное коммутационными процессами в силовой цепи, что стабилизирует работу триггерного элемента и позволяет формировать на выходе устройства сигнал синхронизации, сво-бодный от коммутационных помех. 4ил.

1 1473033

Изобретение относится -к электротехнике, в частности преобразовательной технике, а именно к устройствам синхронизации синхронных систем импульсно-фазового управления вентиль5 ными преобразователями с естественной коммутацией тиристоров. Преимущественно устройство предназначено

Э пля работы от источника энергии огра- 10 ниченной.мощности, характеризующегося существенной нестабильностью параметров выходного напряжения, и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями мобильных сельскохозяйственных агрегатов с автономным источником энергии.

Цель изобретения — повышение помехоустойчивости системы импульсно-фазового управления от коммутационных провалов.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства синхронизации системы управления тиристорными преобразователями; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства для одной фазы (фазы А) питающего напряжения, на фиг.3 — блок-схема устройства синхронизации управления тиристорными преобразователями для трех фаз пи- 30 тающего напряжения; на фиг.4 — блоксхема логического блока. устройство (фиг.1) содержит трансформатор 1 синхронизации нуль-орга35 ны 2, узел 3 фиксации полупериода сети, два элемента 4 2И-HE u RS-триггер 5. В свою очередь узел 3 фиксации полупериода сети состоит из двух

ОдинакОвых каналов» каждыи из кото 40 рых содержит интегратор 6, на входе которого через коммутаторы 7 и 8, управляемые логическим блоком 9, поступает два разнополярных сигнала опорного напряжения +Е „ и -Е „, а выход интегратора 6 последовательно соединен с компаратором 10.

Трансформатор 1 (фиг.1) представляет собой трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду или треугольник и две трехфазных противофазно включенных вторичных обмоток.

Диаграммы 11-25 показывают вид сигналов в указанных на фиг.1,3,4 точках

Устройство (фиг. 3) поясняет взаимосвязь укаэанных блоков на примере трехфазного устройства.

Логичесгии блок (фиг. 4) содержит шесть элементов 2И-НЕ 26-31, входы . которых подключены к нуль-органам 2,, два элемента HE 32, 33 и два элемента 5И-HE 34, 35, выходы которых соединены с управляющими входами коммутаторов 7 и 8.

Устройство работает следующим образом.

Искаженное коммутационными провалами силовое трехфазное напряжение

11 (фиг,1 и 2) подается на первичную обмотку трансформаторов 1 (фиг.1).

С двух трехфазных противофазно включенных вторичных обмоток напряжение синхронизации обрабатывается нульорганами 2 (фиг.1), на выходе которых формируются прямоугольные синхронизирующие импульсы, соответствующие положительными и отрицательным полупериодам питающей сети и поступающие на логический блок 9 (фиг.1).

Для фазы А питающего напряжения этим импульсам соответствуют позиции 12 и 13 (фиг.2). На выходе логического блока 9 (фиг.1) для фазы А позиция

11 (фиг.2) питающего напряжения формируются четыре последовательности импульсов 14-17 управления (фиг.! и 2), соответствующие положительным

14 и 15 (фиг.2) и отрицательным 16 и 17 (фиг.2) полупериодам напряжения фазы А, длительностью 60 эл ° град (импульсы 14, 16) и 300 эл.град (импульсы 15, 17).

Как видно из временных диаграмм фиг.2, импульсы синхронизации 12, 13 (фиг.2) и импульсы 14-17 управления (фиг.2) содержат помехи, связанные с коммутационными процессами в силовой цепи.

Импульсы управления 14-17 (фиг.1 и 2) поступают на управляющие входы коммутаторов 7 и 8 (фиг.1), последовательно подключая инвертирующий вход интеграторов 6 (фиг.1) к разнополярным источникам опорного напряжеHHH +Еоп, -Еов, в результате чего на выходе интеграторов 6 (фиг.1) формируются линейно-нарастающие напряжения для положительного 18 (фиг.2) и отрицательного 20 (фиг.2) полупериодов напряжения сети, поступающие затем на выходы компараторов 10 (фиг ° 1).

Отработанные компараторами 10 (фиг.1 ) импульсы синхронизации 19 и 21 (фиг.2) не содержат коммутационных помех при нулевом уровне выходного

1473033

45 сигнала компаратора, хотя и имеют несколько меньшую длительность. Импульсы 19 и 21 (фиг. 1 и 2) совместно с импульсами синхронизации 12 и 13 (фиг.1 и 2) поступают на входы эле5 ментов 2И-НЕ 4 (фиг,1), на выходе которых формируются неискаженные положительные импульсы 22 и 23 (фиг.1 и

2), длительностью точно соответствую- 10 щие полупериодам сетевого напряжения и поступающие затем на RS-триггер 5 (фиг.1). На выходе RS — триггера 5 (фиг.1) формируются окончательные импульсы синхронизации 24 и 25 (фиг.1 и 2), свободные от коммутационных искажений.

Формирование импульсов синхронизации для фаз В и С питающего напряжения происходит аналогично фазе А (фиг.3), с той лишь разницей, что логические блоки 9 (фиг.31 для фаз В и

С формируют на своих выходах по четыре последовательности импульсов, аналогичные импульсам 14-17 (фиг,2), но соответствующие положительным и отрицательным полупериодам напряжения фаз B и С, В результате на выходах узлов 3 (фиг.3) формируются сигналы, синхронные с фазами питающего напряжения В и С, поступающие затем на первые входы элементов 2И-HE 4 (фиг.3). На вторые входы элементов

2И-НЕ 4 (фиг.3) поступают импульсы, первично обработанные нуль-органами

2 (фиг.2), также синхронные с фазами питающего напряжения В и С. Работа

RS-триггеров 5 (Фиг.3) для фаз В и

С аналогична работе RS-триггера фазы А. В конечном итоге на выходе устройства синхронизации в трехфазном исполнении (фиг.3) формируются окончательные импульсы всех трех фаз, свободные от коммутационных искажений.

Формирование импульсов 14-17 производится в элементах 2И-HE 26-31, элементах НЕ 32, 33 и элементах

5И-НЕ 34, 35 (фиг.4) в соответствии с диаграммами на фиг.2 °

Изобретение по сравнению с известными устройствами обладает повышенной помехоустойчивостью в коммутационных интервалах, что обеспечивает повышенную надежность работы системы импульсно-фазового управления и следовательно преобразовательного устройства в целом, что проявляется в исключении анбрмальных и аварий" ных режимов работы тиристорных преобразователей; высокой стабилизацией угла регулирования, что повьппает симметрию угравляющих импульсов, улучшает энергетические показатели преобразовательных устройств и важно для автономных систем ограниченной мощности. Повышение симметрии управляющих импульсов уменьшает пульсации выходного напряжения тиристорных преобразователей, что позволяет снизить мощность силовых сглаживающих элементов, тем самым уменьшить массогабаритные и стоимостФ ные показатели системы в целом.

Формула из обр етения

Устройство для синхронизации системы импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями, питающимися от источника энергии ограниченной мощности, содержащее трансформатор синхронизации, имеющий для каждой фазы сети две противофазные вторичные обмотки, подключенные к нуль-органам, и RS-триггер, о т л ичающее ся тем, что, сцелью повышения помехоустойчивости oò коммутационных провалов, оно снабжено дпя каждой фазы сети узлом фиксации полупериода сети и двумя элементами

2И-НЕ, выходы которых подключены к входам RS-триггера, а первые входы соединены с выходами соответствующих нуль-органов, узел фиксации пслупериода сети выполнен в виде двух интеграторов, входы которых подключены через коммутаторы к двум разнополярным источникам опорного напряжения, обеспечивающим постоянную времени разряда каждого интегратора в два раза больше постоянной времени заря- . да, а выходы интеграторов соединены с последовательно соединенными компараторами и вторыми входами элементов 2И-НЕ, и логического блока, состоящего из шести элементов 2И-НЕ, двух элементов НЕ и двух элементов

5И-НЕ, причем первые входы элементов

2И-HE подключены к выходам соответствующих нуль-органов, вторые входы со" единены с выходами нуль-органов предыдущих фаз сети, а выход элемента

2И-НЕ, входы которого связаны с выхо. дами нуль-органов соответствующей и предыдущей фаз сети, подключен к вхо1 ду элемента HE выход которого соеди;

5 1473033 нен с управляющим входом коммутатора ствующей и предыдущей фаз сети, подположительного опорного напряжения, ключен к входу элемента НЕ, выход коа выходы остальных пяти элементов торого соединен с управляющим входом

2И-HE подключены к входам элемента коммутатора положительного опорного

5И-НЕ, выход которого соединен с уп- напряжения, а выходы остальных пяти

5 равляющим входом коммутатора отрица- элементов 2И-HE подключены к входам тельного опорного напряжения, выход элемента 5И-НЕ, выход которого соедиэлемента 2И-НЕ, -входы которого свя- нен с управляющим входом коммутатора заны с выходами нуль-органов соответ- 1О отрицательного опорного напряжения.

1473033

Редактор М.Недолуженко

Заказ 1723/54 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101

% р

Е ф

Составитель С.Лузанов

Техред Л. Сердюкова Корректор Л.Патай