Устройство для управления однофазным двухмостовым полностью управляемым тиристорным преобравзователем с импульсно- фазовым управлением

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных преобразователях. Цель изобретения состоит в повышении энергетических показателей и снижении помех линии связи. Устройство содержит измерительный трансформатор 13, датчик тока 15 дифференцирующую цепочку 16, интегратор 17, в обратную связь которого включен транзисторный ключ 18, управляемый триггером 19. Устройство осуществляет слежение за интервалом коммутации тока при изменении реактанса питающей сети, благодаря чему устраняется ошибка в определении момента включения второго моста. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5)) 4 Н 02 М 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

Г)О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР).)ТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4) 88564/24-07 (22) 29,0).87 (46) 15.05.89. Бюп. Р 18 (71) Московский институт инженеров железнодорожного транспорта. (72) А,Н.Савоськин, А.E.Каменев, В.Е.Коваль и В.Г.Зверев (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

)! 6145!4, кл. Н 02 M 7/00, !977.

Авторское свидетельство СССР

N" 817975, кл. Н 02 М 7/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЬ)М ДВУ П)ОСТОВЕМ ПОЛНОСТЬЮ УПРАВЛЯЕМЬ)М ТИРИСТОРНЬ)М ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С

ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВЬ))! У IPABJIEHHEM

„„ЯУ„„148ОО63 А1 (57) Изооретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных преобразователях. Цель изобретения состоит в повышении энергетических показателей и снижении помех линии связи. Устройство содержит измерительный трансформатор !3, датчик тока 15, дифференцирующую цепочку 16, интегратор 1 7, в обратную связь которого включен транзисторный ключ 18, управляемый триггерам 19. .Устройство осуществляет слежение за интервалом коммутации тока при изменении реактанса питающей сети., благодаря чему устраняется ошибка в определении момента включения второго моста. 2 ил.,1480063

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования вентильных преобразователей с импульсно-фаэовым управлени5 ем, преимущественно на электроподвижном составе однофазно-постоянного тока.

Цель — повышение энергетических показателей и снижение помех линии 10 связи.

На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы работы элементов устройства. 15

Устройство (фиг, 1) содержит трансформатор 1 напряжения, подключенный. первичной обмоткой к питающему напряжению, а вторичной — к блоку 2 синхронизации, триггер 3 синхронизации, 20 выходами подключенный к формирователю 4 опережения положительной полуволны и формирователю 5 опережения отрицательной полуволны, формирователь 6 импульсов подготовки, регулятор 7 фазы включения первого моста, формирователь 8 диапазона изменения фазы включения первого моста для положительной полуволны напряжения, формирователь 9 диапазона изменения 30 фазы включения первого моста для отрицательной полуволны, триггер 10 пуска, формирователь 11 импульсов подготовки регулятора 12 фазьг включения второго моста, измерительный 35 трансформатор 13, подключенные к вто- ричной обмотке силового трансформатора 14, и датчик 15 тока, дифференцирующую цепочку 16, интегратор 17, в цепь обратной связи которого вклю- 40 чен транзисторнь и ключ 1-8, управляемый триггером 19, нуль-орган 20, блок

21 управления пуском, формирователь

22 импульсов включения первого моста, формирователь 23 импульсов включения 45 второго моста, выключатель 24, вывод

25 для подключения положительного полюса источника питания, формирователь 26 и формирователь 27 начала эо.— ны выключения первого моста соответственно для положительной и отрицательной полуволн напряжения, формирователь 28 и формирователь 29 диапазона изменения фазы выключения первого моста соответственно для положительной и отрицательной полуволн на,пряжения, формирователь 30 импульсов подготовки регулятора 31 фазы выклю- чения первого моста, формирователь 32 импульсов выключения первого моста.

Логический блок 33 выполняет следующие логические функции:

Х . Х9, Yz — Х,х ь,о Х 4 Х, >Xg л э Y . X > Х Хт, Yg = Х Х, Х„ где Х,-Х, — логические функции на 110 входах логического блока 33;

У -Y6 — логические функции на выходах логического блока 33; логический блок 33, соединенный выходами с блоком 34 выходных усилителей, который выходами соединен с соответствующими управляющими входами тиристорного преобразователя 35, усилитель 36 заряда, подключенный через разделительный диод 37 к конденсатору 38 и входу С „ регулятора 31 и через разделительный диод 39 — к выходу усилителя 40 разряда, подключенному своим входом к выходу триггера

41 измерения интервала времени между включением первого и второго мостов, а входы триггера 41 подключены к выходам формирователей 22 и 23. Датчик тока .15 включен в цепь входного конденсатора 42.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии напряжение питания на устройство подано, первичная обмотка трансформатора 1 подключена к переменному напряжению, питающему двигатели через тиристорный преобразователь, выключатель 24 замкнут, потенциал с вывода 25 поступает на вход триггера 10 пуска и на соответствующий вход логического блока

33, запрещая выдачу импульсов на вход блока 34 выходных усилителей и на тиристорный преобразователь 35, ток в двигателях равен нулю.

При раэмыкании ключа 24 снимается запрет с выхода триггера 10, однако на его входе сохраняется положительный потенциал и логический блок 33 заперт. Запрет с входа блока 33 снимается только при первом переходе питающего напряжения через нуль.

На каждом переходе синусоиды напряжения через нуль (фиг. 2} с блока синхронизации. поступают короткие импульсы на разные входы триггера 3 синхронизации, переключая его в различные положения. Потенциалы с выхо1 480063 дов триггера 3 поступают на входы логического блока 33, обесгечивающие выключение второго моста в момент перехода синусоиды питающего напряжения 5 через нуль. Синхронно с положительными фронтами сигналов триггера 3 переключаются формирователи 4 и 5, формируя отрицательные импульсы шириной примерно 1 70 эл.град. На положитель- !0 ных фронтах сигналов формирователей

4 и 5 соответственно срабатывают формирователи 8 и 9 диапазона изменения фазы включения первого моста, обеспечивая при этом отрицательные сигна- 15 лы на входах логического блока 33, синхронизирующих момент включения первого моста. Получение этих отрицательных импульсов при помощи формирователей позволяет исключить ложные включения тиристоров преобразователя, которые возможны при синхронизации . от триггера, так как триггер при отсутствии синхронизирующего напряжения постоянно выдает на логический блок k 25

33 разрешение с одного из своих выходов, из-за чего возможны сбои при восстановлении напряжения. Формирователи 8 и 9 при отсутствии напряжения синхронизации одновременно выдают на З0 выходах положительные потенциалы и при восстановлении питания срабатывает только соответствующий полуволне формирователь.

Формирователь 6 импульсов подготовки срабатывает также на положи тельных фронтах сигналов формирователей 4, 5 и формирует короткие импульсы,. которые переключают триггер !О пуска в положение, при котором на 40. его выходе присутствует отрицательный потенциал, разрешающий работу логического блока 33, и, поступая на вход "Взвод" регулятора 7, переключает его триггер в положение с отрица- 45 тельным потенциалом на выходе, а через вход "Пуск" обеспечивает разряд конденсатора. в генераторе пилообразного напряжения. С появлением положительного фронта в сигнале формирователя 6 начинается отсчет времени регулятора 7, длительность которого задается уровнем напряжения на входе

Ug, поступающего с блока 2! управления пуском. Темп изменения этого напряжения определяет режим пуска и может задаваться вручную или автоматически. В момент равенства пилообразного напряжения напряжению lx cpaбатывает регулятор, это обеспечивает срабатывание формирователей 22 и 11.

Короткий отрицательный импульс с выхода формирователя 22 поступает на k вход логического блока 33, который поступает на один из выходов в соответствии с сигналами с формирователей 8 и 9 ° Формирователь 11 импульсов поцготсвки выдает на выходе отрицательный потенциал, который уже взвел; триггер регулятора 12, разрядил его конденсатор, но пуск регулятора специально задерживается, чтобы предотвратить слишком раннее вклкчение второго моста. В момент включения первого моста срабатывает триггер !9, тем самым размыкая транзисторный ключ

18 в обратной связи интегратора 17, На входы интегратора 17 поступают сигналы U тока с датчика 15 тока и

U;,с пр с дифференцирующей цепочки которая питается от измерительного трансформатора 13 и представляет собой RC-цепочку. При равенстве напряжения на выходе интегратора 17 нулю срабатывает нуль-орган 20 и формирователь 23 формирует импульс включения второго моста, поступающий на соответствующий вход логического блока 33. Триггер 19 сменяет свое состояние и закорачивает интегратор 17, тем самым исключая влияние псмех на работу интегратора. Чтобы исключить сбои в работе нуль †орга 20, регу— лятор 12 настроен на максимально возможное в данной сети значение выдержки времени, соответствующей минимально возможной частоте колебательного процесса в силовой цепи. Если нуль-орган 20 не выдает импульс в течение максимального времени задер><-. ки, это делает регулятор 12. Таким образом, регулятор 12 обеспечивает максимапьную, формирователь 1! — минимальную выдержку времени включения второго моста, а блоки 13, !5 — 20 автоматическую задержку в момент оптимума, При изменении частоты колебаний в силовом контуре необходимо изменить и фазу выключения первого моста.

Наиболее целесообразно гасить ток в обмотке трансформатора к моменту перехода синусоиды через нуль, для этого импульс включения первого моста должен автоматически устанавливаться на время опережения нуля напряжения, равное времени между включением пер1480063 вого и второго мостов, Для этого устройство снабжено элементами 36-41, Импульсом отрицательного напряжения на выходе формирователя ll включается усилитель 36 и через диод 37, конденсатор 38 начинает заряжаться.

Одновременно импульсом с формирователем 22 триггер 41 переключается в положение, когда на его выходе присутствует отрицательный потенциал, в результате чего усилитель 40 образует цепь разряда конденсатора 38. Поскольку постоянная времени заряда значительно меньше постоянной времени разряда, то конденсатор 38 быстро заряжается до уровня напряжения пита-, ния. Одновременно с приходом положительного фронта импульса формирова теля 11 отключается . цепь заряда конденсатора 38. В зависимости от длительности интервала времени до включения второго моста устанавливается уровень напряжения на конденсаторе

38, определяющий длительность выдерж" ки времени регулятора 31, а его срабатывание обеспечивает через формирователь 32, логический блок 33 и блок

34 выключение первого моста, причем момент начала выключения опережает переход синусоиды через нуль на время, равное интервалу между включением первого и второго мостов„ что соответствует гашению тока в нуле синусоиды напряжения.

Диапазон изменения фазы выключения первого моста задается зоной положительной полуволны формирователя 28, отрицательный потенциал с которого поступает на вход логического блока

33, а начало зоны изменения фазы выключения первого моста задается положительным фронтом импульса на выходе формирователя 26, на вход которого поступают импульсы с триггера 3 синхронизации. В отрицательный полупериод работают соответственно блоки 27 и 29.

Формула изобретения

Устройство для управления однофазным двухмостовым полностью управляемым тиристорным преобразователем с импульсно-фазовым управлением, содержащее блок синхронизации, подключенный входом к вторичной обмотке трансформатора напряжения,а выходами через триггер синхронизации — к входам

30 формирователя опережения положительной полуволны питающего напряжения, формирователя опережения отрицательной полуволны синусоиды питающего напряжения и к первому и второму входам выключения второго моста в момент перехода питающего напряжения через нуль логического блока, регулятор фазы включения первого моста, подключенный входами "Взвод" и "Пуск" через формирователь импульсов подготовки к выходам. формирователей опережения положительной и .отрицательной полуволны синусоиды питающего напряжения, управляющим входом — к выходу блока управления пуском, а выходом через формирователь импульсов включения первого моста — к девятому входу логического блока, регулятор фазы включения второго моста, выходом подключенный через формирователь импульсов включения второго моста к десятому входу логического блока, регулятор фазы выключения первого моста, выходом подключенный через формирователь импульсов выключения первого моста к восьмому входу логического блока, триггер пуска, один из выходов которого подключен < выходу формирователя импульсов подготовки, а выход соединен с другим его входом, с седьмым входом логического блока и через выключатель связан с выводом са источника питания, формирователь импульсов подготовки регулятора фазы включения второго моста, вход которого подключен к выходу регулятора фазы включения первого моста, а выход — к входу усилителя заряда и входам "Взвод" и "Пуск" регулятора фазы включения второго моста, триггер измерения интервала времени между включением первого и второго мостов, входы которого подключены к выходам формирователей импульсов включения первого и второго мостов, а выход через усилитель разряда и диод — к отрицательной обкладке конденсатора, подключенной к управляющему входу регулятора фазы выключения первого моста и через диод — к выходу усилителя заряда, причем положительная обклад40

50 ка конденсатора подключена к выходу для подключения положительного полюса источника питания, формирователь импульса подготовки регулятора фазы выключения первого моста, входы котоЗ5.для подключения положительного полю!

480063 ф Х Хю Xq. »

4- 4

Y - Х Ха Х„ б

У< -Х х, Х1, 7 Х Х Хт

У< =Х,Х„Х„ где Х -Х - логические функции на первом-десятом входах логического блока;

Y Y6 — логические функции на рого соединены с пятым и шестым Bxc дами логического блока и через отдельные для каждой полуволны напряжения питания формирователи диапаэо" на изменения фазы и формирователи начал зон выключения первого мостас выходами триггера синхронизации, а выход — с. выходами "Взвод" и "Пуск" регулятора фазы выключения первого 10 моста, формирователи диапазонов из.менения фазы включения первого моста для положительной и отрицательной полуволн, входы которых подключены к выходам формирователей опережения по- 15 ложительной и отрицательной полуволн напряжения, а выходы — к третьему,и четвертому входам логического блока, синхронизирующим момент включения первого моста, при этом логический 20 блок выполняет следуняцие логические функции а первом-шестом входах логического блока, а выходы логического блока через усилители импульсов соединены с выводами для подключения цепей управления силовыми тиристорами преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения энергетических показателей и снижения помех линии связи, оно снабжено датчиком тока, измерительным трансформатором, дифференцирующей цепочкой, интегратором, нуль-органом, триггером и транзисторным ключом, причем датчик тока включен в цепь входного конденсатора, а выход датчика тока соединен с одним из входов интегратора, другой вход которого соединен через последовательно включенную дифференцирукщую цепочку и измерительный трансформатор с вторичной обмоткой силового трансформатора, а выход через нуль-орган— с входом формирователя импульсов включения второго моста, триггер подключен взводящим входом к выходу формирователя импульсов включения первого моста, сбрасывающим — к входу л нуль-органа, а выходом — к управляющему входу транзисторного ключа,включенного в обратную связь интегратора.

1480063 д

9 б

gz

17

12

13

16

Ф

1T

f3

43

2Þ

8 rrra Õ

Ю

У8

4f

31

Составитель В,Бунаков

Редактор A.Ìàêoâñêàÿ Техред Л.Сердюкова Корректор С.Шекмар

Заказ 2554/53 Тираж 647 Подписное

ВНИШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГЕНТ СССР

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

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