Устройство для управления вентильным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. Устройство содержит блок 1 импульсно-фазового управления, блок 2 ограничения угла регулирования, блок 3 формирования диапазона управления, каналы 4-6 блока логики, каждый из которых содержит RS-триггер 7 и элементы И-НЕ 8, 9. Каналы блока логики соединены с усилителями-формирователями 10-15, которые соединены с источником 18 управляющего сигнала, содержащим элемент НЕ 19, элемент 20 задержки, элемент И-НЕ 21, элемент НЕ 22 и узел 23 формирования сигнала защиты. Кроме того, устройство снабжено последовательно соединенными дифференцирующим блоком 25 и формирователем 24 длительности импульсов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 02 M 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4194900/24-07 (22) 16.02.87 (46) 30.08.89. Бюл. И - 32 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств (72) А.В. Волков, А.С. Гринченко и О.И. Бородай (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 607325, кл. Н 02 M 7/ 12, 1975. (54) УСТРОАСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, и может быть использовано для управления вентильными преобразователями. Целью изобретения яв„;SU„, ll504760 А1

2 ляется улучшение энергетических показателей. Устройство содержит блой

1 импульсно-фазового управления, блок

2 ограничения угла регулирования, блок 3 формирования диапазона управления, каналы 4-6 блока логики, каждый из которых содержит RS-триггер

7 и элементы И-HE 8,9. Каналы блока логики соединены с усилителями-формирователями 10-15, которые соединены с источником 18 управляющего сигнала, содержащим элемент НЕ 19, элемент 20 задержки, элемент И-НЕ 21, элемент НЕ 22 и узел 23 формирования сигнала защиты. Кроме того, устройство снабжено последовательно соединенными дифференцирующим блоком

25 и формирователем 24 длительности импульсов ° 2 ил.

1504760

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразователь— ной технике, и может быть использовано для управления вентильными преобразо- 5 вателями °

Белью изобретения является повышение энергетических показателей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управле- 10 ния вентильным преобразователем; на фиг. 2 — временные диаграммы его работы.

Устройство для управления вентильным преобразователем содержит блок 1 15 импульсно-фазового управления, блок

2 ограничения максимального угла регулирования, блок 3 формирования диапазона управления, каналы 4 — 6 блока логики, каждый из которых выполнен на RS-триггере 7 и двух элементах

И-НЕ 8 и 9 (на чертеже показана структура канала 4, каналы 5, 6 выполнены аналогично), усилители-формирователи 10-15, каждый из которых выполнен идентично в виде последовательно соединенных элемента И-HE 16 и усилителя 17. Источник 18 управляющего сигнала состоит из последовательно соединенных первого инвертирующего элемента НЕ ..19, элемента 20 задержки, элемента И-HE 21, второго элемента НЕ 22," второй и третий входы элемента 21 соединены соответственно с выходом узла 23 35 формирования сигнала защиты и выходом элемента 19. Вход элемента 19 является входом источника 18 и соединен с третьим входом элемента 16, входами усилителей-формирователей 0

10-15 и с выходом формирователя 24 длительности импульсов, который входом соединен с выходом дифференцирующего блока 25.

Дифференцирующнй блок 25 своими входами соединен с выходами каналов

4-6.

Выход первого элемента 8 в кана— лах 4-6 соединен с одним из S-входом триггера 7, выход второго элемента 9 соединен с одним из К-входов триггера 7. При этом выходы триггера 7 являются выходами какалов 4-6 и соединены с первыми входами усилителей-формирователей 10-15.

Входы элементов 8.и 9 соединены соответственно с блоками 1 и 3 и с источником 18.

Третьи входы усилителей-формиро— вателей 10-1 5 соединены с выходами блока логики, сигнал на которых опережает сигнал на первых их входах на 60, например, третий вход усилителя-формирователя )О соединен с первым входом усилителя формирователя 13, т.е. с выходом канала 5.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства, где

U, > — выходные сигналы блока 1;

Uz „U < — выходные сигналы блока

2, Uz, U — выходные сигналы блока 3, Uq, U — выходные сигналы канала 4; U g — выходной сигнал источника 18, U, U, — выходные сигналы усилителей-формирователей

10 и 11, 11 - выходнои сигнал формирователя 24.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 формирует на своих выходах сигналы задания угла управления тиристорами выпрямителя, При этом фронт изменения сигнала U„, задает момент (фазу) включения тиристора анодной группы выпрямителя, а фронт изменения сигнала U — момент (фазу) включения тиристора катодной группы выпрямителя (фиг.2). Блок 2 формирует на своих выходах сигналы U z., и U z a виде импульсов нулевого уровня. Сигналы

Ц „, и U характеризуются тем, что их спады совпадают с фазой максимального угла регулирования выпрямителя (U, — для тиристора анодной группы; U — для тиристора катодной группы), По спаду выходных сигналов блока 2 при отсутствии единичных сигналов на выходе блока осуществляется принудительное переключение триггера

7 в моменты, соответствующие максимальному углу регулирования. Одновременно с этим формируются импульсы управления на выходе усилителя-формирователя 10 или 1 1 с максимальным углом регулирования выпрямителя. Блок 3 задает зоны изменения углов управления, при этом уровню "Лог,1" сигналов

U> и 11 . соответствуют разрешенные зоны изменения углов управления тиристоров анодной и катодной групп соответственно. Источник 18 формирует на своем выходе сигнал принудительной установки угла управления тиристоров, равного максимальному значению угла управления при этом нулевой уровень сигнала 11 соответствует установке

5 угла управления, равного максимальному значению.

На входы элементов 8 и 9 канала 4 поступают выходные сигналы блока 1, блока 3 и источника 18. При наличии единичных сигналов на входах элементов 8 и 9 на их выходах формируются нулевые импульсы, опрокидывающие триггер 7. Срабатывание триггера

7 может быть приведено также сигналами U, U с выходов блока 2.

На выходах триггера 7 формируются

cHrHam» U <, и U< > задающие yrosr управления тиристорами фазы А. Работа каналов 5 и 6 осуществляется аналогично. На выходе канала 5 формируются сигналы задания угла управления тиристоров фазы В, а на выходе канала 6 — сигналы для тиристоров фазы С выпрямителя.

Сдвиг по фазе углов управления тиристорами для фаз В и С относительно фазы А составляет 120 и 240 эл. град. соответственно.

В моменты изменения сигналов на выходах каналов 4-6 дифференцирукщим блоком 25 формируются узкие импульсы, поступающие на вход формирователя 24. Формирователем 24 формируются нормированные по длительности импульсы управления U < поступающие на входы элементов 16 усилителей-формирователей 10-15. На другие входы элементов 16 усилителейформирователей поступают сигналы с других выходов блока логики, С помощью усилителя 17 выходные сигналы элемента 16 усиливаются и потенциально разделяются с цепями устройства.

504760 6

I

При нормальном функционировании устройства на выходе усилителейформирователей 10-15 формируются спаренные импульсы управления тиристорами преобразователя ° Фронт первого из двух импульсов управления (0<, U„ ) задается блоком 1, диапазон изменения фазового угла указанного первого импульса знается блоком 3, а максимальное значение угла управления блоком 2. Наличие второго из управляющих импульсов (отстающего на 60 эл.град. относи-. тельно первого) обеспечивает функционирование устройства в режиме прерывистого тока за счет одновременной подачи импульсов на тиристоры соседних фаз преобразователя.

Формирователь 24 задает длительность выходных импульсов устройства минимальной величины, при которой обеспечивается устойчивое включение тиристоров преобразователя (то есть обеспечивается за время указанной длительности импульса нарастание тока через тиристор выпрямителя до амплитуды, превышающЕй.. ток удержания тиристора). 3а счет управления вен- . тильным преобразователем спаренными нормированными по длительности узкими импульсами уменьшается потребление -рлектрической энергии усилителями-формирователями 10-15, а значит, улучшаются энергетические показатели устройства.

При поступлении на входы элементов

8 и 9 каналов 4-6 сигнала нулевого уровня с выхода источника 18 (например, при аварийной ситуации в преобразователе — наличии аварииного тока через тиристоры ) на выходе элемен25 тов 8 и 9 формируются сигналы высокого уровня.Переключение тиристоров 7 каналов 4-6 осуществляется выходны;ми сигналами блока 2 в моменты спада выходных сигналов этого блока. При

30 этом на выходах усилителей-формирователей 10-15 формируются спаренные импульсы управления с максимальным значением фазы угла регулирования, вследствие чего уменьшается ЭДС выпрямителя, что обеспечивает закрывание тиристоров выпрямителя (прекращается протекание тока).

Ф

Источник 18 работает следующим образом.

На вход элемента 19 с выхода формирователя 24 поступают импульсы О,+.

На входы логического элемента 21 поступают сигналы с выхода узла 23 выходной сигнал элемента 19 и сигнал с выхода элемента 20. В нормальном режиме работы выходной сигнал узла равен 1 . При этом на выходе,элемен" !! II та 21 формируются импульсы, инверсные импульсам формирователя 24 ° Спад выходных сигналов элемента 21 отстает от соответствующего фронта сигнала формирователя 24 на 20-30 мкс. Сигнал элемента 21, проинвертированный элементом 22 (выходной сигнал источника 18 управляющего сигнала поступает на входы элементов 8 и 9 каналов 4-6, осуществляя блокирование переключателя триггера 7 на вре1504760;

3S мя действия управляющего импульса и в течение 20-3 0 мк с после него °

Блокирование переключения триггера 7 на время действия управляющего импульса служит для предотвращения ложных переключений триггеров 7 в других каналах устройства от действия сигналов электромагнитных помех в выходном сигнале блока 1. 3а счет этого достигается высокая помехозащищенность устройства и обеспечивается надежное формирование спаренных импульсов управления на выходе устройства при одноканальном принципе фор- 15 мирования этих импульсов.

При аварийной ситуации в преобразователе на выходе узла 23 формируется сигнал"0", что приводит к появлению на выходе источника 18 нулевого сиг- 20 нала, при,этом выходные импульсы устройства формируются с максимальным значением угла управления.

Таким образом, устройство осуществляет управление вентильным преобра- 25 зователем импульсами нормированной минимальной длительности, необходимой для устойчивой работы, преобразователя в режимах непрерывного и прерывистого токов и.в аварийных режимах. 30

Улучшение энерг етиче ских показ ателей достигается з а счет управления преобразователем узкими импульсами нормированной минимальной длительности, что исключает дополнительные электрические потери на бесполезное потребление энергии усилителямиформирователями в интервалы времени, когда не требуется наличия импульсов на тиристорах (из условия устойчиво- 40 го включения тиристоров силовой схемы выпрямителя в режиме прерывистого тока.)

Формула изобретения

Устройство для управления вентиль45 ным преобразователем, содержащее многофазный блок импульсно-фазового управления, блок ограничения максимального угла регулирования, блок формирования диапазона управления, трехканальный блок логики, содержащий в каждом канале КЯ-триггер и первый элемент И-НЕ, первый вход которого ,подключен к соответствующему нечетному выходу многофазного блока им55 пульсно-фазового управления, второй вход — к соответствующему нечетному выходу блока формирования диапазона управления, третий вход— к выходу источника управляющего сигнала, выход первого элемента И-HE соединен с первым S-входом RS-триггера,. второй S-вход которого подклю 1» чен к соответствующему нечетному выходу блока ограничения максимального угла регулирования, каждый выход каждого RS- триггера блока логики соединен с первым входом соответствующего усилителя-формирователя, выходы усилителей-формирователей являются выходами устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения энергетических показаталей, оно снабжено дифференцирующим блоком и формирователем длительности импульсов, а каждый канал блока логики снабжен вторым элементом И-НЕ,каждый усилитель-формирователь снабжен входным элементом И, входы которого являются входами усилителя-формирователя, источник управляющего напряжения выполнен в виде двух элементов

НЕ, элемента задержки, элемента И-HE и узла формирования сигнала защиты, причем выходы всех RS-триггеров через дифференцирующие блок и формирователь длительности импульсов соединены с вторыми входами усилителей-формирователей и входом источника управляющего сигнала, в источнике управляющего сигнала входом является вход первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ и через элемент задержки — с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход которого подключен к выходу узла формирования сигнала защиты, выход элемента И-НЕ через второй элемент НЕ соединен с выходами источника управляющего сигнала, в каждом канале блока логики выход второго элемента И-НЕ соединен с первым R-входом Rs-триггера, второй

R-вход которого подключен к соответствующему четному входу блока огра— ничения максимального угла регулирования, первый и второй входы второго элемента -HE подключены к соответствующим четным выходам многофазного блока импульсно-фазового управления и блока формирования диапазона управления, третий вход — к выходу источника управляющего сигнала, а третий вход каждого усилителя формирователя соединен с тем выходом канала блока логики, сигнал на котором опережает сигнал на первом входе на 60

1504760 б ч

4м

Составитель В. Миронов

Редактор А. Маковская Техред М.Ходанич Корректор 0 ° Ципле

Заказ 5263/54

Тираж 647

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35 ° Раушская наб., д. 4/5 о

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, !01