Устройство для управления трехфазным выпрямителем

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение стабильности и расширение диапазона регулируемого выходного напряжения. При подаче питающего напряжения импульсы, синхронные фазе A, поступают на формирователь коротких импульсов 2. По заднему фронту вырабатывается короткий импульс, поступающий на входы элементов 3И-НЕ 13, 14. При этом, при наличии положительного потенциала на прямом выходе компаратора 12 импульсы с выхода формирователя коротких импульсов 2 через элемент 3И-НЕ 14 поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 15. Во время отрицательных полуволн фаз A, B, C по импульсам, поступающим от синхронизатора 1, содержимое счетчика 15 переписывается в счетчики 17, 18 и 19. Во время положительных полуволн фаз A, W, C, открываются элементы 2 И-НЕ 3, 4 и 5 и импульсы от генератора импульсов 6 поступают на вход вычитания счетчиков импульсов 17, 18 и 19. При этом положительные импульсы с выходов триггеров управления 20, 21 и 22 через усилители импульсов управления 7, 8 и 9 поступают на управляющие электроды тиристоров анодной группы выпрямителя 10. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„1529377

А1

?511 4 Н 02 И 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 .(21) 4408947/24-07 ! (22) 12.04,88. (46) 15.12.89. Вюл. ?Ф 46 (72) M.З. 11агивалеев, А.Н. Ященко, В.В. Ильясов и А.Ф. Потапов (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

?? - 416812, кл. Н 02 M 7/12, 1972, Авторское .свидетельство СССР

?? 1144 177, кл. Н 02 M 7/04, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫИ ВЬП1РЯМИТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения явля ется повышение стабильности и расширение диапазона регулируемого выходного напряжения. При подаче питающего напряжения импульсы синхронные фазе А, поступают на форми с рователь коротких импульсов 2. По заднему фронту вырабатывается короткий импульс, поступающий на входы

2 элементов ЗИ-НЕ 13,14. При этом при наличии положительного потенциала на прямом выходе компаратора 12 импульсы с выхода формирователя коротких импульсов 2 через элемент ЗИНЕ 14 поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 15. Во время отрицательных полуволн фаз А,В,С по импульсам, поступающим от синхронизатора 1, содержимое счетчика 15 переписывается в счетчики 17, 18 и

19. Во время положительных полуволн фаз А,В,С, открываются элементы

2И-HE 3,4 и 5 и импульсы от генератора импульсов 6 поступают на вход вычитания счетчиков импульсов 17, 18 и 19. При этом положительные импульсы с выходов триггеров управления 20, 21 и 22.через усилители импульсов управления 7,8 и 9 поступают на управляющие электроды тиристоров анодной группы выпрямителя 10.

2 ил.

1529377

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для фазового управления вентильными преобразователями.

Целью изобретения является повышение стабильности и расширение диапазона регулируемого выходного напряжения.

На фиг,1 представлена функциональная схема устройства для управления трехфазным выпрямителем, на фиг ° 2 - временные диаграммы работы устройсгва.

Устройство содержит синхронизатор 1, один иэ выходов которого подключен к формирователю коротких импульсов 2, три элемента 2И-НЕ 3-5, генератор импульсов 6, усилители импульсов управления 7-9, выводы которых соединены со выходными зажимами выпрямителя 10, а выход выпрямителя предназначен для связи через усилитель постоянного тока 11 с регулирующим входом компаратора 12, два элемента ЗИ-НЕ 13 и 14, реверсивный счетчик 15, дешифратор 16, счетчики импульсов 17-19, триггеры управления 20-22, нагрузку 23, подключенную к выходам выпрямителя 10 и маломощный неуправляемый выпрямитель 24, подключенный к усилителям импульсов управления 7-9.

Синхронизатор 1 предназначен для .формирования импульсов синхронно с изменением фаз А,В,С электросети пе, .ременного тока.

1 !

Формирователь коротких импульсов

2 предназначен для формирования оцного импульса на период сети фазы А, .Элементы 2И-HE 3-5 служат для передачи импульсов с генератора 6 импульсов на счетные входы счетчиков импульсов 17-19 при наличии на вторых входах разрешений от синхронизатора 1 °

Генератор импульсов 6 предназначен для формирования импульсов частотой 20 кГц, что обеспечивает работу счетчиков импульсов 17-19 по регулировке угла зажигания тиристоров.

Усилители импульсов управления

7-9 предназначены для усиления импульсов управления тиристорами и гальванической развязки схем управления от выпрямителя 10.

Выпрямитель 10 служит для преобразования переменного напряжения в регулируемое постоянное напряжение.

Усилитель постоянного тока 11 обеспечивает формирование напряжения, пропорционального напряжению на вы-. ходе выпрямителя 10, Компаратор 12 предназначен для сравнения опорного напряжения Ц„ с напряжением на выходе усилителя посгоянного така 11 и по результату сравнения осуществляет коммутацию элементов ЗИ-НЕ 13 и 14.

Элементы ЗИ-HE 13 и 14 предназначены для передачи импульсов синхронизатора 1 на счетные входы реверсивного счетчика 15.

Реверсивный счетчик 15 служит для формирования и хранения двоичного кода, пропорционального углу зажигания тиристора.

Дешифратор 16 предназначен для блокировки элементов 13 и.14 при двоичных кодах 1111. 1111 и 0000. 1111.

Это запрещает режим дальнейшего сложения при комбинации 1111 1111 и реI жим дальнейшего вычитания при коде

0000.1111. Укаэанное ограничение блокирует переход реверсивного счетчика 15 через нулевое состояние и этим эапреща:= r скачкообразное изменение угла зажигания тиристора между граничными значениями.

Счетчики импульсов 17-19 необхо димы для определения времени задержки по формированию импульсов управления тиристорами относительно начала положительных полуволн фаз А, В, С.

Триггеры управления 20-22 предназначены для формирования импульсов управления тиристорами выпрямителя 10 °

Временные диаграммы работы устройства, приведенные на фиг.2 представляют собой: а — напряжение фаз

А В ; б — импульсы, вырабатываемые формирователем коротких импульсов 2; в, г, д — выходные импульсы, вырабатываемые синхрониза50 тором 1; е, ж э — пачки импульсов, поступающие на входы вычитания счетчиков импульсов 17-19 с указанием числа импульсов, необходимых для обнуления счетчиков импульсов 17-19 (п-1, и, п+1); и, к, л - импульсы на выходах триггеров управления 20, 21 и 22; м — диаграмма изменения выходного напряжения U Р „„„ по отношению к опорному напряжению Uoï .

1529377

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения (фиг.2а) на выходах синхронизатора 1 вырабатываются импульсы прямоугольной формы с частотой сети (фиг.2в, г, д). Импульсы, синхронные фазе А, поступают на формирователь коротких импульсов 2 и по заднему фронту вырабатывается короткий импульс (фиг.2 б), поступающий на входы элементов ЗИ-НЕ 13 и 14. Компаратор 12 сравнивает опорное напряжение U c оп напряжением на другом своем входе, поступающим от усилителя постоянного, тока 11 ° Пока. величина U íà входе компаратора 12 превышает напряжение, поступающее на другой вход, на прямом выходе компаратора 12 вырабатывается положительный потенциал, поступающий на вход элемента ЗИ-НЕ 14. Если Б „ меньше напряжения на втором входе компаратора 12, то положительный потенциал вырабатывается на инверсном выходе и поступает на вход элемента

ЗИ-HP. 13. При наличии положительного потенциала на прямом выходе компаратора 12 импульсы с выхода формирователя коротких импульсов 2 через элемент ЗИ-НЕ 14 поступают на вход вычитания реверсивного счетчика 15, и каждый период фазы А сети содержимое реверсивного счетчика 15 уменьшают на

1 единицу. Во время отрицательных полуволн фаз А, В, С по импульсам,поступающим от синхронизатора 1, содержимое счетчика 15 переписывается соответственно в счетчики импульсов

17-19, а триггеры управления 20-22 устанавливаются в нулевое состояние (фиг. 2и, к, л). Во время положительных полуволн фаз А,В, С открываются соответственно элементы 2И-НЕ 3-5 и импульсы от генератора импульсов 6 частотой 20 кГц поступают на вход вычитания (фиг.2е,ж,з) счетчиков импульсов 17-19. Формируемые счетчиками импульсов 17-19 сигналы обратного переноса устанавливают в единичное состояние триггеры управления

20-22 (фиг.2и, к, л). Положительные импульсы с единичных выходов триггеров управления 20-22 через усилители импульсов управления 7-9 поступают на управляющие электроды тиристоров анодной группы выпрямителя 10.

Таким образом, регулирование угла зажигания тиристоров определяется

55 временем обн ления счетчикОБ импуль сов 17 — 19. 1ем меньше код, загружаемый в счетчики импульсы,7-19, тем меньше угол зажигания тиристоров.

Величина кода, записываемого в счетчике v ..;óëüñoâ 17-19, определяется содержимым реверсивного счетчика 15.

Пока опорное напряжение Ц„ на входе компаратора 12 прег.,:.ш.ает напря-жение, пропсрциональное выходному на— пряжению выпрямителя .О, .поступаю его с выхода усилителя постоянногo го-. ка 11, элемент ЗИ вЂ” НЕ 14 открыт и каждый период фазы А сети содержимое реверсивного счетчика 15 уменьшается на единицу. Это происходит до rex пор, пока угол зажигания тиристоров не уменьшится до такого значения, при котором напря ение на выходе усилителя постоянного тока !1 не превы— сит значен. е Н„„, На инверсном выходе компаратора 12 устанавливается высокий потенциал, который поступает на вход элемента ЗИ-НЕ 13,. Таким образом, осуществляется разрешение на прохождение импульсов с формирователя коротких импульсов 2 на вход сложения реверсивного счетчика 15. Угеличение кода в реверсивном счетчике 15 приводит к более позднему зажиганию тиристоров за счет увеличения времени оЬнуления счетчиков импульсов

17-19 (фиг. 2е, ж, з, м) ° Изменение двоичного кода в реверсивном счетчике 15 пропорш.онально изменению угла зажигания тиристоров на 0,9 электрических градусов и происходит один раз за период сетевого напряжения.

Информация с выхода реверсивного счетчика 15 поступает на дешифратор

16, который при равенстве содержимого реверсивного счетчика 15 двоичному коду 0000.1111 Ьлокирует эле— мент ЗИ-HE 14, запрещая режим дальнейшего вычитания, а при равенстве содержимого реверсивного счетчика 15 двоичному коду 1111 1111 блокирует элемент ЗН-НЕ 13, запре-щающий режим дальнейшего сложения.

Таким образом, угол зажигания тиристоров регулируетс в диапазоне

13-180 электрических градуссв, а дешифратор 16 задает пределы регулирования угла зажигания, запрещая скачкообразные изменения состояние реверсивного счетчика 15 через нулевое состояние. Ограничение минимального угла регулирования выпря1529377 ителя 13 электрическими градусами необходимо для обеспечения надежноо включения тиристоров в начале

1 оложительных полуволн фаз А,B,С. рерхний предел угла зажигания 180

1 лектрических градусов определяет1 я воэможностью естественной комму1гации тиристоров.

10 ормула изобретения

Устройство для управления трехазным выпрямителем, содержащее синронизатор, каждый из входов котороо предназначен для подключения к 15 оответствующей фазе сети, а один з выходов подключен к формирователю коротких импульсов, три элемента

2И-НЕ, генератор импульсов, усилители импульсов управления, выходы ко- 2р торых предназначены для соединения с входным зажимом выпрямителя, усилитель постоянного тока, вход которого предназначен для подключения к выходным зажимам выпрямителя, а выход - 25 к одному из входов компаратора, другой вход которого предназначен для подключения к источнику опорного сигнала, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабиль- Зр

,íîñòè и расширения диапазона pery-, ,ëèðóåìoão выходного напряжения, в него введены два элемента ЗИ-НЕ, реверсивный счетчик, дешифратор, три счетчика импульсов и три триггера управления, причем выход усилителя постоянного тока выходом подключен к информационному входу компаратора, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам двух элементов ЗИ-НЕ, вторые входы которых подсоединены к выходам дешифратора,а третьи входы объединены и подключены к выходу формирователя коротких импульсов, при этом выходы двух элементов ЗИ-НЕ соединены со счетными входами реверсивного счетчика, выходы которого подключены к входу дешифратора и информационным входам счетчиков импульсов, каждый выход синхронизатора подключен к одному из входов трех элементов 2И-НЕ, другие входы которых объединены и подключены к выходу генератора импульсов, а выходы трех элементов 2И-НЕ соединены с входами вычитания счетчиков импульсов, выходы синхронизатора подключены к входам записи счетчиков импульсов и входам установки нуля триггеров управления, выходы обратного перено са счетчиков импульсов соединены с входами установки единицы триггеров управления, а выходы триггеров — с входами усилителей импульсов управления.