Устройство для несимметричного управления вентильным коммутатором

 

Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Устройство содержит входной зажим 1, блок синхронизации 2, связанный с генератором импульсов 3, соединенный с первым двоичным счетчиком 5, второй двоичный счетчик 6, первый цифровой компаратор 7, связанный с двоичным счетчиком 5, второй цифровой компаратор 8, регистр памяти 9 с информационным входом 10 и управляющим входом 11, второй управляющий вход 12, первый элемент И-НЕ 13, инвертор 4, связанный с вторым элементом И-НЕ 15, элемент ИЛИ 16 подключенный к выходам элементов 13 и 15, первый 17 и второй 28 распределители импульсов, выходы которых через соответствующие элементы И 19 - 24 подключены к формирователям импульсов 25-30, первый 31 и второй 32 выходы устройства. Принцип действия устройства основан на возможности воздействия через два различных управляющих входа на элементы устройства таким образом, что на выходах 31 и 32 формирователей импульсов будет иметь место различный разовый сдвиг. 1 з.п.ф-лы. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК (19) (11) А1 (gI)g Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHQMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4471549/24-07 (22) 01.08.88 (46) 23.06.90. Бюл, ¹ 23 (75) C.A,Ìèõàéëîâ (SU) и Б.Т.Тотев (ВС) (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1039030, кл. Н 02 P 13/16, 1983, Авторское свидетельство СССР № 1501234, кл. Н 02 M 7/48, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕСИММЕТРИЧНОГО

УПРАВЛЕНИЯ BEHTKIbHblM КОММУТАТОРОМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Устройство содержит входной зажим.1, блок синхронизации 2, связанный с генератором импульсов 3, соединенный с первым двоичным счетчиком 5, второй двоичный счетчик 6, первый цифровой ком2 паратор 7, связанный с двоичным счетчиком 5, второй цифровой компаратор

8, регистр памяти 9 с информационным входом 10 и управляющим входом

11, второй управляющий вход 12, первый элемент И-НЕ 13, инвертор 14, связанный с вторым элементом И-НЕ 15, . элемент ИЛИ 16, подключенный к выходам элементов 13 и 15, первый 17 и второй 18 распределители импульсов, выходы которых через соответствующие элементы И 19...24 подключены к фор мирователям импульсов 25,. .30, первый

31 и второй 32 выходы устройства. . Принцип действия устройства основан на возможности воздействия через два различных управляющих входа на элементы устройства таким образом, что на выходах 31 и 32 формирователей импульсов будет иметь место pasличный разовый сдвиг. l з.п. ф-лы, 2 ил;

1573518

Изобретение относится к преобра— зонательной технике и может быть использовано в устройствах для цифрового фазового управления вентильными коммутаторами, в электрических приводах переменного тока, в частности в асинхронных вентильных каскадах.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет возможной работы как в симметричном, так и асимметричном режимах, На фиг,1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 — диа- 15 граммы его работы при управлении вентильным коммутатором инвертора, ведомого сетью. Схема содержит вход 1 устройства, блок 2 синхронизации, генератор 3 20 импульсов,инвертор 4, первый 5 ивторой бдвоичные счетчики, первый 7 и второй

8 цифровые компараторы, регистр 9 памятн,информационный вход 10, первый 11 и

1 второй 12 управляющие входы, пер- 25 вый элемент И-НЕ 13, инвертор 14, второй элемент И-НЕ 15, элемент ИЛИ

16, первый 17 и второй 18 распределители импульсов, элементы И 19...24, формирователи 25...30 импульсов, пер- 30 вый 31 и второй 32 выходы устройства, третий элемент ki-HE 33, первый 34 и второй 35 элементы ИЛИ-НЕ, четвертый элемент И-НЕ 36, первый элемент

И 37, третий элемент ИЛИ-НЕ 38 и второй элемент И 39.

На фиг.2а показано синусоидальное линейное напряжение сети переменного тока, питающее вентильный коммутатор и поступающее на вход устроиства 40 на фиг,2б...м вЂ, импульсные сигналы на выходах различных блоков схем: фиг.2б — блока 2.синхронизации; фиг,2в — компаратора 7; фиг,2ж — компаратора 8 при симметричном и несим- 45 метричном (пунктиром) режимах; фиг. 2г.д.е.. - первого распределителя 17 импульсов; фиг,2з,и,к — второго распределителя, 18 импульсов; фиг.2л — элементов И 19...24; фиг.2м на выходах 31 и 32 устройства.

Принцип несимметричного управлен|ия вентильным коммутатором состоит в том, что в многофаэной мостовой схеме, например управляемого выпрями-.

15 теля или инвертора, в одной группе вентилей, например анодной (выход 32),. угол опережения включения Р вентилей поддерживается постоянным и минимальным (около 15 эл. град), а в другой группе вентилей, например катодной (выход 31) он изменяется в полном диапазоне от 0 до 180 эл,град, Такой несимметричный режим управле- ния позволяет улучшить энергетические показатели регулируемого электропривода, в частности повысить коэффициент мощности в .асинхронных вентильных каскадах, Устройство может работать как в несимметричном, так и в симметричном режимах, когда управление осуществляется изменением угла включения вентилей одновременно в обоих группах коммутатора многофазной системы переменного тока.

Устройство работает следующим образом, С входа l устройства переменное линейное напряжение (фиг.2а) подается на блок 2 синхронизации, где оно преобразуется в прямоугольные импульсы, соответствующие положительной полуволне синусоиды (фиг.2б). Эти импульсы синхронизируют генератор 3 импульсов и управляют сбросом в ноль второго двоичного счетчика 5. Таким образом, при положительной полуволне синусоиды работает двоичный счетчик 6, а при отрицательной полуволне — двоичный счетчик ; Параллель".г ные выходы всех разряцов.первого двоичного. счетчика 5 соединены соответственно разрядами, одного входа первого компаратора 7, на другой вход которого подается цифровой код из регистра 9 памяти. В.последнем с информационного входа 10 при разрешающем сигнале на. управляющем входе 11 записывается цифровой код, соответствующий требуемому углу включения вентильного коммутатора.

Первый двоичный счетчик 5,. считая импульсы от генератора 3 импульсов, изменяет комбинации сигналов на своих параллельных выходах, Когда цифровые коды на двух входах первого компараI тора 7 сравняются, на его выходе формируется короткий импульс, соответствующий заданному углу включения Р. (фиг.2в). При этом число импульсов от генератора 3, отсчитанное первым двоичным счетчиком 5, равно двоичному коду, задаваемому с информационного входа 10 устройства. о и

N;- =x а + x,à +...+х„, а + х„а = и х; а . о

15735

40

Фаза импульса с выхода первого компаратора 7 по отношению к началу полупериода синусоиды сетевого напряжения определяется этим числом импульсов и

g;=Q dt = 27+x; а =0

Импульс с выхода первого компаратора 7 устанавливает в ноль первый распределитель 17 импульсов, который, считая импульсы генератора 3 формирует многофазную последовательность управляющих сигналов для катодной группы вентилей коммутатора, В частности для трехфазной сети, это три

15 группы импульсов на выходе 31 устройства, сдвинутые по фазе один относительно другого на 120 эл.град. (фиг,2г,д,е). Через элементы

И 19 °,,21 эти логические сигналы заполняются высокочастотными импульсами от генератора 3 (фиг.2л), В формирователях 25...27 импульсов осуществляется гальваническая развязка управляющей схемы устройства от его выхода 31, импульсы усиливаются по мощности и на выходах 31 устройства формируются "пачки импульсов (фиг.2м), поступающие на управляющие электроды вентилей катодной группы, На второй управляющий вход 12 устройства подается логический сигнал задания режима работы устройства: "0" — симметричный, "1" — несимметричный, Этот сигнал управляет работой логического переключателя на элементах 13...16. При поступлении на вход 12 логического "0" запирается первый элемент И-НЕ 13, через инвертор 14 открывается второй элемент И-НЕ 15 и пропускает с пер вого выхода распределителя 17 импульсов через элемент ИЛИ 16 сигнал на сброс в ноль второго распределителя 18 импульсов. Затем, считая импульсы от генератора 3, распределитель 18 импульсов формирует.многофазную последовательность управляющих импульсов для анодной группы вентилей коммутатора (фиг.2з,и,к), сдвинутых на 120 эл. град, один относительно другого и на 60 эл,град, относительно импульсов катодной группы вентилей,. Через элементы

И 22.. ° 24 эти логические сигналы заполняются высокочастотными импуль" сами от генератора 3 (фиг.2л) и в

18 6 формирователях 28...30 на выходе 32 устройства. образуются "пачки", им— пульсов, поступающие на управляющие электроды соответствующих вентилей анодной группы (фиг.2м). В этом случае изменение фазы угла включения происходит в обоих группах вентилей коммутатора одновременно и симметрично.

При поступлении на вход 12 устройства логической "1" запирается через инвертор 14 первый элемент И-НЕ 15 . и открывается второй элемент И-НЕ 13, пропуская с выхода второго компаратора 8 через элемент ИЛИ 16 импульс установки в ноль второго распределителя 18 импульсов. Импульс с выхода второго компаратора 8 имеет постоянную фазу P = 15 эл.град, (фиг. 2ж) и, в таком несимметрическом режиме, изменение угла включения на выходе 31 устройства вентилей анодной группы не происходит (фиг.2з...м).

Второй цифровой компаратор 8 выполнен на третьем 33 и четвертом 36 элементах И-НЕ; первом 34 и втором

35 и третьем 36 элементах ИЛИ-НЕ; первом 37 и втором 39 элементах И.

Входы второго компаратора 8 соединены с параллельными выходами всех разрядов второго двоичного счетчика 6.

При восьмиразрядных счетчиках полный диапазон изменения угла /3 (180 эл. град,) содержит 2 = 256 фиксированных значений угла (принято 240). Постоянный минимальный угол опережения включения коммутаторов Р равен

15 эл. град, По отношепию к моменту перехода сетевого напряжения через ноль его фаза составит 45 эл, град,, что для двоичного счетчика 6 образует число 60.Двоичный код этого числа

00111100. При появлении такого кода на параллельных выходах двоичного счетчика 6 логическая схема второго компаратора на элементах 33...39 распознает его и формирует требуемый импульс на своем выходе, Частота генератора 3 импульсов рассчитывается по формуле и 2 с К 24 к1цэ где f — частота переменного сетевого напряжения, например

50 Гц;

К вЂ” выбранный коэффициент деления двоичных счетчиков (240) .

1573518

Таким образом, устройство позволяет управлять вентильным коммутатором в многофазных системах переменного тока как в симметричном режиме, однОвременно изменяя фазы углов включения вентилей и анодной и катодной групп, гак и в несимметричном режиме, кОгда угол включения вентилей одной группы поддерживается минимальным и постоянным, 10

Формула изобретения

1, Устройство для несимметричного управления вентильным коммутатором, содержащее блок синхронизации, вход кфторого является входом для подключения к питающей сети, а выход через генератор импульсов связан со счетным входом первого двоичного счетчикЙ, выходы каждого разряда которого сОединены с одним из входов первого кфмпаратора, другой вход которого сОединен с выходами регистра памяти, 25 ииформационный вход которого являетсй информационным входом устройства, а.вход сброса в "0" регистра памяти яВляется первым управляющим входом уСтройства, второй двоичный счетчик gp и, второй компаратор, инвертор, эле маунт ИЛИ, элемент И-НЕ, формировател импульсов, выходы которых являются выходами устройства, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью 35 расширения функциональных возможностей, в него введен второй инвертор, вЬ|ход которого соединен с входом установки в "0" гервого двоичного счетчика, а вход соединен с выходом 40 блока синхронизации и входом установки в "0" второго двоичного счетчика, первый и второй распределители импульсов и элементы И по числу фаз, первые входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго распределителей импуль-, Т сов, а выходы подключены к входам соответствующих формирователей импульсов, вторые входы элементов И соединены между собой и со счетными входами распределителей импульсов и второго двоичного счетчика и выходом генератора импульсов, первый и второй элементы И-НЕ, элемент

ИЛИ и первый инвертор образуют логический переключатель, первый вход первого элемента И-HE является первым управляющим входом переключателя и вторым управляющим входом устройства, который через первый инвертор соединен с первым входом второго элемента И-НЕ, другой вход которого соединен с первым выходом первого распределителя импульсов,. выходы первого и второго элементов И-НЕ объединены через элемент ИЛИ, выход которого является выходом логического переключателя и соединен с входом установки в "0" второго распределителя импульсов, второй вход первого элемента -HE соединен с выходом второго компаратора, входы которого соединены с соответствующими выходами каждого разряда второго двоичного

Счетчика, а выход первого компаратора соединен — с входом установки в

"0" первого распределителя импульсов.

2,Устройство по п.1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что .второй компаратор содержит третий и четвертый элементы Vi-HE, первый, второй и третий элементы ИЛИ-НЕ, первый и второй элементы И, причем входы третьего элемента И-НЕ являются первым и вторым входами компаратора, входы первого элемента ИЛИ-НЕ являются третьим и четвертым входами компаратора, входы второго элемента

И-HE являются пятым и шестым входами компаратора, входы четвертого элемента И-НЕ являются сецьмым и восьмым входами компаратора, выходы третьего и четвертого элементов И-НЕ объединены через третий элемент

ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с входом второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом первого элемента И, входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго элементов ИЛИ-НЕ, а выход второго элемента И является выходом второго компаратора.

15735l8

Составитель Е. Калинкин

Техред Л ° Сердюкова Корректор Л. Бескид

Редактор Н.Рогулич

Тираж 498

Подписное

Заказ 1646

ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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