Устройство для импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфазными регуляторами напряжения, преобразователями. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит четыре нуль-органа, элементы И и элемент ИЛИ, которые образуют синхронизатор, формирующий импульсы, длительностью 120° и периодом повторения 180°. Выходной сигнал синхронизатора запускает узел фазового сдвига выполненный на интеграторе и компараторе. Применение второго генератора пилообразного напряжения, выполненного на люге и интеграторе, и компараторов с выходной логикой, позволяет сформировать необходимые импульсы управления, при одновременном упрощении устройства и его настройки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si>s Н 02 М 5/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4269415/31-07 (22) 29.06.88 (46) 07,10.90. Бюл. N. 37 (71) Донецкий политехнический институт (72) И,Т.Сидоренко, К.Н,Маренич, А,И.Пархоменко, В.С.Дзюбан и P.Ã.Áàòðàêoâ (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетел ьство СССР

N997224,,кл. Н 02 Р13/16,,1983.

Авторское свидетельство СССР

N . 1319189, кл, Н 02 P 13/16, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСЧО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ

ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управлеИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфаз ными тиристорными регуляторами напряжения, преобразователями.

Целью изобретения является упрощение, На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 — диаграмма формирования управляющих импульсов, Устройство содержит нуль-органы 1 — 4.

Неинвертирующие входы нуль-орлеана 1 и 3 соединены с инвертирующими входами нуль-органов соответственно 2 и 4. При этом входы нуль-органов 1 и 2 присоединены к одной из фаэ сети (например, С), к другой фазе (А) которой присоединены входами нуль-органы 3 и 4. Выходы нуль-органов 1 и

3 через первый элемент И 5 соединены с одним иэ входов элемента ИЛИ 6, к второму

„„ Ц „„1598081 А1 ния трехфазными регуляторами напряжения, преобразователями, Целью изобретения является упрощение устройства.

Устройство содержит четыре нуль-органа, элементы И и элемент ИЛИ, которые образуют синхронизатор, формирующий импульсы длительностью 120 и периодом повторения 180 . Выходной сигнал синхронизатора запускает узел фазового сдвига, выполненный на интеграторе и компараторе. Применение второго генератора пилообразного напряжения, выполненного на люге и интеграторе, и компараторов с выходной логикой позволяет сформировать необходимые импульсы управления при одновременном упрощении устройства и его настройки, 2 ил. входу которого через элемент И 7 подключены выходы нуль-органов 2 и 4, Выход элемента ИЛИ 6 подключен к входу первого ключевого элемента 8, выход которого соединен с входом первого интегрирующего звена 9. Выход последнего соединен с неинвертирующим входом первого компаратора 10, инвертирующий вход которого предназначен для подключения постоянного, регулируемого по величине, напряжения управления Uynp, а выход через дифференцирующую цепь 11 и второй ключевой элемент 12 соединен с входом второго интегрирующего звена 13, Выход последнего соединен с инвертирующими входами второго 14 и третьего 15 компараторов, инвертирующие входы которых соединены со средними выводами делителей 16 и 17 напряжения, подключенных к выходу источника 18 питания, 1598081

10

55

Выход третьего компаратора 15 подключен к элементу НЕ 19 и к одному из входов элемента ИЛИ 20, к другому входу которого через элемент HE 21 подключен выход второго компаратора 14. Выходы элемента ИЛИ 20, элемента НЕ 19 и второго компаратора 14 предназначены для подключения к цепям управления тиристоров соответствующих фаэ силовой части 22 регулятора напряжения, В качестве источника 18 питания может быть использован общий источник питания устройства.

Устройство работает следующим образом.

Нуль-органы 1 и 3 подключены неинвертирующими входами к фазам С и А сети и совместно с элементами И 5 формируют на выходе последнего прямоугольные импульсы 05 (фиг.2) на интервалах 60 эл,град., когда одновременно полуволны напряжений фаз А и С положительны. Аналогично нульорганы 2 и 4, подключенные к этим же фазам инвертирующими входами, формируют на выходе элемента И 7 прямоугольные импульсы 0т на интервалах 60 эл, град„когда одновременно полуволны напряжений фаз

А и С отрицательны, Импульсы 0 и 0т подаются на вход элемента ИЛИ 6, формируя на его выходе последовательность прямоггольных импульсов Ug, каждый из которых имеет длительность 60 эл.град. Интервалы между импульсами 0в составляют 120 зл,град„ поскольку эти импульсы синхронизированы с фазными напряжениями обеих полярноcreA и начинают формироваться через каждые 180 эл.град, Импульсы 0в, воздействуя через первый ключевой элемент 8 на вход первого интегрирующего звена 9, сбрасывает его.

Это обеспечивает формирование пилообразных напояжений Ug на выходе интегрирующего звена 9 на интервалах между импульсами Ue. Длительность пилообразных напряжений Ug составляет 120 эл,град., а интервалы между ними 60 эл.град. Таким образом, пилообразные напряжения Ug синхронизированы с определенными состояниями фазных напряжений сети как в положительной, так и в отрицательной их полярности. Частота их следования в 2 раза выше частоты напряжения сети, Первый компаратор 10 производит сравнение пилообразных импульсов Ug c напряжением управления Uynp и формирует импульсы на интервалах превышения импульсами Ug величины напряжения Uynp.

Этим достигается регулировка угла отпирания тиристоров регулятора в диапазоне

120 эл,град. Передние фронты U11 выход15

45 ных импульсов компаратора 10 с выхода дифференцирующей цепи 11 подаются на второй ключевой элемент 12, сбрасывая при этом второе интегрирующее звено 13. floскольку период следования пилообразных импульсов 09 составляет 180 эл,град. относительно периода напряжения сети, а передние фронты U11 импульсов, снимаемые с выхода дифференцирующей цепи, имеют ограниченную длительность, то длительность пилообразных импульсов 01з, снимаемых с интегрирующего звена 13, составляет Прад,а начало каждого последующего импульса 01з совпадает с окончанием каждого предыдущего импульса 01з.

Пилообразные импульсы 01з подаются на инвертирующие входы второго 14 и третьего 15 компараторов, на инвертирующие входы которых с выходов делителей 16 и 17 напряжения (потенциометров) подаются постоянные напряжения смещения 01в и

017. Их величины выбраны такими, что моменты равенства напряжений 01в и 017 с напряжением 01з отстают от передних фронтов напряжения 01з соответственно на

60 и 120 эл.град. Таким образом, на выходах компараторов 14 и 15 формируются прямоугольные импульсы 014 и 01 длительностью соответственно 120 и 60 эл.град„синхронизованные задними фронтами с задними фронтами соответствующих импульсов 01з.

Импульс 01, инвертируясь посредством элемента 19, формирует на его выходе прямоугольный импульс Ulg длительностью

120 эл,град., начало которого, совпадает с началом соответствующего пилообразного импульса 01з, Импульс 014, будучи поданным на вход элемента ИЛИ 20 через элемент НЕ 21 (U21), совместно с импульсом

01, поданным на другой вход элемента

ИЛИ 20, формируют на выходе последнего импульс 0що длительностью 120 эл.град, (так как длительность импульса 021 — паузы между импульсами 014 равна длительности импульса 01 и составляет 60 зл,град.).

Таким образом, сформированные импульсы управления 014, 01g и 02о имеют длительность 120 эл,град„смещены один относительно другого на 60 эл,град и следуют через каждые 60 эл.град. (относительно периода напряжений сети). Каждый из этих импульсов синхронизирован (тем самым) с одинаковыми состояниями соответствующих напряжений сети (UB, 0с, UA как в положительной, так и в отрицательной полярности, Поэтому импульсы 014, U1g и 02о предназначены для управления тиристорами силовой части 22, проводящими как положительную, так и отрицательную полуволну соответствующего фазного напряжения.

1598081

Изменением величины напряжения управления 0улр достигается фазовое смещение передних фронтов Ui> и синхронный фазовый сдвиг импульсов управления 014, Uig u 02о. При этом осуществляется регулирование величины выходных напряжений.

Длительность импульсов управления позволяет осуществить надежное включение тиристоров трехфазного регулятора напряжения независимо от величины угла отпирания тиристоров.

Положительный эффект предлагаемого устройства в сранении с известным заключается в упрощении управления тиристорами регулятора . напряжения (преобразователя), Это обусловлено исключением иэ устройства управления фазорегулятора, а также тем, что непосредственно для формирования импульсов управления используется один интегратор вместо двух интеграторов с одинаковыми постоянными интегрирования. Кроме того, вместо одного двухканального делителя напряжения приняты два одноканальных потенциометра, что упрощает настройку моментов формирования управляющих импульсов.

Формула изобретения

Устройство для импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения, согдержащее первый нуль-орган, первый элемент НЕ, два интегрирующих звена, три компаратора, дифференцирующую цепь и первый делитель напряжения, подключенный к выходу источника питания, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, в него введены три нуль-органа, два элемента И, два элемента

ИЛИ, два ключевых элемента, второй элемент НЕ, второй делитель напряжения, под4 ЮС ключенный к выходу источника питания, при этом неинвертирующий вход первого нуль-органа соединен с инвертирующим входом вторго нуль-органа и предназначен

5 для подключения к фазе сети, неинвертирующий входтретьего нуль-органа соединен с инвертирующим входом четвертого нульоргана и предназначен для подключения к фазе А сети, выходы первого и третьего

10 нуль-органов через первый элемент И соединены с первым входом первого элемента

ИЛИ, к второму входу которого через второй элемент И подключены выходы второго и четвертого нуль-органов, выход первого

15 элемента ИЛИ подключен к входу первого ключевого элемента, выход которого соединен с входом первого интегрирующего звена, выход последнего соединен с неинвертирующим входом первого компа20 ратора, инвертирующий вход которого предназначен для подключения напряжения управления, а выход через дифференцирующую цепь и второй ключевой элемент соединен с входом второго интегрирующего

25 звена, выход последнего соединен с неинвертирующими входами второго и третьего компараторов, инвертирующие входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго делителей напряжения, ЗО выход третьего компаратора подключен к первому элементу НЕ и к первому входу второго элемента ИЛИ, к второму входу которого через второй элемент НЕ подключен выход второго компаратора, при этом выхо35 ды второго элемента ИЛИ, первого элемента НЕ и второго компаратора предназначены для подключения к цепям управления тиристоров соответственно фаз

А, С и B регулятора напряжения. лп

1598081

"Ь

Составитель С. Лузанов

Редактор В. Петраш Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор С. Шекмар

Заказ 3066 Тираж 498 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

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