Формирователь импульсов для управления группой тиристоров

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности формирования управляющих импульсов с заданными характеристиками в аварийных и переходных режимах. Устройство содержит JK-триггер 26, первый и второй делители напряжения 27 и 28, причем J-вход JK-триггера 26 соединен с общей шиной, тактовый вход - с выходом элемента И-НЕ 16, K-вход - с выходом первого делителя 27 напряжения. Прямой выход JK-триггера 26 подключен к управляющему входу узла запуска 21, инверсный выход K-триггера соединен с управляющими выходами 30 узла блокирования импульсов 13. Вход 32 элемента И-НЕ 16 соединен с выходом второго делителя 28 напряжения, включенного между выходом полумостового инвертора и общей шиной. С целью защиты от перенапряжений по выводам 5 для подключения основного питающего напряжения и выводам 22 для подключения форсирующего напряжения и защиты от "просадки" напряжения питания собственных нужд формирователя импульсов дополнительно введены первый и второй диоды 33 и 34, включенные соответственно между выходами введенных делителей напряжения и входом 35, предназначенным для подключения питания собственных нужд. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 М 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4602005/24-07 (22) 03.11.88 (46} 23.10.90. Бюл. М 39

{71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу s промышленности, сельском хозяйстве и на транспорте (72) А.M. Колоколкин, Ю.П. Кузнецов и А.Г. Придатков (53} 621.316.727(088.8) (56) Аьторское свидетельство СССР

М 1259447, кл. Н 02 М 7/48, 1986.

Блок формирователя импульсов. Схема электрическая принципиальная, ЖДИЦ, 656136.022.ЭЗ. Таллин. ПО "ТЗЗ . им. М.И. Калинина", 1983. (54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ ТИРИСТОРОВ

{57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — повышение надежности формирования управляющих импульсов с Заданными характеристиками в аварийных и переходных режимах. Устрой22 Л 28

».Я2 1601710 А1 ство содержит II-триггер 26, первый и второй делители напряжения 27 и 28, причем

1-вход IK-триггера 26 соединен с общей шиной, тактовый вход — с выходом элемента

И-НЕ 16, К-вход — с выходом первого делителя 27 напряжения. Прямой выход IK-триггера 26 подключен к управляющему входу узла запуска 21, инверсный выход К-триггера соединен с управляющими выходами 30 узла блокирования импульсов 13. Вход 32 элемента И-НЕ 16 соединен с выходом второго делителя 28 напряжения, включенного между выходом полумостового инвертора и общей шиной, С целью защиты от перенапряжений по выводам 5 для подключения основного питающего напряжения и выводам

22 для подключения форсирующего напряжения и защиты от "просадки" напряжения питания собственных нужд формирователя импульсов дополнительно введены первый и второй диоды 33 и 34, включенные соответственно между выходами введенных делителей напряжения и входом 35, предназначенным для подключения питания собственных нужд. 1 э.п. ф-лы, 2 ил.

1601710

50

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для формирования мощных управляющих импульсов одним или несколькими тиристорами, в том числе соединенными последовательно или параллельно, или последовательно параллельно, Целью изобретения является повышение надежности формирования управляющих ,, импульсов с заданными характеристиками в

1 аварийных и переходных режимах, а также защита от перенапряжений по выводам, кото, рые предназначены для подключения ос . новного и формирующего питающего

i напряжения, и защиты от просадки напряi

; жения питания собственных нужд, На фиг. 1 представлена принципиаль. ная электрическая схема формирователя

I, импульсов; на фиг. 2 — диаграммы напряже, ний на входах и выходах различных элемен тов.

Формирователь импульсов для управ ления группой тиристоров (фиг. 1) содержит, полумостовой инвертор 1, входами 2 и 3 соединенный через силовой диод 4 с выводом 5 для подключения основного питающего напряжения и общей шиной 6, выходом 7 — через разделительный конденсатор 8 с выходным выводом 9 формирователя импульсов, синхронизируемый задающий генератор 10 с парафазными выходами 11 и 12, подключенный через узел 13 блокирования импульсов к управляющим входам 14 и 15 полумостового инвертора, логический элемент И вЂ” НЕ 16. Один вход 17 логического элемента И вЂ” НЕ соединен с управляющим входом 18 формирователя импульсов и через первый резистор 19 — с . общей шиной. При этом формирователь импульсов включает в себя управляемый ключ

20 с узлом 21 запуска, вход управляемого ключа соединен с выводом 22, предназначенным для подключения форсирующего питающего напряжения и через второй резистор 23 — с выходом 7 полумостового инвертора, выход — через токоограничивающие разделительные цепочки 24 и 25 с входом 2 и выходом 7 полумостового инвертора 1, Кроме того, в формирователь импульсов дополнительно введены IK-триггер 26, первый 27 и второй 28 делители напряжения. причем 1-вход IK-триггера соединен с общей шиной, тактовый вход — c выходом логического элемента И вЂ” НЕ, К-вход — с выходом первого делителя 27 напряжения, включенного между выводом 5 предназначенного для подключения основного питающего напряжения и общей шиной, вход установки в единичное состояние — с управляющим входом 18 формирователя, прямой выход! К-триг-. гера подключен к управляющему входу 29 узла запуска, инверсный выход! К-триггера соединен с управляющими выходами узла

13 блокирования импульсов и входом 31 синхронизации задающего генератора, друroA вход 32 логического элемента И-HF соединен с выходом второго делителя 28 напряжения, включенного между выходом полумостового инвертора и общей шиной.

Для защиты входов логического элемента И вЂ” НЕ и IK-триггера от перенапряжений по выводам предназначенным для подключения основного питающего напряжения и форсирующего .питающего напряжения и защиты от посадки напряжения питания собственных нужд формирователя импульсов дополнительно введены первый 33 и второй 34 диоды, включенные соответственно между выходами введенных делителей

27 и 28 напряжений и вводом 35 предназначенного для подключения питания собственных нужд формирователя, На фиг. 2 обозначены напряжение 36 на управляющем входе 18, напряжение 37 на выходе первого делителя 27 напряжения, напряжение 38 на выходе второго делителя

28 напряжения, напряжение 39 на выходе логического элемента Yi-Н Е 16, напряжение

40 на инверсном выходе IK-триггера 26, напряжения 41 и 42 на парафазных выходах 11 и 12 синхронизируемого генератора, напряжение 43 на входе 2 полумостового инвертора 1, напряжение 44 на выходе 7 полумостового инвертора, напряжение 45 на выходе узла 21 запуска, ток 46 управления тиристорами, подключенными к выводу

9 формирователя.

Формирователь импульсов работает следующим образом.

После подачи напряжений питания заданного уровня на выводы 5, 22 и 35, на выходе 7 полумостового инвертора 1 устанавливается напряжение, близкое к уровню форсирующего питающего напряжения, что обеспечивается зарядом разделительного конденсатора 8 через второй резистор 23.

При этом импульсы на выходах 11 и 12 синхронизируемого задающего генератора и управляющих входах 14 и 15 полумостового инвертора 1 отсутствуют, а его ключевые элементы закрыты. На выходах делителей

27 и 28 устанавливаются напряжения, соответствующие уровню логической "1" для используемого типа микросхем, После поступления первичного управляющего импульса 36, которому соответствует уровень логической "1" на входе 18, и при заданных (единичных) уровнях напряжения 37 и 38 на выходе логического эле- .

1601710

20

55 мента 16 появляется импульс 39, переключающий IK-триггер 26 в другое устойчивое состояние (40, фиг. 2), Выходной импульс 40 IK-триггера 26 запускает синхронизируемый задающий генератор 10 и разрешает прохождение его импульсов 41 и 42 через узел 13 блокирования импульсов на управляющие входы 14 и

15 полумостового инвертора 1. При этом в отличие от известного за счет синхронизации задающего генератора 10 выходным импульсом !К-триггера 26, всегда вначале открывается ключевой элемент нижнего плеча полумостового инвертора, что. обеспечивает подачу на выходной. вывод 9.формирователя импульсов формирующего питающего напряжения (с обратным знаком).

Частота выходных импульсов полумостового инвертора равна частоте выходных импульсов задающего генератора 10 и определяется типом согласующих трансформаторов в цепи управляющих переходов тиристоров и, как правило, составляет величину порядка 50-100 кгц.

Так как управляющий ключ 20 в процессе работы формирователя импульсов закрыт, напряжение на выходе формирователя им, пульсов снижается до уровня, соответствующего основному питающему напряжению.

Изменение напряжения на входе полумостового инвертора и его выходе приведены на диаграммах 43 и 44. Форма управляющего тока тиристорами показана на диаграмме 46. Длительность работы формирователя импульсов с напряжением на входе, равном основному питающему напряжению, практически неограничена, что позволяет формирователь широкие управляющие импульсы для тиристорав, соответствующие длительности первичного управляющего импульса 36.

После окончания первичного управляющего импульса IK-триггер 26 устанавливается в исходное состояние и блокирует задающий генератор 10; снимает управляющий сигнал с узла 13 блокирования импульсов и включает узел 21 запуска(диаграмма 45) для подключения через управляемый ключ 20 форсирующего питающего напряжения, При включении управляемого ключа 20 через такоограничивающие разделительные цепочки 24 и 25 происходит быстрый заряд разделительного конденсатора 8 и фильтрующега конденсатора полумостового инвертора до напряжения, соответствующего уровню форсирующего питающего напря-жения. Формирователь готов к приему очередного первичного управляющего импульса.

Если при его поступлении напряжение на выходе делителей 27 и 28 соответствует уровню логической "1", то включение формирователя происходит согласно описанному.

Если на выходе делителя 27 или 28 напряжение меньше уровня, соответствующего логической "1", то включение формирователя импульсов не происходит, так как либо не проходит через логический элемент 16 управляющий импульс на тактовый выход IK-триггера 26, либо нет разрешающего уровня напряжения на К-входе

I К-триггера и он не переключается тактовым импульсом.

Уменьшение напряжения на выходе делителя 28 ниже допустимого уровня может произойти вследствие посадки основного напряжения питания или выгорания предохранителя в его цепи. Уменьшение напряжения на выходе делителя 27 может произойти как по причинам указанным выше, но для форсирующего питающего напряжения, так и вследствие других причин: пробоя разделительного конденсатора 8 или нижнего плеча полумостового инвертора, сбоя в работе узла 21 запуска, выхода из строя второго резистора 23, такоограничивающих разделительных цепей 24 или 25, управляемого ключа 20 и т.д. Перечисленные элементы работают в наиболее тяжелом режиме, поэтому косвенный контроль их нормальнога функционирования перед включением формирователя импульсов значительно повышает надежность формирования управляющих импульсов с заданными параметрами пики и полки управляющего тока тиристора.

При увеличении напряжений основного питания или форсирующего питающего напряжения выше уровня; при котором на выходе делителей 27 и 28 напряжение превышает допустимый уровень, соответствующий логической "1", открываются диоды

33 или 34 и выходное напряжение делителей 27 и 28 фиксируется на уровне напряжения питания собственных нужд формирователя импульсов, Это исключает пробой по входам логического элемента 16 и 1К-триггера 26, что повышает надежность работы формирователя. В случае посадки напряжения питания собственных нужд ниже уровня, соответствующего логической

"1", также уменьшатся напряжения и на выходе делителей 27 и 28. Это приводит к блокированию работы формирователя импульсов при подаче первичного управляющего импульса, что также повышает надежность формирования управляющих импульсов тиристорами, поскольку надеж7

1601710 ная работа задающего генератора, 1К-триггера, узлов запуска и блокирования возможна только при посадке напряжения питания не ниже заданного уровня.

При управлении последовательно или параллельно или последовательно-параллельно соединенными тиристорами это

: имеет принципиальное значение, особенно для высоковольтных тиристорных преобра: зователей, Недопустимое отличие характеристик управляющего тока тиристоров от задан. ных, особенно в аварийных режимах, когда величина силового тока через включаемые . тиристоры достигает предельного значения, . приводит к пробою значительного количества тиристоров. Поэтому целесообразнее блоки, ровать включение формирователя импульсов, 1 чем сформировать импульс с характеристи,:. ками, отличными от заданных.

I Кроме того, формирователь сохраняет

-, готовность к формированию управляющих : импульсов с заданными характеристиками в течение всей длительности первичного управляющего импульса, т,е. при наличии первичного импульса, формирователь включается сразу, как только появится единичный уровень напряжения на выходе второго делителя. Это повышает надежность работы формирователя в аварийных и переходных режимах, так как при малой длительности интервала между первичными импульсами (что и бывает в аварийных и переходных режимах преобразователей), разделительный конденсатор 8 не успевает зарядиться до заданного уровня.

Таким образом, предлагаемый формирователь управляющих импульсов позволяет по сравнению с известным повысить надежность формирования управляющих импульсов с заданными характеристиками за счет косвенного контроля за уровнем питающих напряжений и исправностью основных узлов формирователя.

Формула изобретения

1. Формирователь импульсов для управления группой тиристоров, содержащий полумостовой инвертор, входами соединенный через силовой диод с выводом, предназначенным для подключения основного

20 с выходом полумостового инвертора, выход— через токоограничивающие разделительные цепочки — с входом и выходом полумостового инвертора, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения надежности формирования управляющих импульсов с заданными характеристиками в аварийных и переходных режимах, в него введены 1Ктриггер, первый и второй делители напряжения, причем I-вход IK-триггера соединен с общей шиной, тактовый вход — с выходом элемента И вЂ” НЕ, К-вход- с выходом первого делителя напряжения, включенного между выводом для подключения основного питающего напряжения и общей шиной, вход установки в единичное состояние — с управляющим входом, прямой выход IK-триггера подключен к управляющему входу узла запуска, инверсный выход IK-триггера соединен с управляющими входами узла блокирования импульсов и входом синхронизации задающего генератора, другой вход элемента И вЂ” НЕ соединен с выходом второго делителя напряжения, включенного между выходом полумостового инвертора и общей шиной.

2. Формирователь по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью защиты входов элемента И-НЕ и IK-триггера от перенапряжений по выводам, предназначенным для подключения основного питающего напряжения и форсирующего питающего напряжения, и защиты от просадки напряжения питания собственных нужд, дополнительно введены первый и второй диоды, включенные соответственно между выходами делителей напряжений и вводом, предназначенным для подключения питания собственных нужд. питающего напряжения и общей шиной, выходом — через разделительный конденсатор свыходны,м выводом,,синхронизируемый задающий генератор с парафазными выходами, подключенный через узел блокирования импульсов к управляющим входам полумостового инвертора, элемент И вЂ” HE, один вход которого соединен с управляющим входом, а другой — через первый рези10 стор соединен с общей шиной, управляемый ключ — с узлом запуска, вход управляемого ключа соединен с выводом, предназначенным для подключения форсирующего питающего напряжения и через второй резистор—

1601710

СпгналЕоыа

В лод делителя

Выход делителя

3№т иггера

26 4

Выход I2 гвнератора

Выход Ц генератора

Вход полумо с тового инвертора

Выход 7

Редактор М.Бланар

Заказ 3276 Тираж 494 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Выход логического элемепта

И-ЙЕ IG

Вы од узла запуска 2Е

Ток управле.ния тиристорами

Составитель B,Ãîðäååa

Техред М.Моргентал Корректор Т.Палий