Многоканальное устройство для фазового управления тиристорным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к преобразовательной технике , и может быть использовано в устройствах для фазового управления выпрямителями . Цель изобретения - расширение диапазона регулирования. Многоканальное устройство для фазового управления тиристорным преобразователем содержит трехфазный трансформатор 1 с первой и второй группами 2 и 3 вторичных обмоток, шесть диодов 4-9, восемь резисторов 10-17, шесть сетевых фильтров 18-23, шесть формирователей 24-29 импульсов синхронизации, первый, второй и третий элементы ИЛИ 30-32, генераторы 33-35 пилообразного напряжения, первый, второй и третий элементы 36-38 сравнения, состоящие из компараторов 39-41 и формирователей импульсов 42-44, шесть элементов 2И 45-50, шесть элементов ЗИ 51-56, шесть элементов ИЛИ 57-62 и шесть формирователей 63-68 выходных импульсов. Трехфазный трансформатор 1, диоды 4-9, резисторы 10-17, сетевые фильтры 18-23, формирователи 24-29, и элементы ИЛИ 30-32 образуют синхронизатор 69 синхронизации, а элементы 45-50, 51-56 и 57-62 - распределитель 70. 2 ил. Ј (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

И=СПУБЛИН

А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Юиг. 7

ГОсудАРстВенный ыомитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4415530/07 (22) 25.04.88 (46) 23.04.91. Бюл. № 15 (72) Э. 3. Тимощук, P. И. Чайковский, 3, М. Литинский, Л. А. Мороз и С. А. Гук (53) 621.314.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 970627, кл. Н 02 М 7/12, 1980. (54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в устройствах для фазового управления выпрямителями. Цель изобретения — расширение диапазона регулирования. Многоканальное устройство для фазового управления тиристорным преобразователем содержит трех„„SU„„1644326 (51)5 Н 02 М 7 12 фазный трансформатор 1 с первой и второй группами 2 и 3 вторичных обмоток, шесть диодов 4 — 9, восемь резисторов 10 — 17, шесть сетевых фильтров 18 — 23, шесть формирователей 24 — 29 импульсов синхронизации, первый, второй и третий элементы ИЛИ

30 — 32, генераторы 33 — 35 пилообразного напряжения, первый, второй и третий элементы 36 — 38 сравнения, состоящие из компараторов 39 — 41 и формирователей импульсов 42 — 44, шесть элементов 2И 45 — 50, шесть элементов ЗИ 51 — 56, шесть элементов ИЛИ 57 — 62 и шесть формирователей

63 — 68 выходных импульсов. Трехфазный трансформатор !, диоды 4 — 9, резисторы

10 — 17, сетевые фильтры 18 — 23, формирователи 24 — 29, и элементы ИЛИ 30 — 32 образуют синхронизатор 69 синхронизации, а элементы 45 — 50, 51 — 56 и 57 — 62 — распределитель 70. 2 ил.

1644326

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано для фазового управления выпрямителями.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования.

На фиг. 1 представлена структурная схема многоканального устройства для фазового управления тиристорным преобразователем; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство содержит трехфазный трансформатор 1 с первой 2 и второй 3 группами вторичных обмоток, шесть диодов 4 — 9, шесть резисторов 10 — 15 первой группы и два резистора 16 и 17 второй группы, шесть сетевых фильтров 18 — 23 и шесть формирователей 24 — 29 импульсов синхронизации, первый 30, второй 31 и третий 32 элементы ИЛИ, первый 33 и второй 34 генераторы положительного пилообразного напряжения, генератор 35 отрицательного пилообразного напряжения, первый 36, второй 37 и третий 38 элементы сравнения, которые состоят из последовательно соединенных компараторов 39 — 41 и формирователей 42 — 44 импульсов, шесть элементов

45 — 50, шесть элементов ЗИ 51 — 56, шесть элементов ИЛИ 57 — 62, и шесть формирователей 63 — 68 выходных импульсов.

Трехфазный трансформатор 1, диоды

4 — 9, резисторы 10 — 17, сетевые фильтры

18 — 23, формирователи 24 — 29, элементы

30 — 32 образуют синхронизатор 69, а элементы 45 — 50, 51 — 56 и 57 — 62 — распределитель 70 импульсов.

Многоканальное устройство для фазового управления тиристорным преобразователем работает следующим образом.

При подаче на вход устройства трехфазного напряжения на вторичных обмотках трехфазного трансформатора 1 первой

2 и второй 3 групп создаются напряжения в противофазе по отношению друг к другу. На резисторах 10 — 12, подключенных к первой группе 2 вторичных обмоток, формируются напряжения синхронизации, совпадающие по времени с интервалами работы тиристоров катодной группы преобразователя, а на резисторах 13 — 15 — напряжения синхронизации, совпадающие по времени с интервалами работы тиристоров анодной группы преобразователя. Напряжения синхронизации, формируемые на рез исторах 10 — 15, подаются соответственно на сетевые фильтры 18 — 23, в которых из входного сигнала формируются прямоугольные импульсы (UA, 1 !в, Ue, U- ь U-в., U)-, фиг. 2).

Фильтры 18 — 23 осуществляют защиту от импульсных помех, создаваемых в сети работающими тиристорами. С выхода сетевых фильтров 18 — 23 сигналы синхронизации подаются на формирователи 24 — 29 импуль5

55 сов синхронизации, которые формируют узкие импульсы, соответствующие началу каждого входного им пул ьс а. С выхода формирователей 24 — 26 сигналы синхронизации поступают на элемент 30, а с выхода формирователей 27 — 29 — на элемент 31.

На выходе элемента 30 формируется суммарный сигнал от формирователей 24 — 26, а на выходе элемента 31 — от формирователей 27 — 29.

На выходе элемента 32 фор ми р уетс я суммарный сигнал элементов 30 и 31, выходы которых подключены к его входам. Сигналы с выходов 30 — 32 подаются соответственно на генераторы 33 — 35. Эти напряжения управляют работой генератора пилообразного напряжения. При поступлении импульса осуществляют сброс напряжения генератора. В момент исчезновения импульса на выходе генератора формируется пилообразное напряжение соответствующей полярности. Положительные пилообразные напряжения Vrl и 11 (фиг. 2) с выходов генераторов 33 и 34 поступают соответственно на инверсные входы компараторов

39 и 40 элементов 36 и 37, а отрицательное пилообразное напряжение Ur3 с выхода генератора 35 поступает на инверсный вход компаратора 4! элемента 38. На прямые входы компараторов 39 — 41 подается напряжение управления Uyi p. (фиг. 2). Элементы 36 — 38 осуществляют сравнение выходных напряжений генераторов 33 — 35 с напряжением управления. В моменты равенства этих напряжений на выходах элементов 36 — 38 сравнения формируются импульсы Uepi, Ucp2, Vcpg (фиг. 2) .

При положительных значениях напряжения Uy- и при равенстве его нулю на выходе компараторов 39 и 40 элементов 36 и 37 возникают импульсы напряжения, ширина которых зависит от величины напряжения управления, формирователи 42 и 43 соответственно элементов 36 и 37 формируют импульсы Ucpi u Ucpg по фронту импульсов зле ме нтов 36 и 37.

При отрицательных значениях напряжения управления на выходе компараторов

39 и 40, а следовательно, и формирователей

32 и 43 импульсы отсутствуют.

При отрицательных значениях напряжения Uynp и при равенстве его нулю на выходе компаратора 41 элемента 38 возникают импульсы, ширина, которых определяется величиной напряжения управления. Формирователь 44 элемента 38 формирует импульсы управления Ucpq (фиг. 2) по фронту импульсов компаратора 41. При положительных значениях напряжения управления на выходах компаратора 41 и формирователя 44 и м п ул ьс ы отсутствуют.

Таким образом, при положительных значениях напряжения Uóïp формируются импульсы на выходах элементов 36 и 37, а

1644326 при отрицательных значениях напряжения управления — на выходе элемента 38.

Импульсы U pi с выхода элемента 36 подаются на вторые входы элементов 45 — 47, импульсы напряжения Ucp2 с выхода элемента 37 подаются на вторые входы элементов 48 — 50 распределителя 70. На первые входы этих элементов подаются напряжения синхронизации от сетевых фильтров

18 — 23 (соответственно с фильтра 18 на элемент 45 и т.д.) . .Элементы 45 — 50 производят выбор импульсов управления тиристорами в диапазоне углов управления от 0 до 120 эл. град. из общей суммы сигналов, поступающих на их входы путем логического умножения:

U i =UA ° Ucp 1

U2 Us 1.асср 1

1 3= с

U4= Us Uep 2

U5=U< U P2

U6 — U À U

45 — 50;

U,Q,Uo,U41,Б-8 U-e — выходные напряжения сетевых фильтров 18 — 23;

1 1ср1, УСР2 — импульсы на выходах элементов 36 и 37

Импульсы Uccps с выхода элемента 38 подаются на третий вход элементов 51 — 56.

На первые входы элементов 51 и 55 поступает напряжение синхронизации Ug с второго сетевого фильтра 19, на первые входы элементов 52 и 56 — напряжения синхронизации U с третьего сетевого фильтра 20, на первые входы элементов 53 и 54 — напряжение синхронизации UA с первого сетевого фильтра 18, на вторые входы элементов

51 и 54 — напряжение синхронизации U-c с пятого сетевого фильтра 22, на вторые входы элементов 52 и 55 — напряжение синхронизации UA с шестого сетевого фильтра

23, а на вторые входы элементов 53 и 56— напряжение синхронизации U-в с четвертого сетевого фильтра 21.

Элементы 51 — 56 производят выбор импульсов управления тиристорами в диапазоне углов управления от 120 до 180 эл. град. путем логического умножения импульсов Ucps и напряжений синхронизации

Ц, Бв, Uc, Ыд, Ug, U, в соответствии с выражениями:

U2=U U Ьрз

U8=1-1с U-g U PЗ

Ue=UA ° U-в U P3

U i o= Ua ° U-c. U-р з

U i 1=1 1в ° U A. Ucp3

U 12= Ue U-g Ucp 3 где U7 — U12 — напряжения на выходе элементов 51 — 56 (фиг. 2);

U-p3 — напряжение на выходе элемента 38.

Для получения сдвоенных импульсов управления тиристорами, сдвинутых относительно друг друга на 60 эл. град., во всем рабочем диапазоне углов управления исполь5 зуется шесть элементов 57 — 62. Напряжения, возникающие на выходе элементов 57 — 62, описываются следующими функциями:

Uiз= (Ui VUs) V (Up\/Ui i)

U14 (1- 2 \/ 1- 6) V (Us \/ U12

Uis= (U3VU4) \/ (1- 9\/Uin)

Uis= (U4VUi) V (UioVUz)

1- 17 (1- 5\/1- 2) \/ (Ul I V Us)

U18= (U6\/U3) \/ (U12\/U9) 1 где U13 — Uis — напряжения на выходе элементов 57 — 62.

15 На выходе элементов 57 — 62 возникают сдвоенные импульсы, которые поступают на вход формирователей. Сигналы, снимаемые с выходов формирователей выходных импульсов, предназначены для подачи на управляющие электроды тиристоров преобразователя.

При изменении напряжения управления от нуля до положите.пьного значения, равного максимальному напряжению, снимае25 мому с выхода генераторов 33 и 34 (U„, Б„в, фиг. 2), фаза управляющих импульсов изменяется в пределах от 120 до 0 эл. град.

На графиках Uis — Uis (фиг. 2) представлено положение управляющих импульсов с углом управления сс1, . ссютветствующего положительному напряжению Up ip (темные импульсы) .

При изменении напряжения управления от нуля до отрицательного значения, равного максимальному напряжению, снимаемому с выхода генератора 35 (Ц-з, фиг. 2), фаза управляющих импульсов изменяется в пределах от 120 до 180 эл. град. На графиках

1113 †U (фиг. 2) представлено положение управляющих импульсов с углом управления п2, соответствующего отрицательному на40 пряжению управления -(Ь.Р (светлые имЛУЛЬС61) .

Таким образом, многоканальное устройство позволяет изменять фазу управляющих импульсов в диапазоне от 180 по

45 0 эл. град., что расширяет его функциональные возможности, так как оно может быть использовано для создания реверсивных тиристорных преобразователей, а при переводе выпрямителя в инверторный режим позволяет ограничить его токи.

Формула изобретения

Многоканальное устройство для фазового управления тиристорным преобразователем, содержащее синхронизатор, состоящий из трехфазного трансформатора с первой и второй группами вторичных обмоток, шести диодов, первой и второй групп резисторов, 1644326 состоящих соответственно из шести и двух резисторов, шести сетевых фильтров, шести формирователей импульсов синхронизации, первого и второго элементов ИЛИ, обмотки каждой группы вторичных обмоток соединены в звезду с противоположной фазировкой по отношению одна к другой, свободные выводы вторичных обмоток через последовательно включенные соответствующие диоды и резисторы первой группы соединены между собой и точка соединения подключена через соответствующий резистор второй группы к общей точке каждой группы вторичных обмоток, общая точка каждых последовательно включенных диода и резистора первой и второй групп вторичных обмоток трансформатора подключена через соответствующий сетевой фильтр и формирователь импульсов синхронизации ко входу первого и второго элемента ИЛИ соответственно, первый и второй элементы сравнения, каждый из которых состоит из последовательно соединенных компаратора и формирователя импульсов, прямые входыкомпараторов соединены между собой и предназначены для подключения напряжения управления, первый и второй генераторы положительного пилообразного напряжения, входы которых подключены соответственно к выходам первого и второго элементов

ИЛ И, а выходы — к инверсным входам компараторов соответственно первого и второго элементов сравнения, шесть формирователей выходных импульсов, выходы которых предназначены для подключения к управляю,щим электродам тиристоров преобразователя, распределитель импульсов, состоящий из шести элементов 2И, первый вход каждого из которых подключен к выходу соответствующего сетевого фильтра синхронизатора, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено, генератором отрицательного пилообразного напряжения, третьим элементом сравнения, состоящим из последовательно соединенных компаратора и формирователя импульсов, распределитель импульсов снабжен шестью элементами ЗИ и шестью элементами ИЛИ, синхронизатор снабжен третьим элементом ИЛИ, причем выход формирователя импульсов первого элемента сравнения подключен к вторым входам первого, второго и третьего элементов 2И распределителя импульсов, выход формирователя импульсов второго элемента сравнения — к вторым входам четвертого, пятого и шестого элементов 2И распределителя импульсов, выход первого элемента

2И подключен к первому входу первого

50 и четвертому входу четвертого элементов

ИЛ И, выход второго элемента 2И вЂ” к первому входу второго и четвертому входу пятого элементов ИЛ И, выход третьего элемента 2И вЂ” к первому входу третьего и четвертому входу шестого элементов ИЛИ, выход четвертого элемента 2И вЂ” к первому входу четвертого и четвертому входу третьего элемента ИЛИ, выход пятого элемента 2И вЂ” к первому входу пятого и четвертому входу первого элементов ИЛИ, выход шестого элемента 2И вЂ” к первому входу шестого и четвертому входу второго элементов ИЛИ, первый и второй входы третьего элемента ИЛИ синхронизатора соединены с выходами первого и второго элементов ИЛИ синхронизатора, выход третьего элемента ИЛИ подключен к входу генератора отрицательного пилообразного напряжения, выход которого подключен к инверсному входу компаратора третьего элемента сравнения, прямой вход которого подключен к прямым входам компараторов первого и второго элементов сравнения, выход формирователя импульсов третьего элемента сравнения — к третьим входам всех элементов ЗИ распределителя импульсов, первые входы первого и пятого элементов ЗИ подключены к первому входу второго элемента 2И, первые входы второго и шестого элементов ЗИ вЂ” к первому входу третьего элемента 2И, первые входы третьего и четвертого элементов ЗИ вЂ” к первому входу первого элемента 2И, вторые входы первого и четвертого элементов

ЗИ вЂ” к первому входу пятого элемента

2И, вторые входы второго и пятого элементов ЗИ вЂ” к первому входу шестого элемента 2И, вторые входы третьего и шестого элементов ЗИ вЂ” к первому входу четвертого элемента 2И, выход первого элемента ЗИ подключен к второму входу, первого и третьему входу четвертого элементов ИЛИ, выход второго элемента

ЗИ вЂ” к второму входу второго и третьему входу пятого элементов ИЛИ, выход третьего элемента ЗИ вЂ” к второму входу третьего и третьему входу шестого элементов ИЛИ, выход четвертого элемента ЗИ— к второму входу четвертого и третьему входу третьего элементов ИЛИ, выход пятого элемента ЗИ вЂ” к второму входу пятого и третьему входу первого элементов

ИЛИ, выход шестого элемента ЗИ вЂ” к второму входу шестого и третьему входу второго элементов ИЛИ, а выход каждого элемента ИЛИ соединен с входом соответствующего формирователя выходных импульсов.

1б44326

12А

1/

Up

Vp о-с

V,1

+мурр

+Оупр

22гг

14р1

Vp 1 дувр

Up1pS 1

1 и, 4 1 гr 1 г 1

Vg г-01

011

r- 1

rt гr- 1

V1Z

1У 1 Р

4PuZ. 2

Составитель В. Миронов

Редактор М. Бланар Техред А. Кравчук Корректор А. Осауленко

Заказ 1246 Тираж 396 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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