Устройство для управления м-фазным вентильным преобразователем

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке систем управления многофазными вентильными преобразователями. Целью изобретения является упрощение при управлении одновременно несколькими преобразователями. Устройство содержит блок синхронизации, блок задания режима и двухханальный распределитель импульсов. В отличие от известного в блок задания режима введены дополнительный одновибратор и два элемента 2 И, а блок синхронизации снабжен 2т элементами 3 ИЛИ, двумя 2т - входовыми элементами ИЛИ и двумя группами сдвоенных одновибраторов. Устройство позволяет управлять нагрузкой в выпрямительном и инверторном режимах только по двум проводам. Оно предназначено для питания многокатушечных приводов возвратно-поступательного движения. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 H 02 M 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.фм Ч

О

О (21) 4653602/07 (22) 22.02.89 (46) 07.05.91, Бюл. М 17 (71) Институт горного дела СС AH СССР (72) H.À.Áðèòêîâ, А.И,Кадышев, Н,П.Ряшенцев и Б.Ф.Симонов (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 955510, кл. Н 02 М 7/12.

Авторское свидетельство СССР

% 1111248, кл. Н 02 M 7/12. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

m-ФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке систем управления многоИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке систем управления многофазными вентильными преобразователями, предназначенными для питания многообмоточных электромагнитных сваебойных молотов.

Целью изобретения является упрощение и расширение функциональных возможностей при управлении N преобразователями.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для управления в-фазным вентильным преобразователем; на фиг-. 2 и 3— временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 4- принципиальная схема блока синхронизации.

Устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем, например

„„ Ы„„1647809 А1 фазными вентильными преобразователями.

Целью изобретения является упрощение при управлении одновременно несколькими преобразователями. Устройство содержит блок синхронизации, блок задания режима и двухканальный распределитель импульсов. В отличие от известного в блок задания режима введены дополнительный одновибратор и два элемента 2 И, а блок синхронизации снабжен 2m элементами 3

ИЛИ, двумя 2m — входовыми элементами .

ИЛИ и двумя группами сдвоенных одновибраторов. Устройство позволяет управлять нагрузкой в выпрямительном и инверторном режимах только по двум проводам. Оно предназначено для питания многокатушечHblx приводов возвратно-поступательного ., 7> движения. 4 ил. при m=3 (фиг, 1), содержит блок 1 синхронизации, распределитель импульсов 2 и блок

3 задания.

Блок 1 синхронизации содержит три формирователя 4 — 6 импульсов, три преобразователя 7 — 9 фазных напряжений, первую группу сдвоенных одновибраторов 10—

12, вторую группу сдвоенных одновибраторов 13 — 15, шесть схем ЗИЛИ 16.— 21 и две схемы 6 ИЛИ 22 — 23.

Формирователи 4 — 6 импульсов подключены к линейным напряжениям АС, 8А, СВ, а преобразователи 7 — 9 фазных напряжений — фазным входам А, В и С соответственно.

Выходы формирователей 4 — 6 импульсов подключены одновременно к прямому входу первого элемента и инверсному входу второго элемента сдвоенных одновибрато1647809 ров 10 — 12 первой группь одновибраторов.

Выходы преобразователей 7 — 9 фаэных напряжений ОдноВременнО подключены к прямому Входу первого элемента и инверс. ному входу второго элемента сдвоенных одновибраторов 13 — 15 в-орой группы

ОдноВибраторов, ВыхОДь! кажДОГО первоГО и каждого второго элемента сдвоенных одновибраторов 10 — 12 первой группы подключен ы к пе р вому входу соответственно нечетной 16, 18, 20 и четной 17, 19, 21 схем

ЗИЛИ своей фазы и одновременно к второму входу соответственно четной 19, 21, 17 и нечетной 18, 20, 16 схем ЗИЛИ фазы, опережающей на л/гп эл,град. Выходы каждого первого и каждого Второго элемента сдвоGHHb1x Одновибраторов 13 — 15 второй Группы подключены к третьему Входу соответственно каждой четной 17, 19, 21 и каждой нечетной 16, 18, 20 схемы ЗИЛИ своей фазы. Выходы первой 10-12 и Второй

13 15 групп одновибрн оров соединены соответствующими входами а, Ь, с, х, y„х и а, Ь1, с1, х1, yi, zi первой 22 и Второй 23 схем

6 ИЛИ соответственно, Блок 3 задания содержит задатчик режима, выполненный, например, и аиде RSтриггера на двухэлементных 2 M-HE 24 и

242, первую 25 и Вторую 26 схемы 2 И и одновибратор 27. Выходы g, h схем 6 ИЛИ

22 и 23 подключены к первым входам схем

2 И 25 и 26 блока 3 задания, Вторые входы

KoTQpb1x сВязаны с Выходами эадат-iihKB p8 жима на элементах 24> и 24р блока 3 задачия, Первые входы каждого первого и каждого второго элементов 2 И схем 2 И-2ИЛИ 28—

33 объединены и подключены к выходам р, о схем 2 И 25 и 26 соответственно.

BTopQ8 Входы ОдноГО и друГОГО элемента 2И каждой схемы 2И-2ИЛИ 28 — 33 распределителя 2 импульсов одновременно подключены к соответствующим выходам11, 41, 1з, 16, 16 и 12 схем ЗИЛИ 16 — 31 блока 1 синхрониза1 ии, Кроме того, блок 3 задания содержит одновибратор 27, вход которого подключен к инверсному выходу «/ задатчика режима, а выход S — к первому входу второго элемента 2И схем 2И-2ИЛИ 28 — 33 каждого канала распределителя импульсов через вторую схему 2И 26 блока задания режима.

На фиг. 2 представлены фазные напряжения А, В, С(а); импульсы напряжений

АС, ВА, СВ на выходах формирователей 4—

6 импульсов (б-г); импульсы напряжений а, x, b. у, с, z на выходах сдвоенных одновибраторов 10 — 12 первой группы (д-к); импульсь1 напряжения g на выходе первой схемы

6ИЛИ 22 (д); импульсы напряжений АО, ВО.

СО на выходе преобразователей фазных напряжений 7 — 9 (м — о), импульсы напряжений а1, Ь1, ci, х1, у1, zi на выходе сдвоенных одновибраторов 13 — 15 второй группы (и— ф); импульсы напряжения h на выходе второй схемы 6ИЛИ 23 (х).

На фиг. 3 представлены импульсы напряжений 1 — 16 на выходах схем ЗИЛИ 16—

21 {а — е); сигнал управления r на выходе первой схемы 2И 25 блока 3 задания (ж); импульсы напряжения Р на выходе схемы

2И 25 блока 3 задания ; сигнал управления S на входе второй схемы 2И 26 блока

3 задания (и); импульсы управления q на выходе схемы 2И 26 (к); импульсы управления K> — K6 и K) — K) соответственно для

Выпрямительного и инверторного режима работы преобразователя(л — р).

На фиг. 4 представлен блок 1 синхронизации, где з качестве формирователей 4 — 6 импульсов и преобразователей 7 — 9 фазных напряжений используются микросхемы ДА1

-- компараторы напряжения К554САЗ, в качестве сдвоенных одновибраторов первой

10 — 12 и второй 13 — 15 групп используются микросхемы ДД1 — одновибраторы К155АГЗ, Устройство работает следующим образом, При нажатии кнопки 34 блока 3 задания

30 на выходе схемы 2И-НЕ 24> звдатчика режима появится сигнал r, чему соответствует напряжение логической "1" (фиг. Зж). На выходе схемы 2И 25 появляются импульсы напряжения Р (фиг. Зз), которые поступают на первый вход каждого первого элемента 2И схем 2И-2ИЛИ 28 — 33. На выходах схем 242

27 и 26 будут сигналы, соответствующие напряжениям логического "0". Вторые элементы 2И схем 2И-2ИЛИ 28 — 33 закрыты нулевь1м сигналом q (фиг, Зи). На вторые входы первых элементов 2И схем 2И-2ИИЛИ 28 — 33 с Выходов схем ЗИЛИ 16 — 21 поступают сигналы 1> — 16 (фиг. За-е):

1> =- а + z —. х, b = z + Ь + ci, 1з - Ь + х + у1, Ь« = х + с + Bi, 15 = с + y + 23 16 = y + а + Ь1.

Однако с Выходов схем 2И-2ИЛИ 28 — 33 снимаются сигналы К1 — Кб выпрямительноГО режима (фиГ, Зл-p):

К1 =- а + z; Кр = z + Ь; Кз =- Ь + х;

К4 = х + c; К5 =. с + y; К6 = y + а, Передний фронт каждого первого импульса сигнала i> — i6 соответствует точке естественного включения вентиля преобразователя, передний фронт каждого второго ке5 импульса соответствует углу управления 60 эл.град, а передний фронт каждого третьего импульса этой тройки (фиг. 3а-е) соответствует углу управления 150 эл.град, В режиме выпрямления первый импульс идет как основной, второй импульс. как подтверждающий при переключениях, работающих с данным тиристором двух других тиристоров преобразователя.

Передние фронты выпрямительных импульсов а,b, с, (фиг,2д, ж, и) и х, у,z, (фиг,2е, з, к) на выходе одновибраторов 10, 111, 12> и 102, 112, 122 соответственно формируются по передним и задним фронтам импульсов

АС, 8А, CB (фиг. 2б-r), снимаемых с выходов формирователей 4 — 6 импульсов.

Передние фронты инверторных импульсов а, bl, ci (фиг, 2 п, с, у) и xl, yi, zl (фиг. 2 р, т, ф) на выходе одновибраторов

131, 141, 151 и 13, 142, 15z соответственно формируются по передним и задним фронтам импульсов АО, ВО, С0, (фиг. 2м-о), снимаемых с выходов преобразователей 7 — 9 фазных напряжений, Задние фронты выпрямительных à, b, с, х, у, z и инверторных àl, bi, cl, xl, у, zl импульcos формируются одновибраторами 10 — 12 и 13 — 15 соответственно, а длительность этих импульсов задается с помощью время задающих цепей Ri — C>, В2 — Cz на входе каждого из одновибраторов (фиг. 4). Длительность этих импульсов при индуктивной нагрузке преобразователя при измерении в электрических градусах должна быть огра0 1л тг ничена < Л < — (при m = 3), чему при

3 3 частоте питающего напряжения 50 Гц соответствует временной интервал

0,33мс (il < З,Змс .

С выходов схем 2И-2ИЛИ 28-33 управляющие импульсы K> — Кэ (фиг, Зл-р) поступают на управляющие входы тиристоров преобразователя, чем обеспечивается выпрямительный режим его работы, Отключение нагрузки, имеющей индуктивный характер, осуществляется переводом преобразователя в инверторный режим. Для этого необходимо задатчик режима перевести, например, с помощью кнопки 35 в состояние, при которо ; на выходе схемы И-НЕ 242 появится сигнал ч логической "1". Сигнал логического "0" на выходе второй схемы И-НЕ 241 задатчика режима прекратит подачу импульсов Р на первый вход первой схемы 2И 25, в результате чего на выходе последней импульсы Р будут отсутствовать (фиг. Зз).

Сигнал ч на входе одновибратора 27 передним фронтом запускает одновибратор 27 и на его выходе формируется импульс

S (фиг. Зи), который поступает на второй вход схемы 2И 26 блока 3 задания. На первый вход этой схемы поступают импульсы h с выхода схемы бИЛИ 23 блока 1 синхронизации. На выходе схемы 2И 26 формируются

55 сигналы q (фиг. Зк), которые поступают на вторые входы вторых схем 2И-2ИЛИ 28 — 33 распределителя 2 импульсов. На первые входы вторых схем 2И-2ИЛИ 28 — 33 подаются те же сигналы I> — Ig (фиг. 3a-e), однако на выходах распределителя импульсов будут одиночные импульсы К 1 б (фиг, Зл-р), col Ii ответствующие импульсы al, bl, сь хь уi. zl, инверторного режима.

Длительность инвертирования тока нагрузки определяется длительностью сигнала S и задается времязадающими цепями одновибратора 27 блока 3 задания режима.

Эта длительность определяется величиной индуктивности нагрузки и должна обеспечивать отключения преобразователя при токе, близком к нулю.

При управлении, например, катушками электромагнитного . молота, обладающими значительными индуктивностями, время инвертирования подбирается в пределах 0,2—

0,6 с в зависимости от скорости движения плунжера, а функцию кнопок 34 и 35 играют датчики конечных положений плунжера внутри катушек. При управлении и питании

N катушками электромагнитного молота на каждую катушкудостаточно иметь свой блок

3 задания режима и распределитель 2, а связь этих блоков с блоком 1 синхронизации осуществляется общими шинами 0 и Е, первая из которых включает в себя шесть информационных каналов I1 — Io, а вторая состоит из двух каналов g, h, Управление нагрузками в выпрямительном и инверторном режимах осуществляется всего двумя проводами, что значительно упрощает схему и расширяет функциональные возможности устройства при неограниченном расширении числа индуктивных нагрузок.

Таким образом, предлагаемое устройство для управления многофазным вентильным преобразователем упрощает схему и расширяет функциональные возможности при управлении N преобразователями, Добавление оцновибратора 27 в блок 3 задания, вход которого подключен к инверсному выходу задатчика режима, а выход— к второму входу второй схемы 2И 26 блока 3 задания, также упрощает схему и расширяет функциональные возможности при управлении N преобразователями, особенно при периодическом импульсном питании катушек электромагнитных молотов, де необходимо обеспечить циклическую работу преобразователей в выпрямительном и инверторном режимах с частотой переключения тока в катушках и менее герц и где регулирование тока не требуется.

Устройство может быть использовано

n p k питании многокату ечных двигателей возвратно-поступательного движения, к ко- торым относятся электромагнитные прессы, трамбовки, перфораторы и электромагнит- 5 ные молоты для разрушения негабаритов.

Формула изобретения

Устройство для управления и;-фазным 10 вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации. включающий е формирователей импульсов и m преобразователей фазных напряжений, входы которых предназначены для подключения к 36 входным силовым выходам вентильного преобразователя, блок задания с зэдэтчиком режима, выполненный с двумя выходами Р и q, и 2гп-канальный распределитель импульсов, каждый канал которого включа- 20 ет элемент 2И-2ИЛИ, причем первые входы первых элементов 2И s каждом канале объединены и подключены к Р-выходу, первые входы вторых элементов 2И вЂ” к q-выходу упомянутого блока задания, а выходы эле- 25 ментов 2И-2ИЛИ использованы как выходы устройства, предназначенные для подключения к управляющим входам вентильноге преобразователя, отлича ющееся тем, что. с целью упрощения и обеспечения воз- ЗО можности синхронного управления несколькими вентильными преобразователями, блок задания снабжен дополнительным одновибратором и двумя элементами 2И, блок синхронизации снаб- ЗБ жен 2е элементами ЗИЛИ, двумя 2m-входными элементами ИЛИ и двумя группами сдвоенных одновибраторов, прямой вход первого и инвертирующий вход второго в каждом из сдвоенных одновибраторов первой и второй групп попарно объединены и подключены соответственно к выходам m формирователей импульсов и m преобразователей разных напряжений, причем выходы сдвоенных одновибраторов первой группы подключены к первому входу схем

ЗИЛИ, формирующих управляющий сигнал вентилями своей фазы преобразователя, к второму входу схем ЗИЛИ, формирующих управляющий сигнал вентилями фазы, опережающей первую на жУт зл.град и к входам первого 2m-входового элемента ИЛИ; выходы сдвоенных одновибраторов второй группы подключены соответственно к третьему входу схем ЗИЛИ, формирующих противотактный управляющий сигнал вентилями своей фазы, и к входам второго 2m-входового элемента ИЛИ, выходы первого и второго

2а-входовых элементов ИЛИ подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов 2И, выходами подключенных к упомянутым P-,q-выходам блока задания, второй вход первого из элементов 2И подключен к выходу задатчикэ режима блока задания, второй вход второго — к выходу дополнительного одновибратора, входом подключенного к инверсному выходу задатчика режима, а выходы схем ЗИЛИ подключены к вторым входам соответствующих элементов 2И в каждом канале 2m-канального распределителя импульсов.

1647809

К5 г д с

1647809

; ".4 " 809

ag+$g

A гсв

Составитель А. Чесноков

Техред M.Moðãeíòýë -" Корректор И, Муска

Редактор M. Бланар

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул,Гагарина, 101

Заказ 1411 Тираж 398 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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