Устройство для управления многозонным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируемых выпрямителях. Цель изобретения - повышение надежности. Устройство содержит каналы управления по числу плеч преобразователя , каждый из которых состоит из основного ключа и выходного усилителя, задатчик угла регулирования, блок формирования фазных импульсов, блок задания зон регулирования, блок синхронизации, согласующий блок. Второй и третий каналы снабжены дополнительными ключами и выходными усилителями, что обеспечивает возможность уменьшения длительности импульсов управления и снижение нагрузки на выходные каскады и вентили преобразователя . 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4452884/07 (22) 05.07.88 (46) 29.02.92, Бюл. ¹ 8 (71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) С.В,Власьевский, Ю.A,Басов, M.Ë.Ïåðцовский и B.Â.Íàõîäêèí (53) 621.314.27(088,8) (56) Электровоз ВЛ80Р. Руководство по эксплуатации. Под ред, Б.А.Тушканова. М.;

Транспорт, 1985, с,76 — 115. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОЗОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируеИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может найти применение в однофазных преобразователях электроподвижного состава переменного тока.

Известно устройство для переключения ступеней многомостового тиристорного и реобразователя. Устройство содержит формирователь опорных импульсов, фазосдвигающие элементы, логические элементы

И, НЕ, И-НЕ, триггеры, элемент временной задержки выходных импульсов, блок селективного суммирования импульсов. блок син- . хронизации, датчик угла коммутации тока вентилей преобразователя, распределитель выходных импульсов, блок выходных усилителей, многомостовой тиристорный преобразователь, питающий трансформатор, Недостатком этого устройства является его сложность, обусловленная необходимостью слежения за процессом коммутации преобразователя и обеспечения регулируемой задержки выходных импульсов на уп„„5U „„1716594 А1 мых выпрямителях. Цель изобретения — повышение надежности, Устройство содержит каналы управления по числу плеч преобразователя, каждый из которых состоит из основного ключа и выходного усилителя, задатчик угла регулирования, блок формирования фазных импульсов, блок задания зон регулирования, блок синхронизации, согласующий блок. Второй и третий каналы снабжены дополнительными ключами и выходными усилителями, что обеспечивает возможность уменьшения длительности импульсов управления и снижение нагрузки на выходные каскады и вентили преобразователя. 1 ил. равляющие электроды тиристоров преобразователя при переключениях ступеней регулирования напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления тиристорами четырехзонного преобразователя электровоза ВЛ80Р. Устройство для управления четырехзонным преобразователем, выполненным в виде плеч на управляемых вентилях-тиристорах, содержит секционированный трансформатор, блок из 4 выходных усилителей, блок из 4 ключей. согласующий блок распределения импульсов управления по полупериодам питающего напряжения и зонам регулирования, блок для формирования фазных импульсов, блок задания зон регулирования, блок синхронизации и задатчик угла регулирования. Вторичная обмотка трансформатора секционирована на три части. Блок формирования фазных импульсов разделен на узлы формирования регулируемых аРе и нерегулируемых импульсов управления ао и а . Импульсы аоз являются задержанными

1716594

20

35

50

55 относительно а на некоторое время импульсами управления, Недостатком устройства является то, что импульсы управления должны иметь большую длительность (порядка 1000 мкс), так как необходимо обеспечить их наличие на протяжении длительности всей коммутации. Однако. такие длинные импульсы.при наличии отрицательного потенциала на анодах вызывают более быстрое старение тиристоров и их преждевременный выход из строя. Кроме того, устройство характеризуется большой сложностью функциональных связей в управлении и недостаточной надежностью в целом работы преобразователя электровоза.

Цель изобретения — повышение надежности работы преобразователя.

Для достижения поставленной цели второй и третий каналы снабжены дополнительными выходными усилителями и управляемыми ключами, причем в каждом канале дополнительно управляемый ключ и выходной усилитель включены последовательно, выход дополнительного выходного усилителя соединен с выходом основного выходного усилителя, выходдополнительного ключа подключен к выходу формирователя нерегулируемых импульсов управления, первый управляющий вход дополнительного ключа подключен через блок согласования к выходу блока синхронизации, а вторые управляющие входы дополнительных ключей второго и третьего каналов подключены через блок согласования к первому и второму выходам блока задания зон регулирования соответственно.

На чертеже изображена схема устройства для управления многозонным преобразователем.

Устройство для управления многозонным преобразователем содержит каналы управления по числу пар плеч 1 — 4 преобразователя, каждый из которых состоит из последовательно включенных основных управляемого ключа 5 и выходного усилителя 6, и задатчик 7 угла регулирования, который через блок 8 формирования фазных импульсов и блок 9 задания зон регулирования с помощью блока 10 синхронизации и согласующего блока 11 соединен с каналами управления.

Преобразователь состоит из секционированного трансформатора с четырьмя выводами. Каждый вывод через пару плеч из двух управляемых вентилей подключен к полюсам нагрузки. Выход выходного усилителя использован в качестве выхода устройства для управления вентилями соответствующей пары плеч. Выходы управляемых ключей первого и второго каналов подключены к выходу формирователя 12 регулируемых импульсов управления, Выходы управляемых ключей третьего и четвертого каналов подключены к выходу формирователя 13 нерегулируемых импульсов управления. Первые управляющие входы основных управляемых ключей 5 всех каналов подключены через блок 11 к выходу блока 10.

Выход задатчика 7 подключен к входам формирователя 12 и блока 9, имеющего первый; второй, третий и четвертый выходы. Сигналы в соответствии с номером каждого выхода формируются в первой или второй, третьей или четвертой, первой или третьей, второй или четвертой зонах регулирования.

Указанные выходы через блок 11 подключены к вторым управляющим входам управляемых ключей 5 третьего, четвертого, второго и первого каналов соответственно.

Второй и третий канал снабжены дополнительными выходными усилителями 14 и управляемыми ключами 15. В каждом канале дополнительные управляемый ключ и выходной усилитель включены последовательно. Выход дополнительного выходного усилителя соединен с выходом основного выходного усилителя, Выход дополнительногоуправляемого ключа подключен к выходу формирователя не регулируемых импульсов управления. Первый управляющий вход дополнительного ключа 15 подключен через блок 11 к выходу блока 10 синхронизации. Вторые управляющие входы дополнительных ключей второго и третьего каналов подключены через блок 11 соответственно к первому и второму выходам блока задания зон регулирования.

Устройство работает следующим образом, От задатчика 7 напряжение управления подается в формирователь 12 блока формирования фазных импульсов и в блок 9, В формирователе 12 задаваемая величина напряжения управления преобразуется в изменение фазы регулируемых импульсов управления Qper С выхода формирователя

12 регулируемые импульсы Qpep, подаются на выходы основных управляемых ключей первого и второго каналов управления. С выхода формирователя 13 блока 8 импульсы с фазой и, подаются на выходы основных управляемых ключей третьего и четвертого каналов управления.

Кроме этого, импульсы с фазой гд, подаются на выходы дополнительныхуправляемых ключей, введенных во второй и третий каналы управления. С выхода блока 10 синхроимпульсы подаются на управление пер. 1716594 вых двух кодовых тиристоров блока 11 согласования. Импульсы Gper. vl Qp с блока 8 формирования фазных импульсов через первые управляющие входы основных и до-. полнительных управляемых ключей всех каналов управления связаны с анодами первых двух кодовых тиристоров блока 11.

B зависимости от очередности подачи синхроимпульсов на управление этих кодовых тиристоров в моменты времени О, л; 2и и т.д, происходит шунтирование импульсОв ар г и а через кодовые тиристоры на минус цепей управления или прохождение их на выходные усилители и далее на управляющие электроды силовых тиристоров преобразователя.

Таким образом осуществляется распределение импульсов с>«и а по полупериодам питающего напряжения сети. В блоке

9 напряжение управления задатчика 7 преобразуется в сигналы, подаваемые с его четырех выходов на управление третьего, четвертого, пятого и шестого кодовых тиристоров блока 11. С первого выхода блока 9 сигнал подается на управление третьего кодового тиристора блока 11 в первой или второй зоне регулирования, с второго выхода — на управление четвертого кодового тиристора в третьей или четвертой зоне регулирования, с третьего выхода — на управление пятого кодового тиристора в первой или третьей зоне регулирования, и с четвертого выхода — на управление шестого кодового тиристора во второй или четвертой зоне регулирования.

В зависимости от указанного порядка управления третьим, четвертым, пятым и шестым кодовыми тиристорами блока 1.1 импульсы управления я, поступающие от. блока 8, либо шунтируются через вторые управляющие входы управляемых ключей соответственнотретьего,четвертого, второ- го и первого каналов управления, либо проходят по этим каналам через выходные усилители на управляющие электроды тиристоров плеч преобразователя.

Кроме этого, согласно алгоритма управления от блока 8 импульсы (4> через вторые управляющие входы дополнительных управляемых ключей второго и третьего каналов управления либо шунтируются на минус цепей управления через третий и четвертый кодовые тиристоры блока 11, связанные управлением с первым и вторым выходами блока 9, либо через дополнительные выходные усилители этих каналов управления подаются на управляющие электроды тиристоров второй и третьей пар плеч преобра15

35

40 плеч второй пары становится положитель55

5

50 зователя. В результате такого управления во втором и третьем каналах с помощью дополнительных управляемых ключей и выходных усилителей существенно изменяется процесс работы преобразователя во время коммутации тока тиристоров во второй и третьей парах плеч преобразователя во второй, третьей и четвертой зонах регулирования.

Рассмотрим для примера управления процессом работы преобразователя во второй зоне регулирования.

Во второй зоне в начале каждого полупериода напряжения трансформатора на плечи второй и третьей пар подаются импульсы а, а на плечи первой пары подаются импульсы clper, причем на тиристоры плеч второй пары импульсы Qo подаются в каждый полупериод, т.е, с частотой 100 Гц, а на тиристоры плеч третьей пары через полупериод„т.е. с частотой 50 Гц. Импульсы

Oper на плечи первой пары подаются с час татой 50 Гц. Поэтому для управления вентилей второй пары плеч необходимо иметь в устройстве управления удвоенное количество выходных усилителей и управляемых ключей, Такое отличное от других пар плеч управление для совмещенной второй пары плеч во второй зоне необходимо для того, чтобы при смене полярности напряжения осуществить раздельную коммутацию тока вентилей двух мостов: в вентилях первого моста, состоящего из первой и второй пар плеч, и в вентилях второго моста, состоящего из второй и третьей пар плеч. Здесь обе секции вторичной обмотки трансформатора коммутируются самостоятельно, Поэтому напряжение на их выводах равно нулю, Благодаря этому потенциал анода для вентилей ным, т.е, отпирающим. После открытия вентилей второй пары плеч второй мост в интервале коммутации работает так же, как если бы в его плечах стояли неуправляемые вентили — диоды. Наличие тока в вентилях второй и третьей пар плеч поддерживается на протяжении всей коммутации благодаря индуктивной ЭДС цепи выпрямленного тока.

Таким образом, при подаче импульсов а вентили одного плеча во второй и третьей парах отпираются одновременно.

Для вентилей этого плеча обеспечены потенциальные условия благодаря открытию вентилей другого плеча третьей пары в интервале коммутации, Таким образом, в изобретении можно

I отказаться от устройства слежения за процессом коммутации и от задержки в связи с

1716594

40

50 этим подачи импульсов управления ао на вентили плеч. Кроме того, длительность импульсов управления Qp можно сократить в

5 раз, что позволяет снизить мощность и габариты выходных усилителей примерно в

2 раза. Такое построение устройства повышает безотказную работу вентилей преобразователя и упрощает систему управления.

Формула изобретения

Устройство для управления многозонным преобразователем, состоящим из секционированного трансформатора, каждый из четырех выводов которого через плечо из двух управляемых вентилей подключен к полюсам нагрузки, содержащее каналы управления по числу плеч, каждый из которых содержит последовательно включенные основные управляемый ключ и выходной усилитель, выход которого использован в качестве выхода устройства для управления вентилями соответствующего плеча, входы управляемых ключей первого и второго каналов подключены к выходу формирователя регулируемых импульсов управления, входы управляемых ключей третьего и чет вертого каналов подключены к выходу формирователя нерегулируемых импульсов управления, первые управляющие входы основных управляемых ключей всех каналов подключены через блок согласования к выходу блока синхронизации, задатчик угла регулирования, выход которого подключен к входам формирователя регулируемых импульсов управления и блока задания зон регулирования с первым, вторым, третьим и

5 четвертым выходами, сигналы на каждом из которых формируются в первой или второй, третьей или четвертой, первой или третьей, второй или четвертой зонах регулирования соответственно, указанные выходы через

10 блок согласования подключены к вторым управляющим входам управляемых ключей третьего, четвертого, второго и первого каналов соответственно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, 15 второй и третий каналы снабжены дополнительными выходными усилителями и управляемыми ключами, причем в каждом канале дополнительные управляемый ключ и выходной усилитель включены последова20 тельно, выход дополнительного выходного усилителя соединен с выходом основного выходного усилителя, выход дополнительного ключа, подключен к выходу формирователя нерегулируемых импульсов

25 управления, первый управляющий вход дополнительного ключа подключен через блок согласования к выходу блока синхронизации, а вторые управляющие входы дополнительных ключей второго и третьего каналов

30 подключены через блок согласования к первому и второму выходам блока задания зон регулирования соответственно.

1716594

Составитель В. Миронов

Редактор И. Касарда Техред M.Mîðlåíòàë Корректор Т, Малец

Заказ 617 Тираж 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