Устройство для управления многозонным преобразователем

 

Сущность изобретения: введение в блок формирования и управления фазовых импульсов преобразующего элемента угла коммутации и двух логических элементов И-НЕ позволяет осуществить в конце зон регулирования при условии «per (cto + у), где «per - регулируемая фаза импульсов, «о - постоянная фаза импульсов, у - угол основной коммутации, запрет прохождения импульсов с фазой сгрег с выхода первых двух устройств фазового управления на ьходы соответствующих ключей и далее через выходные усилители на управляющие электроды тиристоров соответствующих плеч преобразователя, на анодах которых в данный момент времени отсутствуют нормальные потенциальные условия. Благодаря этому тиристоры этих плеч не будут ваться и проводить ток нагрузки. В итоге на тяговыхдвигателяхтокуменьшится на некоторую величину и будет находиться на этом уровне до перехода на следующую зон/ регулирования . 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)з Н 02 М 7/12, Н 02 Н 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ jli

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1716594 (21) 4865146/07 (22) 10,09.90 (46) 07.11.92. Бюл. N 41 (71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) С.В.Власьевский, M.Ë.Ïåðöîâñêèé и В.В.Находкин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1716594, кл, Н 02 М 7/12. 1988. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОЗОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Сущность изобретения: введение в блок формирования и управления фазовых импульсов преобразующего элемента угла коммутации и двух логических элементов

И вЂ” НЕ позволяет осуществить в конце зон регулирования при условии aper <(ae+ у), Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, может найти применение в однофазных преобразователях электроподви>кного состава переменного тока и является усовершенствованием устройства, описанного в авт.св. ¹ 1716594.

Это техническое решение является наиболее близким к предложенному изобретению.

Устройство для управления многозонным преобразователем (нап ример, четырехэонным), содержит каналы управления по числу пар плеч 1 — 4 преобразователя, каж-дый иэ 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

„„SU, „1774445А2 где aper — регулируемая фаза импульсов, а0 — постоянная фаза импульсов, y — угол основной коммутации, запрет прохождения импульсов с фазой aper с выхода первых двух устройств фазового управления на входы соответствующих ключей и далее через выходные усилители на управляющие электроды тиристоров соответствующих плеч преобразователя, на анодах которых в данный момент времени отсутствуют нормальные потенциальные условия. Благодаря этому тиристоры этих плеч не будут о..крываться и проводить ток нагрузки. В итоге на . тяговыхдвигателяхтокуменьшится на некоторую величину и будет находиться на этом уровне до перехода на следующую зону регулирования. 3 ил. синхронизации и согласующего блока 11 соединен с каналами управления.

Преобразоаатель представляет собой секционированный трансформатор с четырьмя выводами. Каждый вывод через пару плеч из двух управляемых вентилей подключен к полюсам нагрузки, Выход выходного усилителя использован в качестве вь,хода устройства для управления вентилями:оответствующей пары плеч. Выходы управляемых ключей первого и второго канэлов подключены к выходу формирователя 1 > 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 фор1774445 мировагеля 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 каналы 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 нерегулируемых импульсов управления, Первый управляющий вход дополнительного ключа 15 подключен через блок 11 к выходу блока 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 8 формирования фазных импульсов и в блок 9. В формирователе 12 задаваемая величина напряжения управления преобразуется в изменение фазы регулируемых импульсов

УпРавлениЯ Qper С выхода фоРмиРователи

12 регулируемые импульсы ар«подаются на выходы основных управляемых ключей первого и второго каналов управления, С выхода формирователя 13 блока 8 импульсы с фазой ао подаются на выходы основных управляемых ключей третьего и четвертого каналов управления. Кроме этого, импульсы с фазой ао подаются на выходы дополнительных управляемых ключей, введенных во второй и третий каналы управления. С выхода блока 10 синхроимпульсы подаются на управление первых двух кодовых тиристоров блока согласования 11. Импульсы

Qper и ттрн с блока 8 формирования фазных импульсов через первые управляющие входы основных и дополнительных управляемых ключей всех каналов управления связаны с анодами первых двух кодовых тиристоров блок 11. В зависимости от очередности подачи синхроимпульсов на управление этих кодовых тиристоров в моменты времени О, л, 2 ги т.д. происходит

55 шунтирование импульсов ттрн 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 Qper u Qo по полУпеРиоДам питающего напряжения сети, В блоке 9 напряжение управления задатчика 7 преобразуется в сигналы, подаваемые с его четы.рех выходов на управление третьего, четвертого, пятого и шестого кодовых тиристоров блока 11. С первого выхода блока 9 сигнал подается на управление третьего кдового тиристора блока 11 в первой или второй зоне регулирования, второго выхода — на управление четвертого кодового гиристора 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 код вега тиристора во второй или четвертой зот е регулирования, В зависимости от описанного выше порядка управления третьим, четвертыь, пятым и шестым кодовыми тиристорами (лока

11 импульсы управления ао, поступающие от блока 8, либо шунтируются через вторые управляющие входы управляемых ключей соответственно третьего, четвертого, в1орого и первого каналов управления, либо проходят по этим каналам через выходнь е усилИтели на управляющие электроды тиристоров плеч преобразователя.

Кроме этого, согласно алгоритму управления от блока 8 импульсы ао 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 входами блока 9, либо через дополнительные выходные усилители этих каналов управления поС аются на управляющие электроды тиристоров второй и третьей пар плеч преобразова, еля.

Недостатком устройства являетст то, что в конце зон регулирования для вентилей плеч, участвующих в процессе фазовой <оммутации ycp,на которые подаются регулируемые импульсы управления с фазой а„ -, достаточных потенциальных условий на анодах вентилей может не быть, и вентили могут не открываться. Опасность нео крытия этих вентилей объясняется тем, что в конце зоны регулирования импульсы управления с фазой ар«могут зайти в зону о:новной коммутации у, на интервале ко орой

1774445 дополнительного ключа 16 подключен через блок 9 к выходу блока синхронизации 8.

Вторые управляющие входы дополнительных ключей 16 второго и третьего каналов подключены через блок 9 соответственно к первому и второму входам блока 7 задания зон регулирования.

Выходы основного управляемого ключ»

14 первого и в.горого каналов подключены соответственно к выходу первого и второго логических элементов 11. Первый вход первого и второго логических элементов "1 соединен соответственно с первым и вторым выходами формирователя 23 регулируемых импульсов управления, а второй вход (огических элементов — с выходом преобр зующего элемента 12, вход которого соединен с датчиками коммутации 13, установленными в третьем 21 и четвертом 22 выводах вторичной обмотки секционированного

Каждый канал управления 1 — 4 состоит

55 из последовательно включенных основных управляемого ключа 14 и выходного усилителя 15, причем второй и третий каналы снабжены дополнительными управляемыми ключами 18 и выходными усилителями

17, соединенными в каждом из них последотрансформатора 18.

Устройство работает следующим образом, От задатчика 10 напряжение управления подается в формирователь 23 блока 6 формирования фазных импульсов и в Ьло;;

7. В формирователе 23 задаваемая величивател ь но.

Преобразователь 5 представляет собой секционированный трансформатор 18 с выводами 19-22, Каждый вывод через пару на напряжения управления преобразуется в изменение фазы регулируемых импульсов плеч из двух упразляемых вентилей подклю- напряжения ар(г. С первого и второго выхопотенциальных условий на анодах вентилей нет, т.е. аяег < + у, Возможность неоткрытия вентилей, а значит невзятии ими нагрузки ведет к нарушению работы преобразователя в конце зон регулирования, выраженному в виде бросков тока на тяговых двигателях.

Цель изобретения — повышение надежности работы преобразователя.

Для достижения поставленной цели в устройство по авт.св. N 1716544 введены два логических элемента И вЂ” НЕ. преобразующий элемент угла коммутации на основе дифференцирования входного сигнала и два датчика коммутации тока вентилей преобразователя, установленных в третьем и четвертом выводах вторичной обмотки секционного трансформатора, причем выход первого и второго логических элементов соединен соответственно с выходом первого и второго основных управляемых ключей, первый вход первого и второго логических элементов соединен соответственно с первым и вторым выходами формирователя регулируемых импульсов управления, второй вход первого и второго логических элементов — с выходами преобразующего элемента, вход которого соединен с двумя датчиками коммутации.

На фиг.1 представлена принципиальная схема известного устройства для управления многозонным преобразователем (прототип); на фиг.2 — схема предлагаемого устройства для управления многозонным преобразователем; на фиг.3 — диаграмма

его работы на второй зоне (пример).

Устройство для управления многозонным преобразователем содержит каналы управления 1-4 по числу пар плеч преобразователя 5, блок 6 формирования фазных импульсов, блок 7 задания зон регулирования, блок 8 синхронизации, согласующий блок 9, задэтчик 10 угла регулирования, два логических элемента И-НЕ 11, преобразующий элемент 12 на основе дифференцирования входного сигнала и два датчика 13 коммутации тока вентилей преобразователя.

45 чен к полюсам постоянного тока нагрузки (тяговый двигатель).

Выход каждого основного 15 и дополнительного 17 выходного усилителя использо ван в качестве выхода устройства для управления вентилями соответствующей пары плеч.

Первые управляющие входы основных управляемых ключей 14 всех каналов подключены через блок 9 к выходу блока 8, Выход задатчика 10 подключен к входам формирователя 23 регулируемых импульсов управления блока 6 и блока 7 задания зон регулирования, имеющего первый, вт(рой. третий и четвертый выходы. Сигналы в (;ooTветствии с номером каждого выхода формируется в первой или второй, третьей или четвертой, первой или третьей, второй или четвертой зонах регулирования. Выходы основных управляемых ключей 14 третьего и четвертого каналов подключены к вы>.одам формирователя 24 нерегулируемых импульсоВ управления блока 6. Через выходы блока 7 через блок 9 псдключены к вторым управляющим входам основных управляемых ключей 14 третьего, четвертого, второго и первого каналов соответственно. Выход каждого дополнительного управляемого ключа 16 подключен к выходу формирователя 24 нерегулируемых импульсов управления, Первый управляющий вход каждого

1774445

55 дов формирователя 23 регулируемые импульсы er подаются на первый вход соответственно первого и второго логических элементов 11, на вторые входы которых подается выходной сигнал преобразующего элемента 12 угла коммутации в виде импульса, сформированного дифференциальной

RC-цепочкой по фронту окончания сигнала датчиков коммутации. На вход преобразующего элемента 12 подаются сигналы коммутации тока вентилей преобразователя 5, полученные с помощью датчиков коммутации 13. С выхода первого и второго логических элементов 11 регулируемые импульсы ар«подаются на выход основного управляемого ключа 14 соответственно первого и второго каналов при условии, если фаза

Oper > г.го+ "г

В конце зон регулирования при условии

aper < ao + у, когда на входах логических элементов 11 сигнал преобразующего элемента 12 отстают по времени от подачи на первый вход каждого логического элемента

11 сигнала аде< формирователя 23, импульсы Oper не проходят далее на выходы основных управляемых ключей 14, т.е, осуществляется логический запрет на прохождение импульсов Qper в схему управления для открытия вентилей преобразователя, В результате такого управления импульсы Qper не будут подаваться по каналу 1 и 2 на вентили преобразователя 5 в моменты времени, когда в преобразователе происходит основная коммутация тока вентилей и на вентилях этих каналов нет нормальных потенциальных условий для взятия нагрузки (пунктирная линия на Ug u Uza (на фиг..3). В результате такого действия устройства вентили этих каналов не будут открываться и проводить ток нагрузки. В итоге ток тя говых двигателей несколько уменьшится и будет находиться на этом уровне до перехода на следующую зону регулирования, чем обеспечится надежная работа преобразователя в конце зон регулирования, С выходов формирователя 24 блока 6 нерегулируемые импульсы с фазой ао подаются на выходы основных управляемых ключей 14 третьего и четвертого каналов управления. Кроме этого, импульсы ао подаются на выходы допол нител ьн ых управляемых ключей 16, введенных во второй и третий каналы управления. С выхода блока

8 синхроимпульсы подаются на управление первых двух кодовых тиристоров блока согласования 9. Импульсы ар иао через первые управляющие входы основных 14 и дополнительных 16 управляемых ключей

40 всех каналов управления связаны с анодами первых двух кодовых тиристоров блока 9. В зависимости от очередности подачи синхроимпульсов на управление этих кодовых тиристоров в моменты времени О. л, 2 л и т.д. происходит шунтирование импульсов Qper u йо . Через кодовые тиристоры на минус цепей управления или прохо>кдение их íà выходные усилители и далее на управляющие электроды силовых вентилей преобразователя, Таким образом осуществляется распределение импульсов ар и ао по полупериодам питающего напряжения сети, В блоке 7 напря>кение управления задагчика

10 преобразуется в сигналы, подаваемые с его четырех выходов на управление третьего, четвертого, пятого и шестого кодовых тиристоров блока 9. С первого выхода блока

7 сигнал подается на управление третьего кодового тиристора блока 9 в первой или второй зонах регулирования, с второго выхода — на управление четвертого кодового тиристора в третьей или четвертой зонах регулирования, с третьего выхода — на управление пятого кодового тиристора в первой или третьей зонах регулирования, и с четвертого выхода — на управление шестого кодового тиристора Во второй или четвертой зонах регулирования.

В зависимости от описанного выше порядка управления третьим, четвертым, пятым и шестым кодовыми тиристорами блока

9 импульсы управления ао. поступающие от блока 6. либо шунтируются через вторые управляющие входы управляемых ключей соответственно третьего, четвертого, вгорого и первого каналов управления, либо проходят по этим каналам через выходные усилители на управляющие электроды тиристоров плеч преобразователя.

Кроме этого. согласно алгоритму управления импульсы ао от блока 6 через вторые управляющие входы управляемых ключеи (дополнительных) второго и третьего каналов управления либо шунтируются на минус цепей управления через третий и четвертый кодовые тиристоры блока 9, связанные управлением с первым и вторым выходами блока 7, либо через дополнительные выходные усилители этих каналов управления подаются на управляющие электроды тиристоров второй и третьей пар плеч преобразователя, Таким образом, благодаря такому действию устройства управления будет улучшена работа преобразователя в конце зон регулирования.

1774445

Формула изобретения

Устройство для управления многоэонным преобразователем по авт.св, N. 1716594,отличающийся тем,что, с целью повышения надежности работы преобразователя, в него дополнительно введены два элемента И вЂ” НЕ, преобразующий элемент угла коммутации на основе дифференцирования входного сигнала и два датчика коммутации тока вентилей преобразователя, установленных в третьем и четвертом выводах вторичной обмотки секционированного трансформатора, причем выходы основных управляемых ключей ïåðвого и второго каналов управления подклю5 чены к первому и второму выходам формирователя регулируемых импульсов управления соответственно через первый и второй элементы И-НЕ, входы которых соединены с выходами преобразующего эле10 мента угла коммутации. вход которого соединен с выходами датчиков коммутации тока вентилей преобразователя.

1774445

Составитель С.Власьевский ;/

Техред М.Моргентал Корректор С.Патрушева

Редактор

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. ужгород. ул,Гагарина, 101

Заказ 3933 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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