Устройство для управления многофазным тиристорным преобразователем

 

Союз Советских

Социалмстнцеских

Республик (и)603090

К МЙОРСКОМУ СВИДЕИДЬСУВУ. (61) Дополнительное к авт. свнд-ву

{22) Заявлено18,02.7 6 (21) 2325278/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано15.04 78.Бюллетень № 14 (45) Дата опубликования описания 22.03.78

gß (5j) М. Кл.

11 02 Р 13/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений н открытий (53) Д){ 621.316 ° .7 27 { 088.8 ) (72) Авторы изобретения A. B. Наталкин, А. М. Колоколкин и С. М. Гордюшкнн (71) Заявитель

Государственный научно-исследовательский энергетический институт ик!, Г, М, Кржижановского

{54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРЛВ11ЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ

ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОВРАЗОВЛТЕ.1ЕМ

Изобретение относится к области силовой полупроводниковой преобразовательной техI ники, в частности к устройствам для управ- ления многофазными тиристорными преобразователями со стабильной и регулируемой выходной частотой.

Известно устройство для управления многофазным тиристорным преобразователем, содержащим канал формирования импульсов управления, состоящий из источника сннусо- 1О идальньтх напряжений с коммутатором, подключенным через сумматор и нуль-орган к распределителю импульсов, . и блок регулирования диапазона изменеиняя угла управления, выполненный в виде пик-трансфор- тк маторов (1).

Недостатком известного устройства является большая несимметрия формируемых блоком регулирования импульсов и его низ кая помехоустойчивость, что снижает на- gp дежность работы устройства.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройст» во для управления многофазным тиристорным преобразователем, содержащее фазовращатель25 первичные обмотки которого подключены к тсточнику синусоидальных напряжений, вторичные обмотки соединены в звезду, канал формирования импульсов управления, состог дий из сумматора, подключенного через нуль-орган к распределителю импульсов, и блок регулирования диапазона изменения угла управления, выход которого подключен к сумматору.

Елок регулированнч включает в себя коммутатор, вход к оторого подключен к вторичным обмоткам фазовращателя, а выход через дополнительные сумматор и нуль-орган к выходу блока $2), Недостатком известного устройства . является низкая надежность и помехоустойчивость при искажениях симметрии и формы напряжения исто инка синусоидальных напряжений °

Цель изобретения — повышение надежнос. ти и помехоустойчивости устройства.

Кель достигается тем, что в предлагаемом устройстве блок регулирования диапазона изменения,угла управления выполнен в виде усилителя-ограничителя на транзисторах р-типа, на двух регулируемых задерж603090 ках, формирователях импульсов, диодах, резисторах и транзисторах -типа, причем к базам транзисторов р-типа подключены вторичные обмотки фазоврашателя, между обшей точкой эмиттеров транзисторов б р-типа, . подключенной ко входу первой регулируемой задержки, и нулевой точкой звезды вторичных обмоток фазовращателя включен один из резисторов, коллектор каждого из транзисторов р-типа через один из диодов подключен и соответствующему выходу распределителя импульсов, через последовательно соединенные другие диод и резистор к базе одного из транзисторов -типа, эмиттеры которых подключены к соответ- ° ствующим выходам распределителя импульсов, коллекторы через третьи диоды на вход второй регулируемой задержки, а выход каждой задержки, синхронизируемой нуль-органом подключен через формирователь к вътходу блока регулирования диапазона изменения угла управления, На черетеже представлена принципиальная блок-схема устройства, Устройство содержит канал 1 формирования импульсов управления, состоящий из сумматора 2, который через нуль-орган 3 подключен к распределителю 4 импульсов, фазовра|датель 5, первичные обмотки 6 которого подключены к источнику синусоидаль30 ньтх напряжений, а вторичные обмотки 7 соединены в звезду. Выходы распределителя

4 импульсов через выходные формирователи

8 подключены к управляющим переходам тиристоров многофазного преобразователя 9, 35

Блок 10 регулирования диапазона изменения угла управления включает в себя усилитель-ограничитель на транзисторах р-типа

11-16, к базам которых подключены вто40 ричные обмотки фазоврашателя 5, эмиттеры транзисторов р-типа подключены ко входу первой регулируемой задержки 17, а через резнсторь1 18 и 19 к нулевой точке звезды и источнику 20 питания. Коллекторы тран45 зисторов 11-16 через диоды 21-26 подключены к соответствующим вьиодам распределителя 4, импульсов, а через последовательно соединенные диоды .27-32 и резисторы 33-38 — к базам транзисторов ц -т— т и» р)

rra 39-44, коллекторы которых через диоды

45-50 подключены ко входу второй регулируемой задержки 51, а через резистор 52 к источнику 20 питания, причем эмиттеры транзисторов 39-44 также подключены к соответствующим выходам распределителя

4 импульсов, Выходы регулируемых задержек 17 и 51 подключены к формирователям 53 и 54 импульсов, а выходы формирователей нмпуль- Е соВ, являющиеся выходом блока 10 регулирования - к сумматору 2, Устройство работает следующим образом.

На сумматор 2, включающий в себя, например, усилители, регуляторы, ограничители, канала 1 формирования импульсов управления поступают сигналы задания 1 и обратЛао ных связей 1 0,C и 1 O.C д при этОм на выходе сумматора 2 формируется сигнал, управляющий работой нуль-органа 3, который вырабатывает импульсы, поступающие на распределитель 4 импульсов. Сигнал с выхода распределителя 4 импульсов поступает через выходные фоомирователи 8 на силовв ые тиристор ы преобра зова теля 9, При этом усилитель-ограничитель на три зисторах 11-16, питаемых напряжением вторичных обмоток 7 фазовращателя 5, формирует баэовь|е токи указанных транзисторов длительностью 60 эл. грац., причем величина базовых токов определяется величиной резистора 18 и напряжением вторичньтн обмоток 7, а время прохождения базового тока через транзисторы 11-16 соответствует времени протекания тока через соответствующий силовой тиристор преобразователя, при его работе с углом управления

Ф =О, Таким образом, токи, протекающие через базовые переходы транзисторов 1 1-16, определяют систему импульсов длительностью

60 эл, град., соответствующих работе преобразователя при сС =О, Однако при углах управления, лежащих внутри диапазона изменения угла управления, время прохождения базовых токов через транзисторы

11-16. и время, в течение которого коллекторы этих транзисторов через диоды 21-26 или диоды 27-32, резисторы 33-38 и база-эмиттерные переходы транзисторов 39-44 оказываются подключенными к выходам ячеек распределителя 4 импульсов, находя;щимся во включенном состоянии, не совпадают, При этом задержки 17 и 51 через резисторы 19 и 52 заблокированы напряже нием источи-.тка 20 питания, а импульсы на выходе формирователей 53 и 54 отсутствуют.

Поэтому блок 10 регулирования диапазона изменения угла управления, при углах управления преобразователем 9, лежащих внуч . ри диапазона регулирования, не оказывает влияния на работу канала формирования импульсов управления, При углах управления р .w 0, например при черезмерном увеличении сигнала I

l Зао, время прохождения базовых токов через транзисторы 11-16 и врэмя, в течение которого коллекторы этих транзисторов через

603090 диоды 21-26 оказываются подключенными к ячейкам распределителя 4 импульсов, находящимся во включенном состоянии, совпадают. При этом один из коллекторов транзисторов 11-16 (например, коллектор транзистора 11) подключается к нулевой шине источника 20 питания и напряжение на входе задержки 17 становится практически равным . нулю.

Блокировка с задержки 17 снимается и 10 через время (определяемое постоянной времени задержки) к ее выходу подключается формирователь 53 импульсов, выходной сигнал которого блокирует работу соответствующих элементов сумматора 2 15 так, что импульс на выходе нуль-органа 3, переключающий распределитель 4, появится в момент окончания . базового тока соответствующего транзистора 11-16 (транзистора

11) и начала прохождения базового тока 20 следующего транзистора (транзистора 12), что соответствует появлению импульса управления на очередном силовом тиристоре преобразователя 9 в момент равенства соответствующих линейных .Йапряжений.

При срабатывании нуль-органа 3 регулируе-мая задержка 17 возвращается в исходное состояние, При углах управления, близких к < „

44а ко т, время прохождения, базового тока через транзисторы 11-16 не совпадает с временем включенного состояния соответствующих ячеек распределителя 4, к выходам которых через диоды 21-26 подключены коллекторы транзисторов 11-16, поэтому регулируемая задержка 17 блокирована напряжением источника .20 питания. Прн этом однако начинают включаться транзисторы 39-44, так как время подачи на их баэь1 открывающего напряжения от источ ни ка 20 нита ния ч ерез резистор 19 и соответствующий открытый транзистор 11-16 совпадает со временем включенного состояния тех ячеек распределителя 4 импульсов, к выходам которых подключены амиттеры транзисторов 39-44.

45 . Следовательно, при углах управления, близких к „, „с вход регулируемой задержик 51 через одни нз диодов 45-50, .,ю М соответствующий трайзистор И - типа

1 50

39-44 и включенную ячейку распределителя

4 импульсов подключается к нулевой шине питания. Блокировка с задержки 51 снимаeT ся, и через время, определяемое постоянной времени 4 < задержки 51, к ее выИ ходу подключается формирователь 54 импульсов, выходной импульс которого поступает на сумматор 2 и воздейтсвует на канал формирования импульсов управления так, с что приводит к срабатыванию нуль-органа 3, 60 выходной импульс которого переключает распределитель 4 импульсов и устанавливает в исходное состояние регулируемую задержку Sl. Значение угла с „,„, определяется числом ячеек распределителя импульсов 4, находящихся между ячейками, к выходам которых подключены коллекторы транзисто ров 11-16 и эмнттеры соответствующих транзисторов 39-44 .(например, транзисто ров 11 н 39) и постоянной времени

2 задержки 51.

Таким образом, при углах управления, лежащих внутри диапазона регулирования угла управления, импульсы на вь>ходе формирователей 53 и 54 отсутствуют и блок регулирования не влияет на работу канала формирования импульсов управления. Наличие импульсов помех в напряжении источника синусоидальных напряжений, длительность которых меньше постоянных времени и и 2< задержек 17 н 51 также не оказывает влияния на работу канала формирования импульсов управления, а импульсы помех большей длительности привод т к некоторому изменению угла управления, но не нарушают работу устройства.

Введение в блок регулирования диапазона изменения угла управления усилнтеляограничителя на транзисторах позволяет получить импульсы, ограничивающие ди зон изменения угла управления, точно в моменты равенства соответствующих линейньи напряжений, питающих преобразователь, независимо от нх формы и частоты, Диапазон изменения угла управл ия может. регулироваться плавно с помощью задержки 51, и ступенчато путем изменения числа ячеек распределителя импульсов, находящихся между ячейками, к выходам которьж подключены коллекторы транзисторов 11-16 и эмиттеры соответствующих транзисторов 39-44, Устройство надежно работает при изменениях напряжения и частоты источника синусоидальных напряжений в диапазоне 0,05-1,2 номинальных значений, формула изобретения

Устройство для управления многофазным тиристорным преобразователем, содержащее фазоврашатель, первичные обмотки которого подключены к источнику синусоидальных напряжений, вторичные обмотки соединены в звезду, канал формирования импульсов управления, состоящий иэ сумматора, подключенного через нуль-орган к распределителю импульсов, и блок регулирования диапазона изменения угла управления, выход которого подключен к

6ООО9О,Ц ИИПИ Заказ 1871/53 Тираж 892 Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород; ул. Проектная, 5 сумматору, отличающееся что, с целью повышения надежности и пом хоустойчивости, блок регулирования диапазрна изменения угла управления выполнен в виде усилителя-ограничителя на транзисторах 5 р-типа, на двух регулируемых задержках, формирователях импульсов, диодах, резисторах и транзисторах и -типа, причем к базам транзис фров р-типа подключены вторичные обмотки фаэовращателя, между обшей точкой змиттеров транзисторов р-типа, подлкюченной ко входу первой регулируемой задержки, и нулевой точкой звезды вторичных обмоток фазоврашателя включен один из ре зисторов, коллектор каждого из транзисторов р-типа через один из диодов подключен к соответствующему выходу распределителя импульсов, через последовательно соединенные другие диод и резистор к базе одного

20 иэ транзисторов П -типа, змиттеры, которых подключены к соответствующим выходам распределителя импульсов, коллекторы через третьи диоды на вход второй регулируемой задержки, а выход каждой задержки, синхронизируемой нуль-органом, подключен через формирователь импульсов к выходу блока регулирования диапазона изменения угла управления.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Под ред, Г, Р, Герценберга Автоматические регуляторы возбуждения", М., "Энергия", с. 268, 1966.

2. Заявка №.2092214/07, Н 02 P 13/16, 1 975, по которой принято положительное решение о выдаче авторского свидетельства,