Устройство для раздельного управления реверсивным тиристорным преобразователем

 

О ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Соцналистичасае

Республик

«»608250

К АВТОРСКОМУ СВИДНмПЬСТВУ (6k) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 19.05.76 (21) 236 2404/24-07 с присоединением заявки № (5l) М. Кл.

Н 02 Р 13/16

Государственный комитет

Совета Ииниотров СССР оо делон изобретений и открытий (23) Приоритет(43) Опубликовано25.05,78.Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания W„ %. 13 (53) УДК 621.316,727 (088.8) (72) Автор изобретения

Е. В. Мельников (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ОЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕВЕРСИВНИМ ТИРИСТОРНИМ ПРЕОБРАЖЖАТЕЛЕМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано.в системах управления реверсивным тиристорным преобразователем с раздельной работой групп тиристоров.

Известны устройства для раздельного управления реверсивным тиристорным преобразователем, содержащие логические переключающие устройства (ЛПУ) и дополнительные узлы, предотвращающие накопление ошибки . в системе автоматического управления, содержащей интегральные или пропорционально-интегральные регуляторы за время паузы в токе нагрузки преобразователя (1) и (2 .

Однако такие устройства не исключают накопления ошибки за время с момента иодачи задания на реверс тока нагрузки до. момента достижения током нулевого значения.

Наиболее близким техническим решением к предложенному изобретению является устройство для раздельного управления реверсивным тиристорным преобразователем, содержаще® элемент памяти,. элемент НЕ, первый и второй элемент И, элементы временной задержки, ннвертор знака сигнала f3).

Это устройство обеспечивает повторное включение ранее работавшей группы тиристоров в случае возникновения тока в нагрузке

2 преобразователя во время отсчета паузы в

ЛПУ, в результате исключаются аварийные режимы, возможные при нарастании тока в паузе из-за внезапного изменения ЭДС дви гателя при авариях в приводе.

Однако преобразователь работает недостаточно надежно, так как в ием ие учитывается влияние накопления ошибки за время, отсчитываемое с момента подачи задания на реверс тока до момента достижения током нагрузки иулещио значения. Вместе с тем избыточиое напряжение на выходе регулятора системы автоматического управления, имеющего интегральную составляющую, накапливается с момента подачи задания иа реверс тока;

Кроме того, управление группами тирнстоIS ров преобразователя от одного комплекта системы фазового управления (СФУ) требует установки на входе системы в цепях заведения сИгнала управлеиоея аналоговых ключей, переключаемых от.ЛПУ Использование же более надежного ЛБУ, обеспечивающего включение ранее работавшей группы тиристоров прн появлении тока в момент отсчета паузы в ЛПУ, связано с запиранием ключей íà входа СФУ, 3анирание ключей приводит к фор» . сованию импульсов в начальном угле упра иия, что при 25 переключении комплектов тири, оров и нали608250 чии ЭДС двигателя вызывает аварийные броски тока.

Целью изобретения является повышение надежности реверсивного тиристорного преобразователя в работе.

Это достигается тем, что в предложенное устройство для раздельного управления реверсивным тиристорным преобразователем, содержащее логический элемент памяти с четырьмя входами, прямой и инверсный выходы которого через элементы выдержки времени подключены к его первому и четвертому входам, второй и третий входы соединены с выходами двух элементов И, первый из которых одним входом подключен к источнику сигнала рассогласования непосредственно, а второй элемент — через инвертор знака сигнала, вторые входы обоих элементов И соединены с выходом элемента НЕ, подключенного по входу к источнику сигнала наличия тока нагрузки преобразователя, дополнительно введены два резистора, диод, конденсатор, ключ, элемент И и два элемента НЕ, причем входы элементов HE сс динены с выходами элемента памяти, а выходы через введенные элемент И и ключ соединены с первым резистором и диодом, второй вывод которого соединен со вторым резистором и конденсатором, второй вывод которого заземлен.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предложенного устройства для раздельного управления реверсивным тиристорным пре.образователем; иа фиг. 2 — структурная схема, поясняющая функциональное подключение управляющего элемента СФУ к регулятору системы автоматического управления и устрой-. ству для раздельного управления; на фиг. 3— диаграмма напряжения на выходе управляющего элемента СФУ.

Предложенное устройство содержит элемент И 1, связанный со входом для заведения логического сигнала h U, знак которого определяет включение определенной группы преобразователя. Через инвертор 2 знака сигнала данный вход связан с одним из входов второго . элемента И 3. Вторыми входами элементы И

l и 3 соединены через элемент НЕ,4 с входом для заведения логического сигнала i, несущего информацию о наличии тока в нагрузке или информацию о проводящем состоянии тиристоров преобразователя. Элементы И 1, 3 выходами подключены ко второму и третьему (прямому и инверсному) входам элемента памяти 5. С выходов элемента памяти 5 снимаются логические сигналы U 1, 1„42, используемые для разрешения включения групп тиристоров преобразователя. Выходы элемента памяти 5 связаны с его первым и четвертым входами через элементы временной 6, ? задержки. Через элементы, НЕ 8, 9 выходы элемента памяти 5 соединены также с эле ентом И 1(}, выход которого подключен ко вх: у ключа 11. Ключ 11 подключен выходом к тг е соединения разделительного диода 12 и ре;стора 13, на второй вывод которого подается сигнал (Е), пропорциональный модулю ЭДС приводного двигателя преобразователя. Второй вывод диода 12 соедин.н с времязадающим конденсатором 14 и ре4 зистором 15 второй зажим конденсатора 14 заземлен. Выход регулятора тока системы автоматического управления через управляемые ключи 16 и 17 (цепи управления которых сое5 динены с выходами элемента памяти 5) связан с первым и вторым входами управляющего элемента 18, третий вход которого подключен к выводу резистора 15, а четвертый — к источнику напряжения смещения U„. Выход управляющего элемента 18 соединен с СФУ 1,9.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал 6 U, пропорциональный ошибке по скорости двигателя, подается при одной полярности Йа вход элемента И 4, а при другом знаке — на вход элемента И 3. Элементами

И 1, И 3 производится логическое умножение сигнала hU и сигнала i, несущего информацию о проводящем состоянии тиристоров преобразователя. При включенном состоянии ти. ристоров и наличии сигнала h U на одном из входов элемента памяти 5 с элемента И 1 (И 3) поступает логическая единица, устанавливающая на его выходе сигнал U„l Щ2), который используется для разрешения включения соответствующей группы тиристоров преобразователя. Элементы временной задержки

6, 7, включенные между выходами элемента

25 памяти 5 и его входами, служат для задания паузы (выдержки времени) на появление разрешающего сигнала U®l, (112} для включения неработающей (до переключения) группы тиристоров. Пауза необходима для гарантированного установления нулевого значения тока нагрузки и выключения тиристоров преобразователя. Элементы временной задержки 6, 7, соединенные между входами элемента памяти

5 и его выходами, обеспечивают повторное включение ранее работавшей группы тиристозю ров, если возникает ток в нагрузке во время отсчета паузы в устройстве. В этом случае исчезает сигнал на входе элемента памяти 5, стремящийся изменить его состояние, а благодаря наличию сигнала на выходе элемента временной задержки времени 6 (7) элемент памяти 5 возвращается в исходное состояние.

В момент отсчета паузы на выходах (триггера) элемента памяти 5 сигналы отсутствуют

U 1 = 0; U 2 = 0 и, следовательно, заперты обе группы тиристоров, а также ключи 16, 45 17 на входе управляющего элемента 18 СФУ

19 (фиг. 2), При отсутствии сигналов на выходах элемента памяти 5 благодаря элементам

8, 9, 10 на входе ключа 11 возникает логическая единица, обеспечивающая выключение ключа 11 и снятие его шунтирующего действия. о отношению к общей точке соединения резистора 13 и диода 12. При отключении ключа 11 происходит ускоренный, в связи с малой величиной резистора 13, заряд конденсатора 14 через резистор 13 напряжением, пропорциональным величине ЭДС приводного двигателя и подводимым к резистору 13. Одновременно это напряжение через резистор 15 поступает на вход управляющего элемента 18 СФУ 19 (фиг. 2 — напряжение U„).

Это напряжение, суммируясь с напряжением U, уровень которого определяет началь608250 ный угол управления, образует напряжение на выходе управляющего элемента 18, в функции которого формируется фаза импульсов

СФУ 19 в момент отсчета паузы в устройстве. По окончании паузы на одном из выходов элемента памяти 5 появляется сигнал, включающий группу тиристоров и ключ на входе управляющего элемента 18: Одновременно происходит включение ключа 11 н конденсатор

14 начинает разряжаться через резистор 15 на вход управляющего элемента 18, формируя форму напряжения Ю„„,„(фиг.-3) и, тем самым, формируя переходный процесс по току при переключении групп тиристоров.

В этот момент времени te происходит изменение напряжения U, связанное с подачей задания на реверс тока на входе системы автоматического управления. От момента времени to до момента начала отсчета паузы в устройстве t> напряжение U«,. соответствует работе ключа 16, В момент времени 1г отсчет паузы заканчивается, включается ключ 17, имеющий коэффициент передачи -1, инвертнруя напряжение

U r (Uj — напряжение на выходе регулятора тока системы автоматического управления). Напряжение U», формируемое в устройстве, направлено в. сторону увеличения угла управления н уменьшения тока нагрузки. Суммируясь с напряжением Бр оно исключает уменьшение 11 за время паузы, в связи с выключением ключей 16, 1? до уровня U», Как видно из диаграммы, напряжение U» компенсирует напряжение AUqr, накопленное на выходе регулятора тока системы автоматического управления за время отсчета паузы и время снижения тока до нуля выходящей из работы группы преобразователя.

Задний фронт напряжения U„, определяемый постоянной времени t = C44 R<5 задает скорость изменения напряжения 1 „, определяющего скорость нарастания тока нри включе нии неработавшей группы тиристоров.

Зависимость же уровня формируемого напряжения U» в устройстве от величины ЭДС двигателя исключает недостаток, связанный с отключением выхода регулятора тока от входа

СФУ 19 в момент отсчета паузы в устройстве; и позволяет формировать переходный процесс по току идентичным во всем диапазоне изменения ЭДС приводного двигателя.

Устройство позволяет повысить надежность работы тнристорного преобразователя с раздельным управлением групп тирнсторов,. улучшить его динамические характеристики н расширить область его применения.

Формула изобретения

Устройство для раздельного управления реверсивным тиристорным преобразователем, содержащее Логический элемент памяти с четырьмя входамн, прямой и инверсный выходы которого через элементы выдержки времени подключены к его первому и четвертому входам, второй и третий входы соединены с выходами двух элементов И, первый из которых одним входом подключен к источнику сигнала рассогласования непосредственно, а второй элемент — через инвертор знака сигнала, вторые входы обоих элементов И соединены с выходом элемента НЕ, подключенного по входу к источнику сигнала наличия тока нагрузки

3% преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя в работе, оно снабжено дополнительно двумя резисторами, диодом, конденсатором, ключом, логическим элементом И и двумя элементами

НЕ, причем входы элементов НЕ соединены с выходами элемента памятн, а выходы через введенные элемент И н ключ соединены с первым резистором и диодом, второй вывод которого соединен со вторым резистором н конденсатором, второй вывод которого заземМ лен.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Писарев A. Л. и Деткин Л..П, Управление тиристорными преобразователями, М., «Энергия», 1975, с. 175, рис. 5 — 3.

® 2. Данюшевская Е. Ю. Тнристорные реверсивные преобразователи постоянного тока, М., «Энергия, 1970, с. 10 — 19.

3. Барский В. А. Раздельное управление ,тиристорными преобразователями, М., «Энер4«гия», 19?3, с. 39, рнс. 1 — 3, бг. Редактор Е. Кравнов»

Закан М12/М

Соствватеяь Е, Ждввов .—

Тезреа О: фуговав Корректор Н Тувнца

Тираж 892 Йодннсное

ЦНИИПИ Государственного комитета Cosets Минйстров СССР но делан наобретеннй н отярытий

I 1 ЗСЗЬ, Москва, )К-ЗВ, Рву аска» ивб, д, 4/5

ФивиаА ППП айатентэ, r, Ужгород, ул. Йроективн, 4