Система управления многофазным вентильным преобразователем

 

ОП И A

ИЗОБРЕ

Союз Советскмх

Соцмалмстмцескмх

Республик,657565 (6!} Дополнительное к ввт. (22) Заявлено 30.05.7g (23) с присоединением заявки % (23} Приоритет =

2 !

) М. Кл.

Н 02 P 13/16

Гэ©уларствваний хаватвт пср ав лвави ювбрвтвикй я етхрвпхй

Опубликоваио 15.04.

} УДК 621.314..5 7 (088.8) Дата опубликоваиия (72} Авторы изобретения

Л. Х. Дапковский, И. С. Кузнепов, А. Е. Аксенов, В. Ф. Егоркин, B. И. Лазарева, А. И. Шабповский и Т. Н. Ацапурова (73} Заявитель (54) СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления мошными многофазными: тиристорными преобразователями частоты с непосредственной связью.

Известна система управления много- 5 фазным вентильным преобразователем, в которой ограничиваюшие треугольные импульсы необходимой амплитуды накладываются на развертывающее (опорное) напряжение в точках экстремумов. Ширина т0 импульсов у основания около 10 эл.град,(1).

Недостатком. этой системы управления является отсутствие возможности регулирования фазы ограничивающих импульсов.

Известна также система управления статическими преобразователями, в которой для получения напряжения сравнения формируютси прямоугольные импульсы регулируемой ширины, накладываемые на раэвертываюшее напряжение (2) .

В этой системе управления ширина ограничиваюших импульсов регулируется изменением напряжения смешения (0с ..), нри этом диапазон управления ограничивается симметрично с двух сторон.

Недостатком такой системы управления является обязательное наличие напряжения смешения, так как при его исчезновении импульсы ограничения будут сп сутствовать.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению, является устройство для управления мошным многофазным тиристорным преобразователем f3/.

И отличие от приведенных устройств, где импульсы, ограничения вводятся на входах фазосмешающих ячеек, в этом устройстве импульсы ограничения вводятся на выходах фазосмешаюшнх ячеек, поэто му не требуется наличие спепиальных усилителей.

Это устройство для каждой фа:-ы и противофазы развертывающего напряжения содержит на входе фазосмешаюший мост, нуль-орган, выходные усилители и регултвруемые источники смешения.

657565

Для формирования импульсов ограничения системы управления многофазным вен тильным преобразователем собранным, например, по двенадцатифазной эквивалентной схеме, потребуется двенадцать таких схем.

Другим недостатком этой схемы является асимметрия импульсов ограничения из-за неидентичности фазосмешаюших мостов. Надежность системы управления не- to достаточно высокая, так как импульсы ограничения формируются узкими.

Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей системы управления.

Поставленная цепь достигается за счет .того, что система управления снабжена двумя суммирующими формирователямираспределителями, входы которых соединены с выходами нуль-органов, подключенных непосредственно к выходам формирователей опорного синусоидального напряжения, причем выходы первого суммирующего формирователя-распределителя че25 рез эмиттерные повторители связаны с первыми каскадами инвертируюших усилителей нечетных каналов и со вторыми каскадами усилителей четных каналов, а выходы второго суммирующего формирователя — с первыми каскадами усилителей чет30 ных каналов и со вторыми каскадами нечетных . каналов, На фиг. 1 изображена схема предлагаемой системы управления; на фиг. 2 показано введение импульсов ограничения ïðe35 дельных углов регулирования в первый канал системы управления; на фиг. 3 приведены временные потенциальные диаграммы; на фиг. 4 и 5 — временные диаграм40 мы, поясняющие работу фазосмешаюшей ячейки и ограничения предельных углов регулирования преобразователя, причем на фнг. 4 показано ограничение по "минимуму, а на фиг. 5 - по "максимуму".

На чертежах приняты следующие обозначения: ФОН вЂ” формирователи опорного (развертываюшего) напряжени ц Ф1 - Ф6формирователи прямоугольного напряжения (нуль-органы); Ф7, Ф& - суммирующие формирователи-распределители; ЭП1-ЭП6эмиттерные повторители; ДИУ1-ДИУ23двухкаскадные инвертируюшие усилители; — 04, + U, + U «источники питания;

«(„д — источник регулируемого смешения Л, В, С вЂ” опорные (развертываклние

1 синхронизирую1лие напряжения катодных, групп тиристоров) нечетных каналов праобразователя; tlh„, yl B, и Г - опорные (развертывающие) синхрони зируюшие напряжения (анодных групп тиристоров) четных каналов;

К "а II p M fi.

1/ таК "4 П1И 2 maX А К о If g и . I <

2 иии > 3 зсмк 3 1и 1

И

"Кд .К "с g(Кл .л, 4 иии " ma X 5 и11и

К "д

„. б тОк 1 "6 " min соответственно импульсы or раничения по "максимуму" и "минимуму; ИС1 — интегральная микросхема Kl УТ 401 Б; HO— фазосмешаюшая ячейка (нуль-орган); R l—

R8 — ограничивающие резисторы; Ql, ДЗразвязываю цие" диоды; Д2, Д4 — диоды, зашишаюшие р — И переходы транзисторов

Тl, Т2; Cl, Д5 — диффюренцируюшая цепочка; 0 — одновибратор, формирующий длительность управляющего импульса системы управления; U — опорное синхронизируюшее синусоидальное напряжение (первого канала);

U>,,„4, 0.„2, О,, О,„— управляющие напряжения;

Ос - "запирающее" напряжение;

Вход aC«„ (К4) и Вход ц и1и" (К4 )— соответственно входы ограничения по ", )/

Ф максимуму и "минимуму";

В(3) C(Kg)i n (K4) "В(6)

ИС {К2 ) — соответственно синхронизируюшие напряжения нечетных и четных каналов системы управления; U вых. формирователя Ф1 — U вых. формирователя Ф6 входные напряжения формирователей прямоугольного напряжения; О вых. формирователя Ф7, Овых. формирователя Ф8выходные импульсы суммирующих формирователей-распределителей.

Система управления многофазным вентильным преобразователем содержит нульf органы,формирователи прямоугольного напряжения Фl - Ф6), одни входы которых подключены к источнику регулируемого смешения (-Ос ), а другие — к формирователям опорного синусоидального напряжения ФОН, выходные усилители (эмиттерные повторители ЭП1 - ЭП6) соединены с лвухкаскадными инвертиру ошими усилителями ДИУ1 — ДИУФ для введения ограничения предельных углов регулирования по максимуму" и "минимуму" лля четных и нечетных каналов системы управления, вхолы первых каскадов упомянутых усилителей подключены к выходам фазосмещак>ших ячеек НО; суммирующие формирователи-распределители Ф7, Ф8, входы которых соединены с выходами

5 657565 б

Ф6), выходы форми- QnB примера рассмотрим формирование эмиттерные повторит - импульсов ограничения по" максимуму" аны с первыми каска- (с . „,,„") и "минимуму" (" d- qg ") усилителей ДИУ1 - для первого канала /фазы A(l(1). алов преобразователя В момент времени Ь - положиами усилителей - чеч тельный импульс формирователя Ф1 открыоды формирователя Ф8- вает транзистор 1-Tl формирователя Ф7. и усилителей ДИУ1 - При этом по пепи: + источника Og ов и со вторыми кас- резисторы 1-Я2 и 1-R6 - диоды 1-Д1 и налов преобразователя. 10 1-ДЗ - к-э транзистора 1-Т1 - "- исаспределители Ф7 и точника U протекает ток и, следовательобой диодно-транзистор- но, на выходах эмиттерных повторителей емя входами и тремя ЭП1 и ЭПЗ сигналов нет. В этот же моюшие импульсы огра- мент времени (14 - t, ) отрипательные тью 60 an. град. при И импульсы формирователей Ф2(фиг. Зв) и ния смешения — IJс . ФЗ(фиг. 3r) соответственно поступают на входы транзисторов Т-Т2 (череэ резистор торители ЭП1 . ЭП6 1-КЗ) и 1-ТЗ(через резистор 1-Я5), согласовании выходов которые "запираются" и с выхода эмич и Ф8 с входами двух- терного повторителя ЭП2 в момент вреей Т1 и Т2, установ- мени 1, - 6 снимается сигнал К,1 "ф фазосмешаюших ячеек (фиг. Зз) - ограничиваюший по максинных не только для муму". нуль-органов (Ф1рователя Ф7 через ли ЭП1 - ЭПЗ связ дами инвертирующих

ДИУИ нечетных кан и со вторыми каскад ных каналов, а вых с первыми каскадам

ДИУФ 1 четных канал кадами нечетных ка

Формирователи-р

Ф8 представляют с рые схемы И (с тр выходами), формиру ничения длительнос отсутствии напр яже (см. фиг. Зз, и).

Эмиттерные пов предназначены для формирователей Ф7 каскадных усилител пенных на выходах (НО) и предназначе усиления основного сигнала, но и для введения (входы " сС „, и ас,,;„ на фиг. 2) импульсов ограничения по максимуму" и "минимуму .

Схема работает следуюшим образом.

На входы формирователей Ф1 - Ф6 с формирователей опорных напряжений ФОН подаются синусоидальные синхронизируюшие напряжения А (К ), В(К ), С(К ) нечетных, каналов и противофазные напряжения 1А(К, ), иВ(К ), С (К ) четных

35 каналов (фиг. За). Входные напряжения инвертируются формирователями Ф1 - Ф6 и подаются на входы суммирующих формирователей-распределителей Ф7 и Ф8, работа которых поясняется временными диаграммами на фиг. Зб-и.

Импульсы ограничения по "максимуму" ("aE л1ох ») для нечетных каналов (катод.ных групп тиристоров) и импульсы ограни чения по минимуму (Ф, л „л ) для четных каналов (анодных групп тиристоров) формируют, подавая на входы формирователей Ф1 - ФЗ напряжения A(K ), B(K ) и С(К ).

Импульсы ограничения по минимуму» (»oL, „, ) для нечетных каналов (катодных групп TBpHcTopoa) и импульсы ог раничения по максимуму (» „„„) для четных каналов (анодных групп тиристоров) формируют, подавая на входы формирователей Ф4 - Ф6 напряжения

11А(К ), 11В (К ) и NC (K<) (противофазные).

В момент времени „- Ь положителт ный импульс формирователя Ф4 открывает транзистор 2-Т1 формирователя Ф8. При этом по.лепи +" U -РеэистОРы 2-R2 и 2-R6-диоды 2-Д1 и 2-Д 3 - к-э транзистора 2-Т1источника Ug протекает ток и поэтому на выходах эмкттерных повторителей ЭП4 и ЭП6 импульсы отс.„;тствуют В этот же момепт времени (т- 1 -+2 ) отридательные импульсы формирователей Ф5 (фиг. Зе) и

Ф6(фиг. Зж) соответственно поступают на входы транзисторов 2-Т2(через резистор

Р-ЯЗ) и 2-ТЗ{через резистор 2-RS), которые "запираются" и на выходе эмиттер« ного повторителя ЭП5 снимается сигнал

К с,, " (фиг. Зи), - ограничиваюший по «минимуму».

Каждый сформированны и импульс ограничения поступает на все идентичные кана» лы своей фазы.

Схема, представленная на фиг. 1, обеспечивает Йормирование импульсов ограничения по, макснмуму" (Ф, ) и минимуму" (д. < ") для 72 каналов вентильного преобразователя, т.е. для половины всех каналов многофаэного преобразователя, собранного по 12-ти фазной эквивалентной схеме.

Введение импульсов ограничения б(„ „," и Ch ><< " в систему управления иллюстрируется на примере одного канала (фиг. 2).

Возможный диапазон регулирования составляет 180 эч рад (от% по $

657565 фиг. 4а, 5а). При введении импульсов ограничения длительностью 60 эл. град, т. е. при — Ос, = О, диапазон регуо пирования составляет 120 эл. град. (180— о о

-(30 +30 )1 . Причем ограничение по 5

"минимуму" осушествляется по заднему фронту импульса ограничения (фиг. 4в,д)

"дС„„„„ «(К ), а ограничение по «максимуму" (фиг. 5в,д) по переднему фронту импульса ограничения "ck > (К y ).

При напряжении управления U> >-Ц„ произойдет срабатывание фазосмешаюшей ячейки (НО) и на ее выходе появится от рицатепьный импульс (фиг. 46). Этот импульс закроет транзистор Tl (фиг. 4г) и по цепи: +«U — резистор КЗ вЂ” резистор Я4 — б-э транзистора Т2 — - 0 пройдет импульс тока, который ничего не сделает, так как .транзистор Т2 уже открыт импульсом ограничения, от заднего фронта которого вкпючен одновибратор

{фнг. 4ж.).Таким образом осуществляется ограничение по минимуму".

При напряжении управления Оу =- >

25 импульс на выходе фазосмещаюшей ячейки НО (фиг. 4б)/штрих- пунктирная линия/транзистор Tl запирает, а Т2 отпирает, импульс с коллектора которого своим задним фронтом включает одновибратор (фиг. 4е, ж, штрих-пунктирная пиния).

ЗО

При этом иимульс ограничения находится "внутри" основного импульса и никакого впияния на систему управления не оказывает.

Когда U 3 0 импульс ф с у (K< ) откроет трайзистор Тl, а Т2 запрет, попожительный импульс с коллектора Т2 (фиг.5д) своим передним фронтом включит одновибратор (фиг. 5ж, сппошная линия).

При напряжении управления 0„ U произойдет срабатывание фазосмешаюшей ячейки, в момент времени — 1 „о появится положительный импупьс, который никакого действия на схему не оказывает, 45 так как транзистор Tl уже открыт импульсом ограничения.

Таким образом осушествпяется ограничение по"максимуму . При U> = О, положитепьный импульс на выходе фазосмешаюшей ячейки Н0 откроет транзистор Tl, а Т2 запрется отрицательным напряжением смешения U<, и передний фронт положительного импульса (штрих пунктирная линия на фиг-. 5д) вкпючит одновиьратор

При этом импульс ограничения находится внутри" основного импульса и никакого влияния на работу схемы управления не оказывает.

Вез введения напряжения смешения—

-Ug .(фиг. 1) диапазон регупирования управляющих импуцьсов преобра.-. ователя составпяет 120 эп.град. В случае необходимости увеличения этого диапазона ( о до 180 ) необходимо ввести отрицательное напряжение смешения — U „„

При изменении напряжения смешения будет осуществляться плавное, одновременное и идентичное уменьшение длительности импульсов ограничения для всех кацапов системы управления и, следоватепьно, увеличение диапазона регулирования.

При необходимости ограничения предельных углов регулирования на уровне

4 120 эл. град. напряжение смещения

U,. вводится положительной полярности.

Колебания напряжения сети не оказывают влияния на временное положение ограничиваюших импульсов, так как амплитуды опорных синусоидапьных напряжений стабильны, а напряжение смешения вводится от стабилизированного источника (напряжения смешения принимается нестабилизированным, если амплитуды опорных напряжений не стабилизированы).

Предлагаемая система управпения обеспечивает одновременную и плавную регулировку фазы ограничиваюших импупьсов в широких предепах во всех каналах многофазного преобразоватепя при напичии одного регулируемого источника смешения.

В устройстве не содержится фазосмзшаюших мостов, что повышает симметрию импульсов ограничения. Схема формирует широкие импульсы, проста и, спедовательно, надежна. формула изобретени я

Система управления многофазным вентильным преобразователем, содержашая нуль-органы, одни входы которых подключены к источнику регулируемого смешения, а другие — к формировател щ опорного синусоидапьного напряжения, выходные усилители соединены с двухкаскадными инвертируюшими усилителями для введения ограничения предельных углов регулирования по «максимуму«и "минимуму" для четных и нечетных каналов системы управления, при этом входы первых каскадов упомянутых усилителей подключены к выходам фазосмешаюших ячеек, о т и и ч а ю— ш а я с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных врзможностей, она снабжена двумя сумми6 7 С 5

h Щюдйтн D/гщами из avrrr uý руюшнми формирователкчи-распределителями, входы которых соединеньr с выходами нуль-органов, подключеннь х непосредственно к выходам формирователей опорного синусоидальпога напряжения, причем выходы 5 первого суммирующего формирователя-ðàñпределнтеля через эмиттерные повторители связаны с первыми каскадами инвертирующих усилителей нечетных каналов и со вторыми каскадами усилителей четных 10 каналов, а выходы второго суммирующего формирователя - с первыми каскадами усилителей четных каналов и со вторыми каскадами нечетных каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Х 197739, кл. Н 02 P 13/16, 1962.

2. Авторское свидетельство СССР

N. 261549, кл. Н 02 P 13/16, 1968.

3. Авторское свидетельство СССР.

% 50РР91, кл- Н 02 Р 13/16, 1973.

657565 и Я8С >

Л.A> n.8, п.б и „„ форнироба тел

Ф1

&x. фортрабателя

И

va>«. фарниробателя

Ю д

4 од

Рорниробатепя фу е О ых. РорнароЮат етая

Ю ж Ug»x Рорниро8ателя

A з g „„„„ роркиробателя

Ф7

Ьм. фарниробателя

РВ

657,-,с;, >

Составитель Т. Добровольскис

Тераж Э. Чужик Корректор B. Куприянов

Редактор H. Каменская

Заказ 1820/55 Тираж 856 Подписное

Ш1ИИ!ТИ Государственного комитета CCCP по делам изобретений и открытий

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

Филиал Г!1Ц! 1!лтент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4