Способ формирования импульсов управления мощности многофазным тиристорным преобразователем и устройство для его осуществления
<1Ц 675573
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советсккк
Социалистических
Республик
{61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено ps04.77(21) 2470496у24-07 с присоединением заявки №
/ (23) Прморитет (53)РД. Кл.2
Н 02 P 13/16
Госуаарствеииый комитет
СССР оо делам .изобретений и открытий
Опубликовано 250779. Бюллетень ¹ 27 (53) УДК 621.316.727 (088. 8) Дата опубликования описания 2@37.79 (72) Авторы изобретения
В.Е.Егоркин, В.Э.Ягнятинский (71 ) Заявитель (54) СПОГОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛ1:НИЯ
МОЩ1 ЫМ МНОГОФАЗНЬИ THPHCTOPHbIN ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЩЕСТВЛЕНИЯ
1 2
Изобретение относится к области преобразовательной техники и макет быть использовано в системе управления мощными многофаэными тиристорными преобразователями частоты с непосредственной связью.
Известен способ формирования импульсов управления мощным многофаэным тиристорным преобразователем с использованием вертикального прин- 1О ципа управления (1} .
Этот способ не обеспечивает надежного управления мощным мйогофаэным тиристорным преобразователем из-эа отсутствия дублирования управ- 15 ляющих импульсов.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению являются способ формирования . импульсов управления мощнйм многофаэным тириситорным преобразователем,. предусматривающий суммирование по вертикальному принципу синхронизирующих синусоидальных напряжений (сдвинутых на 90 эл.град) и постоян- 2 ного напряжения смещения, и устройство для его осуществления, содержащее регулируемый источник постоянного напрвкения смещения, подключенный ко входу схемы ограничения предельных углов регулирования,формирователи фаэиых и противофаэных синхройизирующих синусоидальных напря- . жений, выходы которых связаны нуль-органами четных и нечетных каналов преобразователя, формирователи опорных напрвкений (2).
Устройство формирует узкие импульсы, которые служат для ограничения предельных углов регулирования пре-, обраэовател, и могут выполнять роль дублирующих импульсов (при отсутствии управляющих импульсов) на заданном уровне ограничения.
Однако для преобразователя, собранного по двенадцатифазной эквивалентной схеме (при шестифазной нагрузке), требуется двенадцать таких устройств и два раэнополярных источника постоянного напрякения смещения. Иэ-за неидентичности фазосмещающих мостов в Формирователях скнхрониэирующих синусоидальных напряжений и разных уровней источников постоянного напряжения смещения невозможно добиться симметрии ограничивающих импульсов.
Так как импульсы, ограничения формируются узкими, при превышении уровня опорного напряжения управляющим напрякением не обеспечивается.,-,.4», .„..
3 67557 ""=" ограничения предельных углов регулирования преобразователя - в в»ййрямительном режиме (по ot мин), "что "" кожЪт йривести"к нежелательнзм пульсациям тока в нагрузке (обмотках двигателя) и" выходу из строя элект"рбйфивода и тиристорного преобразова- а теля.
При выходе иэ строя .Фаэосмещающих устройств системы управления и блока .
=ограничения предельных углов регулирования преобразователя, возможен ® прорыв инвертора.-, приводящий"к isaрийному" рекиму и выходу из строя на длительное время acего преобразователяя-.
Целью изобретения является повышение надежности преобразбйателя» частоты.
Это достигается тем, чтб по предложенному способу Формирования импульсов управления мощным много- 20 фазным тиристорным преобразователем с п-каналами фазные синхрониэирую щйе синусоидальные напряжения после "-cy ðîâàíèя -с постоянным напряжением смещения инвертируют и форин- 25 рфбт переменные прямоугольные напря-г жения, при суммировании которых в моменты"совпадения отрицательных значений Формируют серию прямоугольных импульсов, передние фронты кото- З0 рых используют для дублирования управляюШих импульсов в инверторном режиме для нечетных каналов преобразователя, а заднйе — в выпрямительном режиме для четных каналов преобразователя, при этом из противофазных синхрониэирующих синусоидальных напряжений формируют"серию прямоугольных импульсов, задние фро»йты которых используют a вйпрями-" " тельном режиме для нечетных каналов преобразователя, а передние — в ин "»вертбрном режиме для четных каналов преобразователя.
Устройство для осуществления предложенного способа дополнительно 45 снабжено шестью" нуль- органами и двумя трехвходовыми элементами совпадения, причем входы нуль-органов подключены к выходу регулируемого источника постоянного напряжения 50 смещения, входы первых трех нуль-органов связаны с выходами Формирователей Фазных синхрониэирующих напря жений, в»ходы остальных нуль- органов —. с вйходами Формирователей протйво- 55 фазных напряжений, выходы первых трех нуль-органов подключены .ко входам первого элемента совпаденйя, а вйходы трех других — ко входам вто рого элемента совпадения, выходы
60 обоих элементов совпадения связаны со входами нуль-органов четных и нечетных каналов преобразователя.
По предложенному способу формируют дублирующие управляющие им "пчльсй иэ оцорных синхронизирующих 65
3 4 синусоидальных напряжений, имеющих частоту питающей сети. Фаза этих импульсов"определяется уровнем источ«ника напряжения смещения. Из фазнйх опорных синусоидальных напряжений формируют переменные прямоугольные напряжения, имеющие частоту питающей сети, затем суммируют эти напряжения и получают серию прямо- угольных импульсов с шестикратной частотой питающей сети, передние фронты которых используют для дублирования управляющих импульсов в инверторном режиме для нечетных кайалов преобразователя а задние фр»ьйтм -" В выпряьмтельном режиме для четных каналов преобразователя.
Из иротивофазных напряжений также Формируют другую серию прямоуголь ных импульСов, но сдвинутых относительно первой на 60 эл.град.(прн равенстве нулю напряжения смещения).
Задйие Фрднты этих импульсов используют для дублирования управляющих иМйульсов в выпрямительном режиме для нЕчетных каналов преобразователя, а передние — в инверторном режиме для четных каналов преобразователя.
Йа фиг.l показана схема устройства для управления мощным многофаэным тиристорным преобразователем; на Фиг. 2, 3 -" диаграммы, поясняющие предложенный способ Формирования импульсов управления мощным многофазным тиристорно преобраэователем.
На чертежах приняты следующие обозначения .
1 — формирователи фазных синхрониэирующих опорных синусоидальйых напряженийу
2 †. Формирователи противофазных ,сийхронизирукщих опорных синусоидальных напряжений;
3,...3„, 4 ...4 -нуль-органы четных и нечет ных каналов преобразователя;
5 — регулируемый источник постоянного напряжения смещения;
6 ...6а- дополнительные нуль-органы;
7,8 — трехвходовые элементы совпад е ния у ц„,ц и; фазные опорные синхронизи"ру@щ)ае синусоидальные напряжения (нечетных каналов преобразователя);
Ю4р 1э, — противофазные опорные сии @ хронизирующие синусоидальные напряжения (четных каналов преобразователя);
g „а,...— выходные прямоугольные на9ар(ща пряжения дополнительных нуль-органову — первый выход устройства, с которого снимаются дублирую-, Ь
675573
5 ь щие импульсы для управления Так как напряжения подаются на ин пятым каналом в инверторном вертирующие входы нуль-органов, на режиме и вторым каналом s их выходах снимаются инверсные сигвыпрямительном; налы (фиг.2 б-ж) .
Выходной сигнал нуль-органа 6 1
%Ibad второй выход Устро ств (фиг 2б) поступает на, первый вход
goToPoro снимаются zly Py 5 л . нуль-органа 6д (фиг.2в) поступает первым каналом в инвертор- на второй вход схем 7 (Фиг.1), а сигнал с нуль-органа 6 (фиг,2г) в выпрймительном а ре и хо 7
U — третий выход устройства, с 10 В момент времени t -t, формивы Ч которого снимаются дублирую- руется схемой совпадения 7 сигнал щие импульсы для управления 1 еых (Фиг.2г,е,з и фиг.3м) при совтретьим каналом .в инвертор- падении отРи 1ательных значений выход- ном режиме и ом режиме и шестым каналом ных напРяжений с нуль-органов 6 и в выпрямительном; 15 6d - Этот импУльс (Иьых у ) служит ц „„ц — четвертый выход устройст- Для дублнрования управляющего им4
" пульса третьего канала системы упва, с которого снимаются дублирующие импульсы для равления преобразователя, работаюуправления пятым канал а л ния пятым каналом щего B инверторном режиме, и для в выпрямительном режи
ы рямительном режиме 20 четвертого канала - в выпрямительном режиме.
В момент времени t< -tqHa в ходах схемы совпадения 7 выходные и — пятый выход устройства ° с сигналы отсутствуют, так как в этот э "э1 то ого снимаются дублимомент времени не совпадают отрицаpyeWe H y sc ppI y p И тельные значения выходных напряжеления первым каналом вы ний нуль-органов 6 ° ° .6 (фиг.2б,в,г) .
3 прямительном Ре ме В этот момент времени (t, -tz.) с выховертым каналом В инвер- да схемы совпадения 8 снймается сигестоййм выход устройства, З0 нал 0вых „передний Фронт которого вю"вз рого снимаются дуб-, сдвинут на 60 эл.град. относительно с которого снимаются лирующие импульс ирующие импульсы для уп- имупльса, сформированного в момент равления третьим ка а я третьим каНалом вРемени. Этот импульс служит для дублирования импульсов первого канаи шестым каналом в
ым каналом в инвер- . ла в выпрямительном режиме и четверторном; того канала в инверторном режиме.
1" В момент времени (tz-t ) импульсы валы в емени длительАналогично формируется дублируюности 60 эл.град.
Входы нуль-органов 6< ...6 подклю- 40 щее импульсы и в другие моменты вречены к выходу регулируемого источни- мени (tz -t, t>-tt; и т.д.). ка 5 постоянного напряжения смеще- При изменении уровня напряжения иия, входы нуль-органов 6,...6З смещения длительность формируемых соединены с формирователями 1 фазных импульсов и их фаза изменяются. опорных синусоидальных синхронизирую- 45 Сформированные импульсы подаются щих напряжений входы нуль-органов на соответствующие выходы фазосмещаюI и
6 ...64- с формирователями противо- щих устройств преобразователя. ни фаэных опорных синусоидальных напря- осуществляют дублирование управляющих жений 2, выходы нуль-органов 6 ...6 импульсов и импульсов ограничения подключены к входам элементов сов- 50 предельных Углов регулирования преобпадения 7 а выходы нуль-органов раэователя. Эдесь дублирующие импуль6 ...66 — к входам элементов совпаде- сы вводятся в систему управления, Ния 8, выходы обоих элементов совпа- в выпрямительном режиме они отстают ения связаны с выходами нуль-орга- (примерно на 30-50 кс), а в инверторде и нов четных и нечетных каналов преоб- 55 ном режиме опережают (на 30- )
-50 кс) раэователя 3 ...3„ и 4 ° ° ° 4л ° импульсы ограничения. предельных угУстройство (фиг.1) работает следую- лов регулирования по („„„ и щим о разом. б оме Поэтому при отсутствии управляющих
Например, в момент времени t,-g импульсов в работу вступают сформии при напряжении смещения равном ну- 0 рованные блоком ограничивающие имmo на вход нуль-органа 6, подается пульсы, осуществляющие ду лир
6 положительное напряжение Ц„, на управляющих импульсов на заданном нуль-орган 6, — отрицательное напря- уровне ограничения. В случае же жение U,, на нуль-орган 6, — положи- выхода из строя блока ограничения тельное напряжение Ус и т.д. (см. дублирующие импульсы выполняют роль управляющих импульсов (также практифиг.2а).
7 675573
Формула изобретения
l. Способ формирования импульсов 45 управления мощным многофазным тиристорным преобразователем с и-каналами, rio которым суммируют по вертикальному принципу фазные синхрониэирующйе синусоидальные напряжения и постоянное напряжение смещения, отличающийся тем, что, с Целью повышения надежности преобразователя, фаэные синхрониэирующие синусоидальные напряжения
55 чески на заданном уровне ограниче- ния) .
При введении специальной логики, воздействующей иа источник 5 напряжения" регулируемого смещения и изменяющей фазу дублирующих импульсов в функции изменения управляющих 5 импульсов, целесообразно дублирующйе импульсы вводить при отсутствии управляющих импульсов так, чтобы " бни опережали ограничивающие импульсы „„;„ в выпрямительном режиме и от- 10 ставапк от ограничивающих импульсов в инверторном режиме.
Дублирующие импульсы также могут бЫть введены в информационную часть преобразователя и непосредственно 15 через усилители-формирователи преобразователя. После соответствующей обработки импульсы могут вводиться в предварительные усилители и выходные усилители преобразователя. 20
Предложенный способ формирования дублирующих импульсов и устройство для его осуществления обеспечивают повышение надежности многофазного мощного тиристорного преобразовате- ля частоты, так как при,«геисправности информационной части системы управления и блока ограничения предельных углов регулирования исключается аварийный режим (прорыв инвертора) и обеспечивается работоспособность частотно-управляемого электропривода.
Предложенное устройство может быть выполнено всего на двух печатных платах размером 150 х 170 мм (размер типовой ячейки УБСР-АИ) для многофазного мощного тирксторного преобразователя, собранного по двенадцатифазной эквивалентной схеме при шестифазной нагрузке, имеющего 144 канла управления. . - 40 после суммирования с постоянным напряжением смещения инвертируют и формируют переменные прямоугольные напряжения, при суммировании которых в моменты совпадения отрицательных значений формируют серию прямоугольных импульсов, передние фронты которых используют для дублирования управляющих импульсов в инверторном режиме для нечетных каналов преобразователя, а задние — в выпрямительном режиме для четных каналов преобразователя, при этом из противофазных синхронизирующих синусондальных напряжений формируют серию прямоугольных импульсов, задние фронты которых используют в выпрямительном режиме для нечетных каналов преобразователя, а передние — в инверторном режиме для четных каналов преобразователя..
2. Устройство для осуществления способа по п.1, содержащее регулируемый источник постоянного напряжения смещения, формирователи фазных и противофазкых синхронизирующих синусоидальных напряжений, выходы йоторых связаны с входами четных и нечетных каналов преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно дополнительно снабжено шестью, нуль-органами и двумя трехвходовыми элементами совпадения, причем входы нуль-органов подключены к выходу регулируемого источника постоянного напряжения смещения, входы первых трех нуль-органов связаны с выходами формирователей фазных синхронизирующих напряжений, входы остальных нуль-органов с выходами формировате.лей противофазных напряжений, выходы первых трех нуль-органон подключены ко входам первого элемента совпадения, а выходы трех других— ко входам второго элемента совпадения, выходы обоих элементов совпадения связаны со входами нуль-органов четных и нечетных каналов пре.образователя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Тиристорный преобразователь частоты с непосредственной связью для электропривода ножниц мощностью
3400 кВт, технический отчет
ВНИИЭлектропривод В ОЛА .082.961,1972
2. Авторское свидетельство СССР
М 508891, кл.Н 02 Р 13/16 1973.
675573 фиг, 1 ид, ив, ис
n.U>, п.ив,пи д ивьа.в и ив,.в,. д ивы,в в ив „в ж ив,вб ивык.7„ 68NKT3 и ив„,в,,вq ив« . вв Фиг.7 675573 «б» 7, Я «бм,77 "бю.77 и иб„,б о «tv> Л Иб, Фиг. 5 Составитель О.Паринова Редактор Е.Кравцова Техред И.Асталсш Корректор В.Синицкая Ъ Заказ 4342/48 Тираж 856 Подписное ЦНИИПИ ГосударСтвенного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, E-35, Раушская наб.,д.4/5 Филиал ППП Патент, r.ужгород, ул .Проектная,4 !
