Устройство для цифрового управления m-фазным тиристорно- импульсным преобразователем

 

(19)SU(11)706003(13)A1(51)  МПК 6    H02M1/084(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ M-ФАЗНЫМ ТИРИСТОРНО- ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорно-импульсными преобразователями постоянного тока. Известны устройства для цифрового управления тиристорно-импульсными преобразователями постоянного тока, содержащие задающий генератор, подключенный к тактовому счетчику, блок управления, суммирующе-вычитающим выходом подключенный к реверсивному счетчику, дешифратор с 2n выходами (где n число триггеров в двоичных счетчиках), которые подключены к 2-n логическим выходам реверсивного счетчика и к 2n логическим выходам тактового счетчика через логические элементы И. Однако такие устройства содержат завышенное число элементов, характеризуются низкой надежностью, большими габаритами и высокой стоимостью. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство для цифрового управления m-фазным тиристорно-импульсным преобразователем, содержащее тактовые и реверсивные счетчики с n-триггерами, задающий генератор, блок управления, m-дешифраторов, каждый из которых включает в себя 2n логических входа, подключенных к логическим выходам тактового счетчика, 2n логических входа, подключенных к логическим выходам реверсивного счетчика, которые соединены через элементы И с 2n выходами дешифратора. Однако для таких устройств требуется много элементов, что снижает их надежность, повышает габариты и стоимость. Целью изобретения является упрощение устройства и расширение области его применения. Это достигается тем, что в предложенном устройстве для цифрового управления m-фазным преобразователем, где m четное число фаз, включающем в себя тактовые и реверсивные счетчики с n-триггерами, предназначенные для воздействия на элементы управления, m-дешифраторов, каждый из которых содержит 2n логических входа (n разрядность счетчика), подключенных к логическим выходам тактовых счетчиков, и 2n логических входа, подключенных к 2n логическим выходам реверсивного счетчика, элементы И, выходы (1+ ) каждого дешифратора подключены через элементы И к логическим выходам реверсивного счетчика, другие 2n логических входа первого дешифратора через элементы И подключены к логическим выходам тактового счетчика и соединены через другие элементы И с (1+ ) выходами того же дешифратора, а m дешифратор своими 2n другими логическими входами через элементы И подключен к +1+2 -ным своим выходам. На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства второй фазы четырехфазной системы при n 4 (n разрядность счетчика); на фиг. 2 диаграммы передачи каналов управления. Устройство содержит логические входы 1-8, которые подключены к логическим выходам триггеров 9-12 тактового счетчика 13, другие логические входы 14-21 подключены к логическим выходам триггеров 22-25 реверсивного счетчика 26. Выходные шины 27-30 подключены к элементу ИЛИ 31 и через логические элементы И 32-34, 35 соединены с входами 1-8 со стороны тактового счетчика и с выходами 14-21 со стороны реверсивного счетчика. Элементы управления на чертеже не показаны. Диаграммы на фиг. 2 показывают зону регулирования 36, первого канала управления 37, второго канала 38, третьего канала 39, четвертого канала 40, закон изменения коэффициента заполнения в диапазоне 0 1,0 первой фазы 41, второй фазы 42, третьей фазы 43 и четвертой фазы 44 (m 4) со смещением во времени начала работы каждой фазы одна относительно другой на 0,25 Т. Устройство работает следующим образом. Таблицу состояний триггеров разбивают на части, равные числу фаз m, в данном случае на четыре. Матрицу каждого из m дешифраторов со стороны реверсивного счетчика 26 набирают одинаково на четыре состояния в соответствии с таблицей, а матрицы каждого дешифратора со стороны тактового счетчика набирают на различные состояния. Так дешифратора I матрица набирается на 1-е, 2-е, 3-е, 4-е состояния триггеров тактового счетчика; дешифратора II на 5-е, 6-е, 7-е, 8-е состояния; дешифратора III на 9-е, 10-е, 11-е, 12-е и дешифратора IV на 13-е, 14-е, 15-е, 16-е состояния. В общем случае матрица дешифратора I набирается на 02n/4 состояния, дешифратора II на 2n/4 + 12n/2 состояния, дешифратора III на 2n/2+13/42n состояния, дешифратора IV 3/4 2n+ 12n состояния. Состояния Дешифраторы триггеров I II III IV 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 2 1 1 0 0
3 1 1 0 0
4 0 0 1 0
5 1 0 1 0
6 0 1 1 0
7 1 1 1 0
8 0 0 0 1
9 1 0 0 1 10 0 1 0 1 11 1 1 0 1 12 0 0 1 1 13 1 0 1 1 14 0 1 1 1 15 1 1 1 1 16 0 0 0 0
При этом в отличие от классической схемы дешифратора функционирование каждого дешифратора можно описать следующим образом:
дешифратор первой фазы

дешифратор второй фазы

дешифратор третьей фазы

дешифратор четвертой фазы
где a, , b, прямые и инверсные выходы триггеров соответственно тактового и реверсивного счетчиков. В устройстве, показанном на фиг. 1, дешифратор выполнен в качестве дешифратора второй фазы и по отношению к первой фазе обеспечивает регулирование в диапазоне 0,25 Т t и 0,5 Т. Матрица дешифратора второй фазы набрана следующим образом. Элемент И 32 первой выходной шины 27 со стороны реверсивного счетчика 26 набран на первое состояние триггеров 22-25 (1-0-0), а со стороны тактового счетчика 13 на пятое состояние триггеров (1-0-1-0) 9-12. Элемент И 33 со стороны реверсивного счетчика 26 набран на второе состояние триггеров 22-25 (0-1-0-0), а со стороны тактового счетчика 13 набран на шестое состояние триггеров (0-1-1-0). Элемент И 34 выходной шины 29 со стороны реверсивного счетчика 26 набран на третье состояние триггеров, а со стороны тактового счетчика 13 на седьмое состояние (1-1-1-0). Элемент 35 И последней шины 30 со стороны реверсивного счетчика 26 набран на четвертое состояние триггеров 22, 23, 24, 25 (0-0-1-0), а со стороны тактового счетчика 13 на восьмое состояние триггеров 9-12 (0-0-0-1). Матрицы дешифраторов первой, третьей и четвертой фаз (не показаны) набраны по аналогичному принципу, т.е. со стороны реверсивного счетчика 26 набраны элементы И на одни и те же состояния триггеров реверсивного счетчика 26, а со стороны тактового счетчика 13 каждый дешифратор набран на свои состояния триггеров тактового счетчика, которые сдвинуты во времени 0,25 Т (в соответствии с таблицей). Таким образом, матрица дешифратора III со стороны реверсивного счетчика 26 набрана на состояния 1-4 триггеров, а со стороны тактового счетчика 12 на 9-12 состояния. Матрица дешифратора IV со стороны реверсивного счетчика 26 набрана также на состояния 1-4 триггеров, а со стороны тактового счетчика 13 на состояния 13-16 триггеров. Такой набор матриц дешифраторов позволяет обеспечить регулирование длительности включенного состояния тиристоров каждой фазы в пределах 0 t и Т со смещением во времени на Т. Однако количество элементов для этого требуется значительно меньше, причем эффективность такого построения дешифраторов увеличивается при увеличении количества фаз преобразователя. Таким образом изобретение позволяет повысить надежность КПД устройства, снизить габариты, стоимость, потребляемую мощность.


Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЦИФРОВОГО УПРАВЛЕНИЯ M-ФАЗНЫМ ТИРИСТОРНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, где m четное число фаз, включающее в себя тактовые и реверсивные счетчики с n триггерами, предназначенные для воздействия на элементы управления, m дешифраторов, каждый из которых содержит 2n логических входа (n разрядность счетчика), подключенных к логическим выходам тактовых счетчиков, и 2n логических входа, подключенных к 2n логическим выходам реверсивного счетчика, элементы И, отличающееся тем, что, с целью упрощения и расширения области его применения, выходы каждого дешифратора подключены через элементы И к логическим выходам реверсивного счетчика, другие 2n логических входа первого дешифратора через элементы И подключены к логическим выходам тактового счетчика и соединены через другие элементы И с выходами того же дешифратора, а m дешифратор своими 2n другими логическими входами через элементы И подключен к -м своим выходам.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике, а именно, технике управления тиристорно-импульсными преобразователями постоянного тока

Изобретение относится к классу цифровых синхронных одноканальных систем управления, построенных по принципу фазового управления, с арккосинусоидальной зависимостью между фазой управляющих импульсов и сигналом управления и предназначено для использования в трехфазных управляемых мостовых выпрямителях с микропроцессорной системой управления, широким диапазоном регулирования углов управления силовых вентилей, включая и условия искажения питающего напряжения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для получения любых питающих напряжений постоянного тока от базового питания, например от бортовой сети автомобиля +12В или в предприятиях связи с питанием -60В

Изобретение относится к классу цифровых асинхронных одноканальных систем импульсно-фазового управления (СИФУ) и предназначено для использования в трехфазно-трехфазных тиристорных непосредственных преобразователях частоты (НПЧ), построенных на базе трех реверсивных тиристорных выпрямителей с нулевой точкой, для регулирования скорости вращения асинхронных двигателей в подъемно-транспортных механизмах и механизмах центробежного действия

Изобретение относится к железнодорожной технике и предназначено для управления тяговым тиристорным приводом электровозов с коллекторными тяговыми двигателями в режимах тяги и электрического (рекуперативного) торможения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для выравнивания температур полупроводниковых структур параллельно работающих вентилей в преобразователях частоты с непосредственно связью

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямителем с емкостным фильтром на выходе при создании электромеханических систем. Способ заключается в том, что формируют прямоугольные импульсы напряжения, причем середины сформированных прямоугольных импульсов синхронизируют с фазными напряжениями питающей сети по моментам перехода напряжений через ноль, измеряют действующее значение первой гармоники фазного тока выпрямителя, вычисляют значение угла δ согласно выражению где: ω - круговая частота фазного напряжения питающей сети; L - фазная индуктивность выпрямителя; I1 - действующее значение первой гармоники тока входной фазы выпрямителя; U1 - действующее значение первой гармоники фазного напряжения питающей сети, сформированные прямоугольные импульсы сдвигают по фазе в сторону отставания на угол δ, а затем подают на управляющие входы двунаправленных ключей трехфазного трехуровневого полупроводникового выпрямителя. Технический результат - предложенный способ позволяет формировать единичный коэффициент сдвига фазного тока выпрямителя относительно напряжения по первой гармонике при изменении величины данного тока. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока для летательных аппаратов. Первичными источниками с нестабильными параметрами входной энергии в таких системах служит синхронный генератор с переменной скоростью вращения вала. Функция обеспечения качественных показателей генерируемой электрической энергии возлагается на непосредственный преобразователь частоты с естественной коммутацией и выходной силовой низкочастотный фильтр. Предложенный способ заключается в том, что формируют импульсы управления тиристорами в моменты равенства опорных сигналов с управляющими трехфазными сигналами, формируют три сдвинутых на 120° синусоидальных сигнала, формируют сигнал, который в каждый момент времени равен среднему значению сформированных синусоидальных сигналов, полученный.сигнал масштабируют и каждый управляющий сигнал формируют в виде суммы полученного путем масштабирования сигнала и соответствующего синусоидального сигнала. Таким образом, предложенный позволяет получить технический результат - уменьшить массу синхронного генератора за счет повышения входного коэффициента мощности непосредственным преобразователем частоты. 4 ил.
Наверх