Одноканальное устройство для управления многофазным вентильным преобразователем

 

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено300378 (21) 2596035/24-0! с присоединением заявки М—

Р1)М. Ил.

Н 02 Р 13/16 (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 250580. Бнзялетень ¹ 19 (53) УДК 621. 316. .727(088.8) Дата опубликования описания 30 . 05. 80 (12) Авторы изобретения

С. Г. Обухов, Е. Е. Чаплыгин и B. А. Бизик

\ к:, ю>

М1" :,, ., " .", т

Хосковский ордена Ленина энергетический инЬижут- —(71) Заявитель (54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОРСТБО ДЛЯ УПРАБЛКНИЯ

ИНОГОФАЗНЬ)И ВЕНТИЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для управления выпрямителями, ведомыми сетью инверторами, реверсивными преобразователями переменного напряжения в постоянное, непосредственными преобразователями частоты с естественной коммутацией вентилей.

1Î

Известно одноканальное устройство для управления вен тильным преобразо, вателем, содержащее источник управляющего сигнала, источник опорных сигналов, компаратор, распределитель импульсов управления, два сумматора, логический блок и ключи (1) .

Однако данное устройство характеризуется большими погрешностями регулирования при сильных гармонических искажениях сетевого напряжения.

Известно также одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, блок счета высокочас- 25 тотных импульсов, включающий блок генератора импульсов, блок совпадения, блок сдвига регистров, источник управляющего сигнала и распределитель импульсов (2) . 3О

Однако данное устройство достаточна с.ложно

Наиболее близким по технической сущности и "î-,ñ=òè:ãàåìîìó результату к предлагаемому является одноканальное устройство для управления многофаэным вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, ключенный к генератору линейно изменяющегося напряжения, и источников постоянного напряжения, связанных через и ключей и сумматор с компаратором, второй вход которого связан с источником управляющего сигнала и реверсивный сдвигающий регистр (3) .

Однако данное устройство не обладает достаточным быстродействием и надежностью, что не позволяет использовать его в реверсивных преобразователях.и непосредственных преобразователях частоты при раздельном управлении с одним общим фазосдвигающим блоком для обеих вентнльных групп.

Цель изобретения — повышение быстродействия и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что одноканальное устройство для уп736355 равления многофазным вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, подключенный к генератору линейно изменяющегося напряжения, и источников постоячного напряжения, связанных через п ключей, сумматор, компаратор с прямым и инверсным выходами, второй вход которого связан с источником управляющего сигнала, и реверсивный сдвигающий регистр с суммирующим и вычитающим входами, снабжено дополнительным ключом, мультивибратором с прямым и инверсным выходами, двумя логическими элементами

И, логическим элементом ИЛИ и логическим блоком, причем генератор линейно изменяющегося напряжения связан с сумматором через дополнительный ключ, управляющая цепь которого при— соединена к инверсному выходу мультивибратора, прямой выход мультивибратора и выходы регистра присоединены к управляющим цепям основных ключей через логический блок, прямые выходы компаратора и мультивибратора через первый логический элемент И присоединены к вычитающему входу регистра, а инверсные выходы через второй логический элемент И и логический элемент

ИЛИ вЂ” к суммирующему входу регистра, второй вход логического элемента ИЛИ связан с выходом блока синхронизации.

Иа фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие принциг. действия устройства.

Для определенности структурная схема устройства на фиг. 1 представлена для преобразователя по шестии::иульсной схеме (m = 6), при этом

n — — 3, где n — число ключей.

SJIoK 1 синхронизации связан и ратором 2 линейно изменяющегося

--,;пряжения. Источники 3, 5 псстоянного напряжения через ключи 6, и

8 соответственно подключены к сумматору 9. Последний связан с ком аратором 10, ко второму входу котсрого подключен источник управляющего сигнала 11. Генератор 2 связан с сумматором 9 через дополнительный ключ

12, а реверсивный сдвигающий регистр

13 и мультивибратор 14 через логический блок 15 — c управлчющими цепями ключей 6, 7 и 8. Выход компаратора через логические элементы И 16 и 17 и логический элемент ИЛИ 18 связаны со входом реверсивного регистра

13. Иа временной диаграмме 19 (фнг 2) представлено напряжение сети, диаграмма 20 представляет выходное напряжение генератора 2 линейно изменяющегося напряжения, диаграмма 21 выходное напряжение мультивибратсра

14, диаграмма 22 указывает замыка.ние ключей б, 7 и 8 (проставлены номера замкнутых ключей), а диаграмма 23— замкнутое положение ключа 12. Иа ди.

16

Зб

4О

35 аграмме 24 представлены входные напряжения компаратора 10. На диаграмме 25 изображены управляющие импульсы вентильного преобразователя.

Устройство работает следующим образом.

В предлагаемом устройстве поиск уровня постоянного напряжения происходит не на частоте сети, а на высокой частоте, задаваемой работой мультивибратора 14 (зта частота на не.сколько порядков больше частоты сети) .

Работа устройства по высокой частоте тактируется при логической 1 на инверсном выходе мультивибратора 14, при замкнутом ключе 12 компаратор 10 сравнивает величину линейно изменяющегося, управляющего и одного изпостоянных напряжений и при их равенстве формирует управляющий импульс.

При логическом нуле на инверсном выходе мультивибратора 14 ключ 12 размыкается, а выходные импульсы компаратора 10 не передаются в управляющую цепь силовых вентилей схемы, этот такт работы схемы используется для поиска величины постоянного напряжения 3,4 и 5 с помощью одного из ключей 6-8.

Рассмотрим более подробно процессы на временных диаграммах.

Пусть регистр 13 находится в крайнем положении, соответствующем минимальным углам управления,и замкнут ключ 6, т. е. на вход компаратора подается постоянное напряжение источ— ника 3. Величина управляющего сигнала, напротив,, соответствует большим значениям углов управления. В первом такте работы мультивибратора 14 (временной интервал to — t<) происходит сравнение на компараторе напряжений сумматора 9 и источника 11, управляющий импульс не вырабатывается. В момент переключается мультивибратор и начинается второй такт работы. Ключ

12 размыкается командой с мультивибратора и ча выходе сумматора 9 имеется только сигнал источника 3. Этот уровень cîîòâåòñòâóåò максимальному углу управления, который можно сформировать при работе источника 3 и ключа б. Но и этот уровень не приводит к срабатыванию компаратора 10, Единица на инверсном выходе компаратора и единица на выходе мультивибратора 14 передаются через логические элементы 17 и 18 на регистр и вызывают еro переключение в момент

Ключ 6 размыкается, ключ 7 замыкается, на выходе сумматора 9 напряжение соответствует максимальному углу управления, котОрый может быть сформирован при работе источника 4 и ключа

7. Ио и этот уровень не вызывает срабатывания компаратора 10. Сигналы на входе логических элементов 17, 18 и

13 не изменяются, регистр остается в том же положении до окончания такта работы мультивибратора (момент t ) .

736355

В момент t вновь замыкается ключ

12, но компаратор не срабатынает, поскольку угол управления находится за пределами, которые можно достичь при работе источника 4. В момент t<< вновь наступает четный такт работы мультивибратора 14. Вновь размыкается ключ

12. Единица на инверсном выходе компаратора 10 вызывает очередное переключение регистра 13. На этот раз на выходе сумматора 9 потенциал источника 5, при работе которого формируются углы управления;от 4% rn до 6%/m, Компаратор срабатывает. На выходе логического элемента 18 лбгический ноль, регистр не меняет своего состояния.

Поиск закончен. Переключение компаратора на четном такте работы мультивибратора не передается в управляющую цепь вентилей, поскольку заперт логический элемент 16. В момент начинается нечетный такт работы муль- 20 тивибратора, на котором происходит сравнение линейно изменяющегося, постоянного и управляющего напряжений.

После чередования ряда четных и нечетных тактов в одном из нечетных 5 тактов формируется управляющий импульс, снятый с выхода логического элемента 16; этот импульс вызывает переключение регистра.

При поиске уровня постоянного напряжения, когда начальное состояние регистра соответствует большим углам управления, чем требуется уровнем управляющего сигнала, в нечетном такте работы мультивибратора сразу 35 формируется управляющий импульс, вызывающий переключение регистра.

При переключении регистра происХодит переключение источника постоянного напряжения (вместо ключа 8 включается ключ 7}. Если при этом вновь формируется управляющий импульс, переключение продолжается дальше в сторону убывания углов управления, так что в конце концов поиск заканчивается. Поскольку этот этан переключений 45 происходит весьма быстро (скорость переключений порядка микросекунды), то введение малой инерционности в узлы формирования управляющих импульсов обеспечивает формирование управляющих 50 импульсов только на вентили, соответствующие концу поиска.

Применение данного изобретения повышает надежность и быстродействие и позноляет испольэовать его в ренерсинных преобразователях и непосредственных преобразователях частоты при раздельном управлении с одним общим фазосдвигающим блоком для обеих нентильных групп.

Формула изобретения

Одноканальное устройство для управления многофазным нентильным преобразователем, содержащее блок синх-. ронизации, подключенный к генератору линейно изменяющегося напряжения, и источников постоянного напряжения, связанных через и ключей, сумматор и компаратор с прямым и инверсным выходами, второй вход которого связан с источником управляющего сигнала и реверсинный сдвигающий регистр с суммирующим и вычитающим входами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что„ с целью повышения быстродействия и надежности„ устройство снабжено дополнительным ключом, мультивибратором с прямым и инверсным выходами, двумя логическими элементами И, логическим элементом ИПИ и логическим блоком, причем генератор линейно изменяющегося напряжения связан с сумматором через дополнительный ключ, управляющая цепь которого присоединена к инверсному выходу мультивибратора, прямой выход мультинибратора и выходы регистра присоединены к управляющим цепям основных ключей через логический блок, прямые выходы компаратора и мультивибратора через первый логический элемент И присоединены к нычитающему входу регистра, а инверсные выходы через второй логический элемент И и логический элемент ИЛИ вЂ” к суммирующему входу регистра, второй вход логического элемента ИЛИ связан с выходом блока синхронизации.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 547962, кл. Н 02 P 13/16, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 191681, кл. Н 02 М 1/04, 1964.

3. Авторское снидетельство СССР

9 586539, кл. Н 02 Р 13/16, 1976 (прототип) °

®

1 (, !

jp 8I ?t8

) 1 ! 1 (ЦНИИПИ Заказ 2284/11 Тираж 783

Подписное

Филчал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4