Устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Ф

Ф

1 Ф, g/— (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 160575 (21) 2134638/24-07 (51)М; Кл.2 с присоединением заявки М— (23) Приоритет—

Н 02 P 13/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытий

Опубликовано 300580 Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 300580 (53) УДК 621. 314. .57(088.8) (72) Авторы изобретения

Е.С, Блейз, Л.К. Бовина, Б.A. Кулешов и Ю.В. Мерзляков (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ THPHCTOPANH-.

РЕВЕРСИВНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к области преобразования и распределения электрической энергии, а именно к устройствам для управления тиристорами ре- версив ного преобраэ ов ателя. Известно устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя,содержащее усилитель постоянного тока с дифференциальным выходом и два канала управления соответ1О ствующей группой тиристоров, каждыи из которых содержит генератор опорного напряжения и последовательно соединенные пороговый элемент и формирователь-усилитель импульсов (1). 15

Применение усилителя постоянного тока с дифференциальным выходом и включение в каждом канале автономно-, го генератора опорного напряжения 20 приводит к различию характеристик каналов, определяющему ассимметрию углов управления.

Известно также устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя, в котором в один иэ каналов управления группами тиристоров включен дополнительный усилитель, предназначенный для инвертирования управляющего сигнала в указанном канале (2) .

Это устройство также не обеспечивает необходимой точности согласования из-за технологического разброса параметров каналов управления, определяющего асимметрию углов управления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому резуЛьтату является устройство для управления тиристорами рев ерсив ного преобразов а- теля, содержащее блок управления, генератор опорного напряжения, синхронизированный напряжением питания, и два канала, каждый из .которых управляет соответствующей группой тиристоров и состоит из последовательно соединенных порогового элемента, выполненного на базе операционного усилителя с дифференциальным входом, и усилителя-формирователя, причем выходы блока управления и генератора. опорного напряжения связаны со входами обоих каналов (3).

Недостатками устройства яВляются недостаточно высокая точность согласования углов регулирования групп тиристоров и сложность, обусловленные наличием дополнительного усилите738093

I ля, инвертирующего управляющий сигнал в одном из каналов, и дополнительных промежуточных каскадов формирования разнополярных опорных напряжений.

Цель изобретения — упрощение и повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что генератор опорного напряжения выполнен однополярным и его выход подключен непосредственно к одноименным входам обоих каналов, а разноименные входы последних подключены непосредственно к выходу блока управления .

Кроме того, с,целью расширения диапазона начального согласования углов регулирования, оно снабжено источником сигнала смещения, выход ко торого подключен к одноименным по отношению друг к другу и разноименным по отношению к генератору опорного напряжения входам обоих каналов . 20

На фиг. 1 представлена схема устройства у на фиг. 2 и фиг. 3 изображены диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устройства в конкрет- g5 ном случае пилообразно-импульсного напряжения на выходе генератора опорного напряжения: на фиг. 2 — при от-. сутствии сигнала смещения, на фиг. 3при наличии положительного сигнала смещения.

Однополярный выход генератора 1 опорного напряжения через Резисторы 2 и 3 подключен к одноименным входам операционного усилителя 4 порогового элемента 5 одного канала и операцион-

35 ного усилителя б порогового элемента

7 другого канала. Выходы операционных усилителей 4 и б соединены через резисторы 8 и 9, а конденсаторы 10 и 11, осуществляющие положительную обратную связь — с одноименными входами опера- ционных усилителей 4 и б. Разноименные по отношению друг к другу входы операционных усилителей 4 и б через резисторы 12 и 13 подключены к выхо- 45 ду блока 14 управления. Последова тельно с пороговыми элементами 5 и 7 вклЮчены усилители-формирователи 15 и 16, соответственно, связанные с управляющими электродами тиристоров двух групп 17 и 18 реверсивного преобразователя 19, питающего нагрузку 20. Зажим 21 служит для пбдачи напряжения силовой сети 0 (й), питающей реверсивный преобразователь 19, зажим 22 — для подачи синхронизирующего напряжения (напряжения силовой сети) О (t) на генератор 1 опорного напряжения. Входной зажим 23 предназначен для подачи напряжения Управляющего сигнала О, (t) . Выход источ- 60 ника 24 сигнала смещения через резисторы 25 и 26 подключен к одноименным по отношению друг к другу и раэ. ноименным по отношению к генератору 1 ойорного. напряжения входам операцион- б5

:ных усилителей 4 и 6 пороговых элементов 5 и 7 обоих каналов.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: а — графики изменения: напряжения на выходе генератора 1 опорного напряжения, Uon (t) напряжений на разноименных входах операционных усилителей 4 и б, обусловленных напряжением управляющего сигнала, усиленным в К раз блоком 14 управления,U„(t) К и U () К; б — графики йзменения (при отсут- . ствии напряжения источника сигнала смещения): выходных напряжений пороговых элементов 5 и 7 при отсутствии управляющего сигнала, Б,„, (t) и

П;,,„„(t ) (с плошна я линия ); вых одного йапряжения порогового элемента 5 при наличии управляющего сигнала, (}ьы,c () (штрих пунктирна.я линия ) выходного напряжения порогового элемента 7 при наличии управляющего сигнала, (} „,„. (t) (пунктирная линия); в — графики изменения (при отсутствии напряжения источника сигнала смещения): напряжений на управляющих электродах тиристоров первой 17 и второй 18 групп реверсивного преобразователя 19 при отсутствии управляющего сигнала, (}у ?„() и Б„(о, () (сплошная линия); йапряжений йа управляющих электродах тиристоров одной группы 17 реверсивного преобразователя 19 при наличии управляющего сигна— ла, 0„1 (1) .(штрих-пунктирная линия); напряжений на управляющих электродах тиристоров второй группы 18 реверсивного преобразователя 19 при наличии управляющего сигнала, U>«(t) (пунктирная линия), На фиг. 3 приняты следующие обозначения: а — графики изменения: напряжения на выходе генератора 1 опорного напряжения, Uo„(t); напряжения смещения на выходе источника 24 смещения, U< (t) суммы и разности напряжений источника сигнала смещения.и управляющего сигнала, усиленного блоком

14 управления в К раз, а именно: (}см () + К }у () H Псм () К(- у () б — графйки изменения (при наличии напряжения источника 24 сигнала. смещенйя): выходных напряжений пороговых элементов 5 и 7.при отсутствии управляющего сигнала, U,„, (t) и

Uz>„. (t) (сплошная лийия); выходХ ?Оа ного йапряжения порогового элемента 5 при наличии управляющего сигнала, Uz „. () (штрих-пунктирна я линия) выходного напряжения порогового элемента 7 при наличии управляющего сигнала, П „,„ (t) (пунктирная линия); в — графики изменения (при наличии напряжения источника 24 сигнала смещения): напряжений на управляющих электродах тиристоров первой 17 и

738093

jBToPoA 18 групп реверсивного преобразователя 19 при отсутствии управляющего сигнала, Б„ (t) и U„« (t оа

Ой (сплошная линия); напряжений на управляющих электродах тиристоров одной группы 17 реверсивного преобразо вателя 19 при наличии управляющего сигнала, U („ (t) (штрих-пунктирная линия); напряжений на управляющих электродах тиристоров второй группы

18 реверсивного преобразователя 19 при наличии управляющего сигнала, U (t) (пунктирная линия), Устройство работает следующим об разом.

При отсутствии управляющего сигнала U (t) на входном зажиме 23 и отсутствии источника 24 сигнала смеще ния с однополярного выхода генератора 1 опорного напряжения на одноименные входы пороговых элементов 5 и 7 поступает опорное напряжение Uo„ (t) .

До тех пор, пока опорные напряжения не превысят нулевого значения, операционные усилители 4 и б пороговых элементов 5 и 7 находятся в насыщенном состоянии при отрицательных напряжениях на выходах, В момент времени t« (фиг . 2а) операционные усилители 4 и б, охваченные положительной обратной связью, выходят в активную область и переходят во вторбе насыщенное состояние при положительных напряжениях на вьгсодах пороговых элементов 5 и 7 (совпадающие друг с друroM кривые П „(t) и U

5 и 7, По передним фронтам .выходных импульсов У и () и Usb „ () пороговых элементов 5 и 7 в -момент времени to усилители-формирователи 15 и 16 формируют импульсы управления группами 17 и 18 тиристоров реверсивного преобразователя 19 (совпадающие друг с другом кривые U„,ä, (t) и

Пчщ (t) изображенные на фиг, 2в сплошной линией).

При наличии управляющего сигнала (), () на входном зажиме 23 на входы пороговых элементов 5 и 7 дополнительно поступает напряжение управляющего сигнала, усиленное в К раз блоком 14 управления, U>(t) ° К. В связи с тем, что блок 14 управления имеет один выход, напряжение с его выхода подается на разноименные входы операционных усилителей 4 и б пороговых элементов 5 и 7. Поэтому напряжения управляющего сигнаЛа П, (1) К на пороговых элементах 5 и 7 имеют разную полярность ° Отсюда ясно, что пороговый элемент 5 срабатывает в момент времени t равенства опорного напряжения отрицательной полярности

U > (t) и усиленного в К раз блоком

14 управления управляющего напряже) ния К. U„(t) (на фиг. 26 кривая

Б „, (t), изображенная штрих-пунктирной линией), а пороговый элемент

7 — в момент времени t < равенства опорного напряжения .положительной полярности U „ (t) и усиленного в К раз блоком 14 управления управляющего напряжения KU (t) (на фиг. 26 кривая

Б ц„„ (t), изображенная пунктирной линией) . В моменты времени, и усилители-формирователи 17 и 18 формируют импульсы управления Uz,> (t) ч т, и (), (t) группами тиристоров 17

41 и 18 реверсивного преобразователя 19 (на фиг. 2в кривая Uy q, (t) изображена штрих-пунктирной лийией, а кривая

У„,, (t) †(пунктирной линией) .

При наличии источника 24 сигнала смещения напряжение сигнала смещения

20 Ucg (t) через резисторы 25 и 26 поступает на входы пороговых элементов 5 и 7, одноименные друг к другу и раз ноименные по отношению к генератору 1 опорного напряжения. Поэтому на пороговых элементах 5 и 7 напряжения смещения имеют одинаковую полярность, причем на пороговом элементе 5 — противоположную полярности напряжения, вызванного управляющим сигналом, а на пороговом элементе 7 — совпадающую с полярностью напряжения, вызв.анного управляющим сигналом. В этом случае момент прохождения угла начального согласования (согласования при отсутствии управляющего напряжения) перемещается из точки t „в точку t., т.е. в момент равенства напряжения смещения U«(t) и напряжения генератора 1 опорного напряжения

U (t) . Если управляющий сигнал от40 личен от нуля, пороговый элемент 5 срабатывает в момент t равенства опорного напряжения U Ä (t) и разности напряжения источника сигнала сме щения и усиленного в К раз блоком 14

45 управления напРяжения управляющего сигнала Uz< (t) — KU„(t), а пороговый элемент 7 — в момент t равенства опорного напряжения Ue„(t) и суммы напряжения смещения и усиленного в К 0 раз блоком 14 управления напряжения управляющего сигнала U (t) + KU> (t)

Из сравнения диаграмм напряжений, представленных на фиг. 2а-2в и на фиг. За-Зв, следует, что вв едение источника сигнала смещения позволяет, изменяя величину напряжения на его выходе, изменять угол начального согласования в широком диапазоне.

Поскольку в предлагаемом устройстве блок управления имеет один выхоД, 60 связанный с разноименными входами пороговых элементов без дополнительного промежуточного усилителя, а генератор опорного напряжения — один од нополярный выход, связанный с одно65 именными входами пороговых элементов.

738093

Формула изобретения

У,Щ и без дополнительных промежуточных

) каскадов формирования разнополярных опорных напряжений, то исключается воэможность нарушения согласования углов регулирования групп тиристоров и иэ-за различного характера дрейфа нуля блока управления и дополнительнОго промежуточного инвертирующего усилителя и из-эа возможного разброса параметров элементов и, следовательйо, обеспечивается более высокая по сравнению с известным устройством точность. Исключение дополнительного инвертирующего усилителя и каскадов формирования раэнополярных опорных напряжений упрощает схему устройства.

Введение в схему устройства источ ника сигнала смещения с выходом, под. ключенным к одноименным по отношению друг к другу и разноименным по отношению к генератору опорного напряжения входом обоих каналов, расширяет диапазон начального согласования углов регулирования.

1, Устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя, содержащее. блок управления, генератор опорного напряжения синхронизи/ 30 рованный напряжением питания,. и два канала, каждый из которых управляет соответствующей группой тиристОров и состоит из последовательно соединенных порогового элемента, выполнен35 ного на базе операционного усилителя с дифференциальным входом, и усилителя-формирователя, причем выходы блока управления и генератора опорного напряжения связаны со входами обоих каналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения точности, генератор опорного напряжения выполнен однополярным и его выход подключен непосредственно к одноименным входам обоих каналов, а разноименные входы последних под- 4 ключены непосредственно к выходу бло-, ка управления.

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона начального согласования углов регулирования, оно снабжено источником сигнала смещения, выход которого подключен к одноименным по отношению друг к другу и разноименным по отношению к генератору опорного напряжения входам обоих каналов.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Козин В.М., Марченко Я.Е. Управляющие устройства тиристорных преобразователей для электроприводов постоянного тока, М., Энергия,1971, с. 48, рис. 24 и с.. 7, рис. 22.

2. Писарев A.Ë., Деткин Л.П. Управление тиристорными преобразователями, М., Энергия, 1975, с, 171, рис . 5-1 .

3. Патент Франции Р 2194072, кл. Н 02 P 13/16, 27.03.1973.

738093 а) и (с)

g(t) к

-u,tt) ф И, „(с) ба К)

,, f<)

LIy(rt ft) Фие. й

Q в„Щ

Йеа. гщ (4)

Ир .s (t)

Uyy Щ

tpyeВ rC)

4/у, ft) ю а г г©Гт г С

<е tse 4у

ЦНИИПИ Заказ 2573/9

Подписное

Тираж 783

Филиал ППП Патент, г. ужгород, ул. Проектная, 4