Одноканальное синхронное фазосдвигающее устройство

 

О П И С А Н И Е, 744895

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советски а

Социапистическиа

Республик (61) Дополнительное к авт свид-ву(22) Заявлено 16.12.76 (21)2429534/24-07 (51) М. Кд.

Н 02 P 13/16 с присоединением заявки J% (23) Прнорнтет—

3Ъоударстевиный комитет

СССР (53) УДК 621.314.. 27(088.8.) по делам нэебретений н открытии

Опубликовано 30.06.80.Бюллетень М 24

Дата опубликования описания 02.07.80 (72) Автор, изобретения

Е. В. Мельников (7I ) Заявитель (54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ .СИНХРОННОЕ ФАЗОСДВИГАЮШЕЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для систем импульсно-фазового управления преобразователями на управляемых вентилях.

Известно одноканальное синхронное

5 фазосдвигаюшее устройство, содержашее узел синхронизации, обший для трех каналов управления генератор пилообразного напряжения и усилитель-распределитель импульсов 1).

Недостатком устройства является низкий диапазон регулирования, а также невозможность управления многофазными преобразователями.

Известно одноканальное синхронное фазосдвигаюшее устройство, содержашее узел фазового смешения, ключ на входе узла фазового смешения, узел синхронизации, узел генерации импульсов, синхронных сетевому напряжению, и узвп распре- zp деления импульсов по каналам управления (вентилями) И.

Это устройство предназначено для управления многофаэным вентильным преобразователем, однако ненадежно и не обеспечивает правильности распределении импульсов в динамическом режиме и большом диапазоне регулирования. Жот недостаток связан с тем, что импульс для подготовки распределителя импульсов к работе формируется и поступает на распределитель независимо от фазового смешения основных импульсов зависяшего от управпяюшего напряжения.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является одноканальное синхронное фазосдвигаюшее устройство, содержашее формирователь синхроимпульсов, связанный первым выходом со входом узла сдвига основных импуль сов и вторым выхопом со входом узла сдвига приоритетных импульсов, распределитель иьптупьсов, соединенный входами с выходами узлов сдвига импульсов 52.

Недостатком известного фазосдвигаюmего устройства является невозможность правильного распределения импульсов в динамическом режиме при быстрых изменениях управляющего напряжения. Зто вызвано тем, что узел сдвига основных

ИМПУЛЬСОВ И f ÂÏ СДВИГа ПРЯОРЯТЕТНттгс импульсов выполнены различно, на ра личном количестве включенных последо-вательно элементов временной задержки импульсов, что вызывает неидентичность динамических характеристик узлов фазового сдвига импульсов и, следовательно, неправильное распределение импульсов в динамическом режиме, требует ограниче= ние скорости изменения управляющего напряжения. Заданный же интервал между приоритетными импульсами и основны-. ми импульсами: равный 20 эл град., является значительным и усугубляет данный недостаток.

1<роме того, в известном фазосдвигаю= шем устройстве низкая точность преобразования управляющего напряжения в фазу «з

{угол отпирания . вентилей) выходных импульсов, которая вызвана тем, что кс ,ничества элементов временной задержки

ИМПУЛЬСОВ НЕЗтиаЧИТЕПЬЦО И РаВНО ТРЕ. а,. = - диапазон сдвига в каждом элементе за держки при Общем диапазоне регулирования, равном 180 эл.град. составляет приблизи-.. тельно 60 эл.град., поэтому количество 7Очек "съема" входной информации-,BKEH=.. равно трем» Вместе с тем уменьшение точек съема" входной информации приводят K потерям входной информации, что В сис-"

:темах автоматического регулирования "..

;управляемыми выпрямителями (в связи с их дискретностью) снижает точность .регулирования выходной величины управляемого выпрямителя (тока., напряжения).

Цель изобретения — повышение надежности работы в динамическнх режимах при повышении точности Преобразования управляющего напряжения в фазу ямпуль= сов.

Поставленная цепь достигается тем, что одноканальное синхронное фазосдвигаюшее устройство, содержащее формиро:=ватель синхроимпульсов,; связанный первым выходом со входом узла сдвига основных импульсов и вторым Выходом со входом узла сдвига приоритетных импульсов, распределитель импульсов, соединенный входами с выходами узлов сдвига импульсов, дополнительно снабжено неуправпяемьпж элементом задержки, а узлы сдвига основных импульсов и приоритетных импульсов образованы последовательно Включенными управляемыми элементами задержки импульсов, где И,> 3 — число, ограничиваемое до=

5 т!

vóoTHìoé ошибкой преобразования управляющего напряжения в фазу импульсов, причем неуправляемый элемент задержки введен между выходом формирователя сянхроимпупьсов и узпом сдвига основных импульсов.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фяг. 2 — диаграмма работы устройстве.

Устройство содержит формирователь 1т

СИНХРОИМтПУЛЬСОВ ИМЕЮШЯй ДВВ ВЫХОДа, неуправляемый элемент 2 задержки, узэп 3 СдВИГа ССНОВНт, ИМттуЛЬСОВ

СТОЯШЯй ИЗ IIO IBAOBBTBJ7ÜÍO ВКЛЮЧЕННЫХ

vTIpQBi немых элементОВ задержки импульсов, pçеп 4 сдвига приоритетныx импульсов, состояшяй также, как и узел сдвига о .новных импульсов яз последовательно

ВКПто -IBIILI&.X т ПРПВПЯЕМЬIJI ЭЛЕМЕНТОВ ЗЯдержкп икшупьсов. Выходы узлов сдвига импульсов соединены со входами распредЕПИ т Еля 5 Им уПЬСОВ, Распределитель 5 импульсов имеет W

Выходов, Опредчяемых разностью управЛЯЕМОГО ВЫПРЯМЯтЕПЯ ттт., СООтВЕтСтВЕН=ЦО: С ВвтХОДа фОРт"ИРО. ВатЕПЯ СИНХРОИМП-;-ЛЬСОВ СНтт1. а ЕТСЯ ПОСПЕДОВатЕПЬЦОСтЬ основных Импульсов Мсд имеющих часТОТУ П J- f. (-У < — Частота Сатти) . Зтя

ИМПУЛЬСЫ фОРМЯтР jEOTC! СИНХРОННО ННПРЯ

:.е.-нию сети Х,, подаваемого на вход

ЙорМИПОВВТЕЛЯ - т7МГуЛЬСЫт g +f СпВИ гаются по фазе В неуправляемом элементе Временной задержки импульсов на

ПОСТОИННутО ВЕПИЧИНу ц В уцравляЕМЫХ элементах узла 3 сдвига на величину, зевисяшу7О от уровня управля ошего

-" р " " :- -1

Со второго выходе форм7 ров:=: =-и снимаются Т, êæB и;,.птупьсы И ис, частота следования которых равна частоте .-.В-тя .)- <.. Импупьсы g g синфазны

,:ацря>ХЕНт-:; О ОдНОй ИЗ фаз СЕТИ, ПрИНИМаЕ.-..=ую условно за приоритетную.

Последовательность ямпульсов ттММОтЦКХ ЧаСтотУ СПЕДОВацЯЯ Ю .(, СОдержит импульсы,, синхронные с пряоряT- TÍOÉ фаЗОЙ, и СП8ДЭВаТЕПЬНОт СОВПаДаЮЩИЕ IIO фаЗЕ С фазойт ЯМП ПЬСОВ (>4

/3 р

Благодаря сдвигу импульсов с + f B элементе = задержки между импульсами

У ЕХР и аиаПОГИЧНЬ МИт ИМПУЛЬСаМИ В (т последсватепьностя Lf oх создается фазовый сдвиг, Импульсы Ц сх„. сдвигаются по фазе в узле 4 сдвяга J8 ту ;ке Величину, что и импульсы И- т < к производят под, -oI oBfcy (сброс) распределителя 5 им5 744й пульсов за каждый период напряжения сети. Фазовый сдвиг в элементе 2 определяется временем сброса распределителя 5. Узел 3 сдвига выполняется аналогично узлу 4 сдвига, что определяет 5 идентичность диыамическых характеристик каналов и, следовательно, высокую точность слен<ения импульсов g И за импульсами И Ск / как в статическом так и в динамическом режимах.

1О

При шип преобразования управляющего напряжения И g данным фазосдвигаюшим устройством в фазу выходных импульсов или величину угла управления О<, иллюстрируется диаграммой (фиг. 2).

Входной синхроимпульс в момент времени 1 1 производит запуск элемента задержки, где задерживается на время ф Я = (Ис — круговая частота питаМУс.

26 юшей сети). Время задеужки определяется уровнем напряжения Мф в момент (Я у, фиг. 2) и наклоном линейно-изменяющего напряжения Qg wet мента задержки. Так квк — =с®gp = К () 5

v„ получаем 1,=К 0 л и ", К < ул

=К О где K=-" С вЂ” коэффициент пропорциоЗО

ыальыости.

В момент окончания задержки импульса в первом элементе (< Я ) происходит запуск второго элемента (il =2), где импульс задерживается в соответствии с уровнем 0g((>) "ф действующего в момент t2, . Полная величина задерн<ки импульсов узлов сдвига равна сумме задержки в каждом элементе

< (3), Ф= Е ЦУ;К гд,е В> 3 — число элементов задержки.

Из фиг. 2 и из выражения (3) следует, что величина задержки импульсов при45 ближенно определяется средним значением управляющего напряжения за время задержки.

Если составить сумму для функции

gg (t ) ыа отрезке (4), (о,а1&„=, 0 „с ; т.е. плошадь ступенчатой фигуры, сс ставленной из прямоугольников, высотой которой служат Й. /а, а основанием отрезки б(:(,, как это показано на фиг. 2.

В соответствии с выражением (2)

Myc @" когда вырвжеыие (4) записывается в виде ! г сА (6)

< ; „к

Приравняв выражения 5 и 6, получаем (7)

)v ()иш=,х — а

У

1=Л о„

Так, как (=А, то при конечном.чис ле будет справедливо

%А (8). — (О,(Ва ю и . ma -,, (u„(O a=u><,, <© о но записать(ба е (9);

Из выражения {9) следует, что фазы импульсов на выходе устройства определяются средним значением управляющего наппяжения.

Ошибка, совершаемая при вычислении по формуле (9), будет тем меньше, чем меньше шаг деления по с(С, т.е. чем больше число элементов задержки В ограничиваемое допустимой ошибкой пре образования управляющего напряжения в фазу импульсов.

Таким образом, включение в узел сдвига основных импульсов дополнительных управляемых элементов задержки увеличивает точность преобразования управляющего напряжения в фазу импульсов, а выполнение узла сдвига приоритетных импульсов идентичыы.узлу сдвига основных импульсов и включение неуправляемой задержки импульсов мен<ду выходом формирователя синхроимпульсов и узлом сдвига основных импульсов повышает надежность работы устройства в динамическом режиме, допускает изменение управляющего напряжения на входе устройства со значительной скоростью и, тем самым, повышает быстродействие устройства. то при увеличении числа элементов задержки (И вЂ” Ъ ® ), т.е. при М,(,-ЗО,3 выражает (интеграл функции Ку (1 ) на отрезке (О,Х3

%А (5), .Rim хи а - „ф

tl+ l-- л о

Формула изобретения

Одноканальное сиыхроныое фазосдвигаюшее устройство, содерн<ашее формирователь синхроымпульсов, связанный первым выходом со входом узла сдвига осыовных ру Р

ILHHHfIH Заказ 3830/21 Тираж 783 Подписное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 импульсов и вторым выходом со входом узла сдвига приоритетных импульсов, .распределитель импульсов, соединенный входами с выходами узлов сдвига импульсов, отличающеесятем,что,с 5 целью повышения надежности работы в динамических режимах при повышении точности преобразования упраьпяюшего напряжения вфазу импульсов,,оно дополнительно снабжено неуправляемым элементом задержки, а узлы сдвига основных импульсов и приоритетных импульсов образованы К, последовательно включенными управляемыми элементами задержки импульсов, где К + 3 — число ограничиваемое допустимой ошибкой пре:-образования управляющего нанряженпя а фазу импульсов, причем неуправляемый элемент задержки введен между выходом формирователя синхроимпульсов и узлом сдвига основных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ч вердин Л. М., Курзанов Ю. М, Применение полупроводниковых триодов для управления ртутными выпрямителями.

Электричество", №11,,1960, с. 82.

2. Анхимюк B. Л., Ильин О. П., штейн Г. П.,Миклев Н. Н. Одноканальная система управления выпрямителем с широким диапазоном регулирования угла зажигания.— Электротехника, № 1 1, 1970, с. 8-10.

3. Лабунцов В, А:, НопираковскийИ.Л, Магнитно-полупроводниковая система управления вентильными преобразователя-мн= Электричество ., Б 2, 1965, с, 29-35.