Устройство для управления тиристорным преобразователем
1«) 752744
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Са1ае CDBBTovHx
СецнаянеTHчеекнх
Реепу. енк (б1) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 12.06.78 (21) 2629956/24-07 (51) Ч Кл з
Н 02Р 13/16 с присоединением заявкn ¹ (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 28 ла делам наабратеннй (53) УДК 621.316.727 (088.8) н атк; епнй (45) Дата опубликования описания 30.07.80 (72) Авторы изобретения
В, В. Голин, С. В. Демидов, В. А. Казанский, Э. С. Мучник и В. А. Рыдов (71) Заявитель
Особое конструкторское бюро станкостроения (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ У11РАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
Гаеудерстеенный камитеч (23) Приоритст
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях напряжения, электроприводах и других устройствах подобного назначения.
Известно устройство для управления преобразователем, содержащее соединеные последовательно синхронизатор, блок временнбй развертки, компаратор и блок логики.
Вход синхронизатора соединен с сетью переменного тока. Устройство содержит блок задания, выход которого подключен ко входам ключей управления и к другим входам компаратора. Выходы ключей управления соединены с управляющими входами синхронизатора. 15
В данном устройстве импульсы синхронизации формируются в момент окончания или положительных, пли отрицательных полупериодов фазных напряжений и служат для запуска генератора пилообразного на- 20 пряжения, который вырабатывает пилообразное напряжение длительностью в 120 эл. град. Переключение импульсов синхронизации прн реверсе производится по сигналу, поступающему из ключей управления в за- 25 висимости от знака управляющего напряжения. В компараторе происходит сравнение управляющего напряжения и текущего напряжения генератора пилообразного напряжения и формируется отпирающий им- 30 пульс. Блок логики распределяет отпирающпе импульсы по соответствующим тиристорам.
Данное устройство обеспечивает полную симметрию отпирающих импульсов как внутри групп, так и между группами (т. е. при реверсе) с одновременным упрощением электрической схемы. Однако оно обладает
«онн кснными быстродействием и надежностью. Кроме того, недостатком устройства является ограниченность диапазона изменечия фазы отпирающих импульсов.
Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления тнристорным преобразователем, содержащее блок задания, блок задержки, дешифратор, синхронизатор и распределитель импульсов. Один выход синхронизатора подключен ко входу блока задержки, а остальные выходы — к первой группе упраьл 110IIIIIx входов распределителя импульсов. Кроме того, первый выход блока задания подключен к управляющему входу блока задержки, а второй ко входу дешифратора. Выходы дешпфратора подключены ко второй группе управляющих входов рас;рсдслптсля импульсов.
Данное устройство обеспечивает полную симметрию выходных импульсов и расширение диапазона изменения фазы отпираю752744
3 щих импульсов до 180 эл. град. за счет преобразования в блоке задания сигнала управления, определяющего угол отпирания тиристоров в два кода.
Недостатком данного устройства является пониженное быстродействие, заключающееся в том, что при скачкообразном увеличении сигнала управления, переводящем угол отпирания тиристоров в .следующий больший поддиапазон (например, при отсчете угла влево от конца соответствующей полуволны из поддиапазона 0 — 60 эл. град в поддиапазон 60 — 120 или 120—
180 эл. град) происходит пропуск отпирающего импульса на тиристор текущей фазы (если на него не был подан отпирающий импульс до момента увеличения сигнала управления). Вторым недостатком является невысокая надежность.
Целью изобретения является повышение быстродействия и надежности работы устройства управления тиристорным преобразователем при сохранении диапазона изменения, а фазы отпирающих импульсов до
180 эл. град.
Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем снабжено тремя двухвходовыми элементами И, трехвходовым элементом ИЛИ и двухвходовым элементом ИЛИ, причем первый вход первого элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход к первому выходу дешифратора кода, выход элемента И подключен к первому входу трехвходового элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены ко второму и третьему выходам дешифратора кода, первый вход второго элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход — ко второму выходу дешифратора кода, выход второго элемента И подключен к первому входу двухвходового элемента
ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему выходу дешифратора кода, первый вход третьего двухвходового элемента И подключен к выходу блока задержки, а второй — к третьему выходу дешифратора кода. При этом выход трехвходового элемента ИЛИ, выход двухвходового элемента
ИЛИ и выход третьего двухвходового элемента И подключены к управляющим входам распределителя импульсов.
На фиг. 1 представлена схема устройства, на фиг. 2 — диаграмма его работы.
Устройство содержит блок задания 1 с двумя выходами, блок задержки 2, дешифратор кода 3, синхронизатор 4, распределитель импульсов 5, двухвходовые элементы
И 6, 7 и 8, трехвходовый элемент ИЛИ 9 и двухвходовый элемент ИЛИ 10. Первый выход 11 блока задания 1 подключен к управляющему входу блока задержки 2, второй выход 12 блока задания 1 подключен ко входу дешифратора кода 3. Выход 13 синхронизатора 4 подключен к другому вхо5
Зо
4 ду блока задержки 2, а группа выходов 14 синхронизатора 4 подключена к первой группе управляющих входов распределителя импульсов 5. Выход блока задержки 2 подсоединен к первым входам элементов И 6, 7, 8. Второй вход элемента 6 подключен к выходу 15 дешифратора кода 3. Выход элемента 6 подключен к первому входу трехвходового элемента ИЛИ 9, второй и третий входы которого подключены соответственно к выходам 16 и 17 дешифратора кода 3. Второй вход элемента 7 подключен к выходу 16 дешифратора кода 3. Выход элемента 7 подключен к первому входу двухвходового элемента ИЛИ 10, второй вход которого подключен к выходу 17 дешифратора кода 3. Второй вход элемента
8 подключен к выходу 17 дешифратора кода 3. Выходы элемента И 8 и элементов 9, 10 подключены ко второй группе управляющих входов распределителя импульсов 5, выходы которого являются выходами устройства.
Устройство работает следующим образом.
Синхронизатор 4 вырабатывает временную развертку (фиг. 2,б), синхронизированную с моментами переходов через нуль напряжений фаз А, С, В, А, С, В. (фиг. 2, а)
Эта развертка непрерывно поступает с выхода 13 на вход блока задержки 2. Сигнал задания формируется блоком задания 1 и разбит по уровню на три поддиапазона, число которых соответствует числу участков временной развертки, укладывающихся в полупериод напряжения сети переменного тока. Сигнал внутри поддиапазона формируетея блоком задания 1 на выходе 11 (фиг. 2, в). Максимальная амплитуда этого сигнала соответствует максимальной амплитуде временной развертки. Сигнал на выходе 10 соответствует количеству полных поддиапазонов, содержащихся в сигнале задания (фиг. 2,ж). Сигнал с выхода 11 поступает на управляющий вход блока задержки (2, а) сигнал с выхода 12 — на вход дешифратора кода 3.
В момент совпадения величины . сигнала задания, сформированного блоком задания
1 на выходе, 11, с мгновенным значением временной развертки блок задержки 2 формирует на своем выходе передний фронт импульса, задний фронт которого совпадает со следующим моментом перехода через нуль напряжений фаз, который одновременно является моментом сброса в начальное состояние временнбй развертки. Сформированные импульсы поступают на первые входы элементов И 6, 7 и 8.
Дешифратор кода 3 формирует на выходе
15 сигнал, соответствующий первому поддиапазону сигнала задания (фиг. 2,е). Наличие сигнала на выходе 15 означает, что требуемый угол отпирания тиристоров находится в диапазоне от 0 до 60 эл. град.
752744
На выходе 16 дешифратор кода формирует сигнал соответствующий второму поддиапазону сигнала задания (фиг. 2,ж). Наличие сигнала на выходе 16 означает, что трсбусм ый угол отпирания тиристоров находится в диапазоне от б до 120 эл. град. На выходе 17 дешифратор кода формирует сигнал, соответствующий третьему поддиапазону сигнала задания (фпг. 2,з). Наличие сигнала IIa выходе 17 означает, что требуемый угол отпирания тнрпсторов находится в диапазоне от 120 до 180 эл. град.
С выхода 15 дсшнфратора кода 3 сигнал поступает на второй вход a;Ie IeII>a 6, который на своем выходе формирует сигнал, поступающий на первый вход элемента 9, на два других входа которого поступают сигналы с выходов 16 и 17 дешифратора кода 3. Элемент 9 формирует на своем выходе сигнал Х (фиг. 2, и).
С выхода 16 дешифратора кода 3 сигнал поступает»а второй вход элемента 7, который на своем выходе формирует сигнал, поступающий на первый вход элемента 10, на другой вход которого поступает сигнал с выхода 17 дешифратора кода 3. Элемент
10 формирует на своем выходе сигнал У (фиг. 2, r) .
С выхода 17 дешифратора кода 3 сигнал поступает на второй вход элемента 8, который на своем выходе формирует сигнал
Z (фиг. 2, л). Если требуемый угол отпирания тиристоров находится в диапазоне от
0 до 60 эл. град, (на выходе 15 имеется сигнал Рь то сигнал Х на выходе элемента
9 представляет собой требуемый угол отпирания q>, что соответствует сигналу на выходе II блока задания I, а сигналы У и Z отсутствуют. Если требуемый угол отпирания тиристоров находится в диапазоне от 60 до 120 эл. град., то сигнал Y на выходе элемента 10 представляет собой величину (1р — 60) эл. град, что соответствует сигналу на выходе 11 блока задания 1. Одновременно на выходе элемента 9 непрерывно присутствует сигнал Х, а сигнал на выходе элемента 8 отсутствует. Если требуемый угол отпирания тирнсторов находится в диапазоне от 120 до 180 эл. град., то сигнал на выходе элемента 8 представляет собой величину (cp †1) эл. град., что соответствует сигналу на выходе 11 блока задания 1. Одновременно на выходе элемента 9 и 10 непрерывно присутствуют сигналы Х и У.
Сигналы Х, Y u Z поступают на вход распределителя импульсов 5. Сигнал X управляет прохождением отпирающих импульсов на те тиристоры, для которых фаза напряжения изменяется от 0 до 60 эл. град., если фазовый угол отсчитывать влево от конца соответствующей полуволны. Сигнал У управляет прохождением отпирающих импульсов на те тиристоры, для которых фаза напряжения изменяется от 60 до 120 эл.
1О
50 град., а сигнал Z прохождением отпирающпх импульсов на те тиристоры для которых фаза напряжения изменяется от 120 до
180 3;I. град. Распределитель 5 из сигналов Х, У и Z формирует отпирающие импульсы и распределяет пх по тиристорам в соответствии с сигналами, поступающими в распределитель с выходов 14 синхронизатора 4.
На фиг. 2, в, д, в момент tI показан скачок с1ггнала зад;1ння нз первого поддиапазона, соответствующего углам от 0 до
60 эл. град., во второй поддпапазон, соответствующий углам от 60 до 120 эл. град.
Скачок показан на участке изменения фазы
А от 60 до 0 эл. град.
В данном устройстве после скачка отпирающий импульс немедленно пройдет на тирпстор фазы А (фпг. 2,л1). В устройствепрототипе в этом случае будет пропуск отпнрающего импульса на тпристор фазы А.
Аналогичная ситуация показана и в момент
4 (фпг. 2, в, д).
Таким образом, данное устройство обладает более высоким быстродействием по сравнению с устройством-прототипом.
Далее, в результате, динамических изменений периода сети сннхроннзнрующпй импульс, устанавливающий временну ю развертку в начальное состояние, может прийти до момента ее окончания, как показа11о в момент 4 (фнг. 2, в). В связи с этим прн требуемых углах отпирания, несколько больших величины 11+60 эл. град. (и=1,2), происходит пропуск импульса в сигнале К, выраоатываемом блоком aapepz 2,г). Однако это не приведет к пропуску отпнрающпх импульсов, т. к. онп будут сформированы сигналом Х (илн У) на следующем 60-тн градусном участке фазы. Кроме того, нз вышесказанного следует, что такое устройство обеспечивает формирование отпнрающпх импульсов при случайных отказах блока задержки 2. Таким образом, данное устройство обладает более высокой надежностью по сравнению с прототипом. Прн этом оно также обеспечивает диапазон изменения фазы отпирающнх импульсов до 180 эл. град. и 11o,1IIyIo нх cIIiiI»erp»Io как Внутри групп, так н между группами. Формула изобретения Устройство для управления тнрпсторным преобразователем, содержаще блок задания, выходами подключенный ко входу дешифратора кода и к управляющему входу блока задержки, другой вход которого подкл1очсн к выходу синхронизатора, другими выходамн подключенного к управляющим входам распределителя импульсов, отл ич а ю щ с е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и надежности работы оно снабжено тремя двухвходовымн элемента752744 НПО «Поиск» Заказ 1461/18 Изд № 389 Тираж 798 Подписное Типография, пр. Сапунова, 2 ми И, двухвходовым элементом ИЛИ и трехвходовым элементом ИЛИ, причем первый вход первого элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход— к первому выходу дешифратора кода, выход элемента И подключен к первому входу трехвходового элемента ИЛИ, второй и третий входы которого подключены ко второму и третьему выходам дешифратора кода, первый вход второго элемента И подключен к выходу блока задержки, второй вход — ко второму выходу дешифратора кода, выход второго элемента И подключен к первому входу двухвходового элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к третьему выходу дешифратора кода, первый вход третьего двухвходового элемента И подключен к выходу блока задержки, а второй — к третьему выходу дешифратора кода, при этом выход трехвходового элемента ИЛИ, выход двухвходо10 вого элемента ИЛИ и выход третьего двухвходового элемента И подключены к управляющим входам распределителя импульсов.
