Устройство для управления однофазным статическим преобразователем

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 121078 (21) 2672231/24-0

Н 02 P 13/18 с присоединением заявки HP

Государственный комитет

АЗССР но делам изобретений и. открытий (23) Приоритет

Опубликовано 1509,80, Бюллетень Ио 34

Дата опубликования описания 180980 (5З) Ю 621. 316; ,727 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Ю, A. Мордвинов и С. И. Королев

Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники

P1) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНИМ

СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

1, 2

Изобретение относится к электротех- .ными и дополнительными элементами нике и, в частности, к статическим,:совпадения, выходы которых связаны с преобразователям со ступенчатой фор- цепями управления тиристоров цикломой выходного напряжения, в которых конвертора, блок управления инвертопреобразуемое напряжение получаЮт за 5 ром, связанныЙ с задающим генератором счет коммутации вторичных обмоток и указанными элементами совпадения, силового трансформатора промежуточного при этом сигналы с выхода датчиков инвертора, работающего на повышенной тока постунают на дополнительные частоте. элементы совпадения. Подобная струкИзвестйо устройство для управления1О тура построения устройства управлепреобразователем f1). ния преобразователем обеспечивает

Однако это устройство работоспо- его работоспособность на любую аксобно в том случае, если напряжение тивно-индуктивную нагрузку 21, имеет трапецеидальную форму (например, Недостатком известного устройства напряжение нулевого тиристорного ин- $5 является то, что на рассматриваемых вертора), а начало импульсов управле- структурах силовых частей при форния вентилями циклоинвертора совпа- мировании напряжения в ка»дый такдает с моментом начала спада указан- товый интервал при помощи несколь,ного напряжения и с моментом подачи ких импульсов невозможно обеспечить

:очередного импульса управлейия на ти" 20 работоспособность преобразователя ристор нулевого инвертора или при ра- на любую активно-индуктивную нагрузку. боте на нагрузку, при которой ток пе- : Цель изобретения — обеспечение реходит через нуль на интервале пер- работы преобразователя на нагрузку с вого подынтервала. любым коэффициентом мощности.

Наиболее близким по технической 25 Поставленная цель достигается тем, .

:сущности к изобретению является уст- что устройство для управления одноройство для управления однофазным ., фазным статическим преобразователем тиристорным инвертором, содержащее. .с многоступенчатой формой выходного кольцевую пересчетную схему, соеди-,напряжения за счет коммутации вто.ненную с задающим генератором основ- 30 -,ричных обмоток трансформатора при

764095

Устройство для управления однофазным статическим преобразователем содержит задающий генератор 1, триггер 2 с делителем 3 частоты, вспомогательные элементы 4-15 совпадения

16-27, основные ° элементы 28-39,, 40-51 совпадения, кольцевую пересчетную схему 52-63 на ячейках, датчик тока

64, дополнительные элементы 65-69,70- 4О

74 совпадения, делитель 75 частоты, блок 76 управления инвертаром, Силовая часть преобразователя содержит инвертор 77, циклоинвертор

78-89 на тиристорах, подключенных 45 ко вторичным обмоткам 90-95 силового трансформатора, и "нагрузку 96.

Выходы задающего генератора 1 формирующего однополярные короткие импульсы, подключены к .последова- 5п тельно соединенным триггеру 2 и делителю частоты 3 вспомогательными элементами 4-15 и 16-27 совпЫ4ения, выходы которых подключены к цепям управления тиристоров циклоинвертора, а их входы — к соответствующим основным элементам 28-39 и 40-51 совпадения, подключейным к Кольцевой пересчетной схеме 52-63 на ячейках и разным выходам триггера, и к . дополнительным элементам 65-69, 70- еО

74 совпадения, входы которых связаны, соответствующими ячейками кольцевой пересчетной схемы и с вторым дополнительно введенным делителем 75 частоты, подключенным к задающему генепомощи тиристоров, содержащее кольцевую пересчетную схему, соединенную со входами основных элементов совпа- дения, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомога-. тельных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход к блоку управления инвертором, введены дополнительные элементы совпадения и два делителя частоты, причем входы двух групп основных элементов f0 совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пересчетной схемой, а их выходы — с выводами для подключения к управ- 15 ляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами совпадения, выходы дополнительных элементов совпадения подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером

2,3...2i а их входы — к ячейкам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером 1,2... (2i-1) и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тоКа подключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора.

На фиг. 1 представлена схема устройства„ на фиг. 2 - диаграммы напря- 30 жений на отдельных элементах схемы. ратору, при этом блок 76 управления йнвертором соединен с триггером, а датчик 64 тока включен в цепь питания инвертора 77. Циклоконвертор на тиристорах 78-89 подключен ко вторичным обмоткам 90-95 силового трансформатора.

Рассмотрим работу устройства для управления однофазным статическиМ преобразователем при работе его на активноиндуктивную нагрузку. Задающий генератор 1 формирует однополярные сигналы 97 с частотой, равной рабочей частоте инвертора (звена повышенной частоты). Длительность указанных импульсов выбирается равной времени восстановления тиристоров циклоконвертора. По заднему фронту сигнала 97 срабатывает триггер 2, на выходе которого формируется на- пряжение прямоугольной формы, которое подается на блок 76 управления инвертором. Инвертор 77 формирует прямоугольное напряжение 98 (фиг.

2). Одновременно к выходу триггера

2 подключен делитель 3 частоты, на выходе которого формируется сигнал в и раз ниже рабочей частоты инвертора 77(в рассматриваемом случаеколичество подынтервалов в тактовом интервале равно 4). Напряжение 99 с выхода делителя 3 частоты поступает на кольцевую пересчетную схему с. m ячейками (в рассматриваемом варианте

m=12), на выходе которых формируются прямоугольные сигналы в равной длительности (на выходе первой ячейки 52 формируется сигнал длительностью о- t4, на выходе второй ячейки 53 - i4 -эзра выходе третьей ячейки 54 - t8- t<

51 совпадеййя с выходов которых сигналы 100-111 поступают на управляю-.

1 щие электроды тиристоров циклоконвертора соответственно выход, например, 84 подключен к тиристору 84 и т. д. ) .

В рассматриваемой схеме каждая ступень выходного напряжения формируется несколькими импульсами (четырьмя) за счет циклического подключения, например, двух одинаковых обмоток 93 и 92, а блок управления осуществляет формирование необходимых.сигналов управления. Закон управления обеспечивает работоспособность преобразователя на нагрузку, у которой ток отстает от напряжения не более одного тактового подынтервала. Для обеспечения питания нагрузки с меньшим коэффициентом мощности необходимо формировать определенную последовательность дополнительных импульсов управления (узкие 100-111 на фиг. 2 длительностью импульсов за1 дающе1 о генератора).Так, к моменту времени t ток нагрузки переходит че764095

Формула изобретения

1. Авторское свидетельство СССР по заявке Р 2525693/24-07, кл. Н 02 Р

13/18, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР 9 517133 кл. H 02 P 13/18, 1974. рез нуль на третьем интервале выходного напряжения 112(фиг. 2) необходимо перевести ток с вентиля 83 (хотя управление и подается на вентиль 82, но ток течет через вентиль 83) на вентиль 85. Это достигается за счет подачи на указанный вентиль сигнала управления 107 в момент, представленный на фиг. 2. 3а счет этого на время длительности импульса задающего генератора к вентилю 83 прикладывается запирающее напряжение и он выключается, а ток нагрузки "переходит" в тиристор 85. Теперь подача очередного основного сигнала управления в момент t не приведет к образованию короткозамкнутого контура и т. д. формирование узких импульсов(не всех) осуществляют вспомогательные элементы 4-15 и 16-27 совпадения, входы которых связаны с основными элементами совпадения, задающим генерато- 20 ром, определяющим длительность необходимых дополнительных импульсов, датчиком тока, дающим информацию о величине фазового сдвига между током нагрузки и напряжением. Датчик 64 тока включен в цепь питания инвертора и формирует на выходе сигнал 113, .фронты которого связаны с моментом перехода тока или напряжения через нуль. Такая форма выходного сигнала легко реализуется за счет того, что в инверторном и выпрямительных режимах ток в цепи питания меняет свое направление. Таким образом, на выходе вспомогательных элементов совпадения сигнал появляется, когда есть сигнал с датчика тока, задающего генератора и основного элемента сов адения. В моменты окончания тактового интервала, кроме того, необходимо сформировать дополнительные сиг- 40 налы для перевода тока нагрузки с вентилей, формирующих, например, первую ступень напряжения, на вентили, формирующие вторую стуйень этого напряжения. Для этой цели введен делитель частоты,на выходе которого формируются аналогичные задающему генератору сигналы с более низкой частотой, которые поступают на дополнительные элементы 65-74 совпадения.

При этом еще один вход этих элементов совпадения подключен соответственно к ячейкам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером 1,2... (2i-1), а их выходы - ко входам вспомогательных элементов совпадения с порядковым номером 2, ° ..2i где

i - количество тактовых интервалов в полупериоде выходного напряжения (в нашем случае i=6). Такое построение позволяет сформировать дополни- gg тельные импульсы управления в конце каждого тактового интервала. Как видно, например, до момента времени

tjодновременно импульсы управления поступают на тиристоры 83 и 81. Однако в этом случае включается тиристор 81, так как его потенциал выше потенциала тиристора 83 и, ток нагрузки "перейдет " в него, а на нагрузке будет в последующий момент времени формироваться вторая ступень выходного напряжения и т. д.

Таким образом, предложенное устройство для управления статическим преобразователем позволяет работать на любую нагрузку независимо от формы напряжения инвертора, что позволит эффективно использовать подобные структуры силовых частей преобразователей для формирования напряжения любой низкой частоты.

Устройство для управления однофазным статическим преобразователем с многоступенчатой формой выходного напряжения за счет коммутации вторичных обмоток трансформатора при помощи тиристоров, содержащее кольцевую пересчетную схему, соединенную со входами основных элементов совпадения, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомогательных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выходк блоку управления инвертором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения работы преобразователя на нагрузку с любым коэффициентом мощности, оно снабжено дополнительными элементами совпадения и двумя делителями частоты, причем входы основных элементов совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пересчетной схемой, а их выходы — c выводами для подключения .к управляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами сов- падения, выходы дополнительных элементов совпадения подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером

2,3...2i а их входы . — к выходам кольцевой пересчетной схемы с поряд-, ковым номером 1,2... (2i-1) и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тока подключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

7640.95, 8 с Я

СоставитЕль 8 Миронов

Редактор C,Пыжова Техред Ь.Ач Корректор С ШекмаР!

Закаэ 6810/20 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент ; r. Ужгород, ул. Проектная, 4