Устройство импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем

 

О П И С А Н И Е (920564

ИЗЬВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцнапнстнческнк

Республик (6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (5i)N, Кл. (22) Заявлено 0 Я)480 (21) 2901601/18-21 с присоединением заявки М (23) Приоритет

6 01 R 27/02

Ймудеретееееыб кемктет

СССР вю делам «зебретениб и етерыти{1

Опубликовано 150482. Бюллетень И 14

Дата опубликования описания 150482 (53) УДК 621. 317.

° 373(088,8) (72) Автор изобретения

Л.И.Цытович (71) Заявитель

Челябинский политехнический и стит т,,,,.:... им. Ленинского комсомола == /, (54) УСТРОЙСТВО ИИПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРНЫИ ВЫПРЯИИТЕЛЕИ

Устройство относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться в системах автоматического управления технологическими процессами.

Известны системы импульсно-фазо.вого управления (СИФУ) вентильными преобразователями, содержащие последовательно соединенные усилитель, фильтр, фазосдвигающее устройство и блок силовых тиристоров (11.

Недостатком этих устройств является возможность появления аварийных ситуаций в случае неисправности цепи управления силовых тиристоров.

Известно устройство для импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее последовательно соединенные усилитель, фильтр, фазосдвигающее устройство и блок силовых тиристоров, работоспособность отдельных элементов которого контро" лируется световыми индикаторами 2 . г

Недостатком данных устройств является отсутствие автоматического управления аварийной ситуацией.

Цель изобретения - обеспечение автоматической диагностики состоя" ния устройства импульсно-фазового управленмя тиристорным выпрямителем.

Поставленная цель достигается .тем, что в устройство импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее операционный усилитель, выполненный. из последовательно соединенных сумматора, первый вход которого является входом устройСтва, интегратора и релейного элемента, выход которого соединен со вторым входом сумматора и входом фильтра, выход которого соединен со входом фазосдвигаюе{его устройства, блок силовых тиристоров, первый. вход которого соединен с источником опорного напряжения, и первый, второй и третий индикаторы, введены элемент И-НЕ, ключ, первое к изменению производной развертки у (1) на выходе интегратора 2. В ин- тервале времени несовпадение знаков сигналов x(t) и у (t) (фиг.2 ) скорость изменения развертки yz(t) зависит от разности токов на входе

Э и в цепи обратной связи развертываю" щего операционного усилителя, а в интервале времени совпадения знаков

x(t) и у () производная сигнала у -(t) определяется суммой с00ТВ8ТсТ» вующих токов. В результате постоянная составляющая импульсов уз(й). за период автоколебаний развертывающего операционного усилителя устанавливается пропорциональной уровню входного воздействия х() . Фильтр 4 предназначен для выделения постоянной составляющей уч() (фиг.2 ) импульсов y>(t).

Фазосдвигаюшее устройство 5 осуществляет формирование импульсов управления у () (фиг.25) тиристорами блока 6 и их фазовый сдвиг по от-, ношению к напряжение сети у(t) в функции амплитуды сигнала уч(С).

Звенья 7-18 и 23-25 введены в схему

УИФУ для обеспечения автоматической диагностики состояния устройства.

Первый канал преобразования включает триггер 8, дифференцирует звено 11 и детектор 14. С помощью триггера 8 сигнал у,,(с) (фиг.2a) преобразуется в импульсы уэ(й)

{фиг.2g) со средним нулевым значе- нием и с периодом в два раза превышающим период сигнала yg(t). Звено

11 осуществляет разделение входной цепи детектора 14 по постоянному току и имеет передаточную функцию вида Tó

+ Т р

45 где Т р Т - постоянные времени звена 11, которые выби раются таким образом, чтобы обеспечить передачу импульсов уэ(й) на вход детектора 14 без искажений.

В детекторе 14 импульсы y<(t) детектируются (выпрямляются) фиг.2)) .и подаются на соответствующий вход элемента 17 И-ME. Таким образом, формируется сигнал у ц(й), наличие которого свидетельствует о работо-способности звеньев 1-3. Для автоматической диагностики неисправности

3 920564 4. дифференцирующее звено и три канала преобразования информации, каждый иэ которых включает последовательно соединенные триггер, второе дифференцирующее звено и детектор, причем вход первого канала соединен со входом фильтра, выход которого через первое дифференцирующее звено соединен со входом второго канала преобразования информации, а выход фазо" 1о сдвигающего.устройства соединен с первым входом ключа и входом третье" го канала преобразования информации, причем выходы первого, второго и третьего каналов преобразования ин- is . формации соединены соответственно со входами первого, второго и третье-. го световых индикаторов и входами элемента И-HF,, выход которого соединен со вторым входом ключа, выход которого соединен со вторым входом блока силовых тиристоров.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 " временные диаграммы сигналов УИФУ.

В состав устройства входят сумматор 1, интегратор 2, релейный эле-. мент 3, фильтр 4, фаэосдвигающее устройство 5, блок 6 силовых тиристоров, триггеры 8-10, дифференцирующие звенья 7 и 11-13, детекторы

14-16, логический элемент 17 И-НЕ, ключевой элемент - ключ 18, управ, ляющий вход 19 ключа 18, входная

20 и выходная 21 клемма устройства, первый 22 и второй 26 входы блока

6, световые индикаторы 23-25.

Принцип работы устройства следующий.

Развертывающий операционный усилитель, включающий звенья 1-3, предназначен для преобразования управляющего воздействия x(t) в сигнал у (t) с частотно-широтно-импульсной ь модуляцией.

Релейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровня

УИФУ пороги переключения +b. Выходной сигнал y (t) элемента 3 неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах *А, определяемых напряжением источника питания развертывающего операционного усилителя. При x(t) = 0 скважность импульсов y>(t) на выходе релейного элемента 3 равна 0,5, что соответствует. нулевому уровню их постоянной составляющей. Наличие сигнала x(t) на входе УИФУ. (клемма 20) приводит

920564 6 устройстве автоматического управления технологическим процессом.

Устройство импульсно-Фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее операционный усилитель, выполненный из последовательно соединенных сумматора, первый вход которого является входом устройства, интегратора и релейного элемента, выход которого соединен со вторым входом сумматора и входом фильтра, выход которого соединен со входом фаэосдвигающего устройства, блок силовых тиристоров, первый вход которого соединен с источником опорно- . го напряжейия, и первый, второй и третий индикаторы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматической диагностики состояния устройства, в него введены элемент И-НЕ, ключ, первое дифференцирующее звено и три канала преобразования информациь1 каждый иэ кото-. рых включает последовательно соединенные триггер, второе дифференцирующее звено и детектор, причем вход первого канала соединен со входом

Фильтра, выход которого через первое дифференцирующее звено соединен со входом второго канала преобразования информации, а выход Фазосдвигающего устройства соединен с первым входом ключа и входом третьего канала преобразования информации, причем выходы первого, второго и третьего каналов преобразования информации соединены соответственно со входами первого, второго и третьего световых индикаторов и входами эле,мента И-НЕ, выход которого соединен ,. со вторым входом ключа, выход кото рого соединен со вторым входом блока силовых тиристоров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Березниковский С.Ф. Рвтоматическое регулирование и управление электрическими машинами. Л., Судостроение, 1964, с. 308.

2. Гарное В.К. и др. Унифицированные системы автоуправляющие электроприводом в металлургии. M., "Металлургия",.1977, с. 139 ° 5 фильтра 4 служит дифференцирующее звено 7 и второй канал обработки информации, включающий триггер 9, дифференцирующее звено 12 и детектор 15. С помощью дифференцирующего s . Формула изобретения звена 7 пульсации выходного сигнала у4(t) фильтра 4 (фиг.2 ) преобразуются в импульсы y>(t) (фиг.22), повторяющие форму сигнала y>(t) (фиг. 2с1) . 10

Принцип работы звеньев 9, 12 и 15 канала 11 аналогичен принципу действия канала I, состоящего из элементов 8, 1I и 14; Третий канал.обработки информации, включающий триг- 15 гер 10, дифференцирующее звено 13 и детектор 16 предназначен для диагностики неисправности фазосдвигающего устройства 5. С помощью триггера10 формируется напряжение у (t) zo (Фиг.2щ) со средним нулевым значени..ем, которое через дифференцирующее звено 13 подается на вход детектора

16 и выпрямляется (фиг.21 ).

Таким образом, при работоспособности отдельных трактов преобразования СИФУ на соответствующие входы звена 17 подаются сигналы у1ц(й)у,0(й) логической "1" (фиг.2u,к), что обеспечивает нулевой уровень 30 сигнала у1 (t) на управляющем входе

19 ключа 18. В этом случае импульсы

y> (t) с выхода блока 5 поступают

-на информационный вход 26 и воздействуют на управляющие электроды тиристоров блока 6.

Индикация работоспособности каскадов СИФУ осуществляется.с помощью элементов световой индикации — индикаторов 23-25, включенных на . 10выхода соответствующих детекторов

14-16.

При неработоспособности трактов преобразования УИФУ, например фильт- ра 4, пульсации на его выходе отсут" ствуют и сигнал у (t) = О. В резуль" тате сигнал у (t} на выходе триггера 9 принимает фиксированное значение, что влечет за собой уменьшение сигнала y (t) до нуля. Это вызывает появление на выходе элемента 17 сигнала логической "1", под воздействием которого ключ 18 размыкается, и тиристоры блока 6 закрываются.

Таким образом исключается воэможность срабатывания силовой защитной аппаратуры и обеспечивается автоматическая диагностика в предлагаемом