Устройство для фазового управления вентильным преобразователем

 

(72) Авторы изобретения

М. Д. Горбатенков и А. Г. Грабовецкйй г

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЬНЫН ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь= зовано для управления силовыми статическими вент ильичи преобразователями.

Известно устройство для управления вентильными преобразователями, состоящее иэ идентичных каналов по числу вентилей преобразователя. Каждый канал содержит фильтр, фазосдвигающий блок и усилитель - формирователь им пульсов управления (>). . Недостатком известного устройства является нелинейность регулировочной характеристики преобразователя в ре" жиме прерывистых токов, низкая точность, обусловленная фильтрацией опорных напряжений, и асимметрия е . пульсов управления по каналам. ю

Наиболее близким по технкческой сущности и достигаемому эффекту к . предлагаемому является устройство для фазового управления вентильным

2 преобразователем, содержащее датчик выходного напряжения преобразователя, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход которого че" рез первый вход компаратора соединен со входом распределителя импульсов, первые выходы которого через элемент

ИГИ соединены с входом сброса интегратора, и источник управляющего напряжения 2 $

Недостатком известного устройства является его малое быстродействие, :обусловленное наличием в прямом тракте управления интегрирующего звена.

Цель изобретения - повышение быстродействия nðè сохранении линейности регулировочной характеристики по напряжению независимо от характера нагсузки и режима работы преобразователя»

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиками

1 анодных- напряжений вентилей, число которых равно числу вентилей, двумя

3 92675 коммутаторами и блоком ограничения углов управления, причем выходы датчиков анодных напряжений вентилей соединены со входами коммутаторов, выходы которых через блок ограничения углов управления соединены со вторым и третьим входами компаратора, .упомянутые выходы соединено с четвертым и пятым входами компаратора, шестой вход которого подключен к выходу ис- 10 точника управляющего напряжения, выход второго коммутатора соединен со вторым входом интегратора, а вторые выходы распределителя соединены с управляющими входами коммутаторов. i5 компаратора 9 через блок 6. Выходные сигналы блока 6 S и S равны нуло, если /U pl = lUo/, и не равны нулю, ecole /1 пи(1 (11по/. Причем, если Upp<0

v U> 0 при1 1пр/7 ) Ц„о/, то S сО;

+ по

S = О, а если Uqp 7 О при любом знаКе Upp и / "лр/> "по/ то S = О;

$7 О ° С помощью сигналов S и S осуществляется ограничение углов управления вентилей благодаря тому, что амплитуды сигналов $+ и S выбираются такими, что при максимальной величине сигнала управления углы управления . о вентилей лежат в пределах О с(й180

При работе преобразователя в выпрямительном режиме S 4 00, S = О. Если преобразователь работает в инверторном режиме, то $ = О, $ ФО.

Напряжение управления с выхода ис" точника 10 также поступает на один из входов компаратора 9. Компаратор изменяет свое состояние в момент равенства суммы всех входных сигналов нулю.

Сигнал с выхода компаратора 9 поступает на вход распределителя 11. Импульсы управления формируются распределителем 11 по переднему фронту сигнала компаратора 9 и распределяются им по вентилям в соответствии с очередностью их работы. Кроме того, распределитель 11 формирует последовательности сигналов управления ключами коммутаторов 4 и 5, причем равенство какого-либо из них нулю соответствует разомкнутому состоянию соответствующего ключа коммутатора.

В момент формирования очередного импульса управления происходит сброс выходного напряжения интегратора.

После формирования вчпульса управления и выполнения всех вышеуказанных переклачений в схеме компаратор 9 возвращается в исходное состояние и начинает формироваться опорное напряжение для следующего вентиля.

При работе преобразователя в инверторном режиме устройство управления работает аналогично.

Устройство реализует регулировочную ха рак терист ику, котора я предс та вНа чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит датчики 1 - 3 анодных напряжений вентилей, два ком.мутатора 4 и 5 аналоговых сигналов, блок 6 ограничения углов управления вентилями, интегратор 7, датчик 8 выходного напряжения преобразователя, компаратор 9, источник 10 управляюще- >> го напряжения, распределитель 11 иипульсов, элемент ИЛИ 12. Коммутаторы

4 и 5 состоят из нескольких аналоговых ключей. Входы управления ключами первого и второго коммутаторов 4 и 5 соединены с соответствующими управляющими выходами распределителя. Причем ключ коммутатора 4, коммутирующий сигнал датчика 1 анодного напряжения включаемого вентиля, и ключ коммутатора 5, коммутирующий сигнал датчика

3 анодного напряжения выключенного вентиля,. управляются одним сигналом распределителя 11 импульсов. устройство работает следующим об4О разом.

На входы коммутаторов 4 и 5 аналоговых сигналов с выходов датчиков

1-3 поступают сигналы, пропорциональные анодным напряжениям вентилей. К выходам коммутаторов 4 подклочается

45 выход датчика анодного напряжения вен" тиля, который должен .включиться очередньи импульсом управления. Соот ветственно, сигнал на выходе коммутатора 5 пропорционален напряжению, которое действует в анодной цепи вентиля, который был включен последним импульсом управления.

Сигналы с выходов коммутаторов 4 и 5 U u U поступают на соответст- >5 Р вующие входы компаратора 9. Сигнал с выхода датчика 8, пропорциональный мгновенному значению выпрямленного напряжения, и сигнал с выхода коммутатора 5 поступают на входы интегратора 7, выходное напряжение которого также поступает на соответствующийвход компаратора 9.

Кроме того, сигналы с выходов коммутаторов 4 и 5 поступают на входы

5 92675 ляет собой прямую линию, проходящую через начало координат, тангенс угла наклона которой к оси абсцисс равен коэффициенту усиления преобразователя по напряжению.

Изломы характеристики в верхней и нижней частях связаны с невозможностью получения большого выходного напряжения преобразователя при конкретной величине амплитуды напряжения 16 питания °

Ввиду отсутствия контура обратной связи и интегрального регулятора в прямом тракте устройства оно позволяет реализовать такое же быстродейст- М вие преобразователя, как при синхронном способе управления, что существенно выше быстродействия асинхронных устройств при сохранении линейности регулировочной характеристики. 20 формула изобретения

Устройство для фазового управле- 2S ния вентильныч преобразователем, содержащее датчик выходного напряжения преобразователя, выход которого соединен с первым входом интегратора, выход которого через первый вход компа- зв ратора соединен с входом распределит

3 d теля импульсов, первые выходы которого через элемент. ИЛИ соединены с вхо" дом сброса интегратора, источник управляющего напряжения, о т л и " ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено датчиками анодных напряжений вентилей, число которых равно числу вентилей, двумя коммутаторами -и блоком ограничения углов управлейия, причем выходы датчиков анодных напряженйй вентилей соединены с входами коммутаторов, выходы которых через блок ограничения углов управления соединены с вторым и третьим входами компаратора и с четвертым и пятым входами компаратора непосредственно, шестой вход компаратора подключен к выходу источника управляющего напряжения, выход второго коммутатора соединен с вторьи входом интегратора, а вторые выходы распределителя соединены с управляющими входами коммутаторов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Писарев А. Л., Деткин Л. О.

Управление тиристорными преобразователями. М., "Энергия", 1975, с. 23, 2. Писарев А, Л., Деткин Л. П.

Управление тиристорньии преобразователями. И., "Энергия", 1975, с. 100.