Устройство для управления многофазным выпрямителем
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советскнх
Социалистических
Республмк
< >95551О (61) Дополнительное к авт, свид-ву— (22) Заявлено 160181 (21) 3238366/24-07
151) М Кл з
Н 02 Р 13/24 с присоединением заявки ¹â€”
Государственный комитет
СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет— (53) УДК 621. 314..27(088.8) Опубликовано 300882. Бюллетень ¹ 32
Дата опубликования описания 300882
В.М. Жуйков, В.Ф. Лучкин и В.В. Сидоро
1! Ч
$ Новосибирский электротехнический инсти ут (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении систем импульсно-фазового управления многофазными выпрямителями и зависимыми инверторами как при постоянной, так и при переменной частоте сети переменного тока. Известно устройство управления многофазным выпрямителем, содержащее блок синхронизации, соединенный через фазосдвигающий блок с распределителем $1J . Однако известное устройство обладает низкой помехоустойчивостью и надежностью. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления многофазным выпрямителем, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения фазных напряжений сети, первая группа выходов соединена с входами каналов фазосдвигающего блока, число которых равно числу фаз, каждый канал фазосдвигаюшего блока содержит генератор опорного напряжения, вход которого является вхрдом фазосдвигающего блока, выход соединен через первый вход элемента сравнения с выходом канала фазосдвигающего блока, вторые входы элементов сравнения в каждом канале фазосдвигающего блока соединены с выходом источника управляющего напряжения, вторая группа выходов блока синхронизации и выходы фаэосдвигающего блока соединены с входами распределителя, выходы которого предназначены для подключения к выпрямителю. Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает надежной работы вр всем диапазоне регулирования при произвольном характере нагрузки, в режиме разрывных токов возможно выключение выпрямителя, что вызывает необходимость повторного пуска. Цель изобретения — повышение надежности работы устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления многофазным.выпрямителем снабжено тремя инверторами, синхронизирую25 À блок содержит три формирователя импульсов с прямыми и инверсными выходами, шесть элементов И-HE u девять элементов И, распределитель содержит шесть элементов И-ИЛИ, вхо30 ды и выходы которых являются входа955510 ми и выходами распределителя, причем н блоке синхронизации входы формирователей импульсов являются входами блока синхронизации, прямые и инверсные выходы первого, второго и треть его формирователей импульсов сое- 5 динены соответственно с первыми входами первого и шестого элементов И-НЕ и первого элемента И, первыми входами нторого и пятого элементов И-НЕ и четвертого элемента И, вторым входом 10 первого элемента И-HE и первыми нхо- . дами третьих элементов И-НЕ и И, вторым входом второго элемента И-НЕ и первыми входами четвертого элемента И-HE и шестого элемента И, вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ и первым входом пятого зле лента И, вторыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ и первым входом второго элемента И, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И-НЕ соединены соответственно через седьмой, восьмой и девятый элементы И с первой группой выходов блока синхронизации и с вторыми входами первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов И, выходы которых являются второй группой выходов блока синхронизации, каждый из которых подключен соответ- 30 стненно к входам первого и пятого, второго и шестого, третьего и первого, четвертого и второго, пятого и третьего, шестого и четвертого элементов И-ИЛИ в фазосдвигающем блоке, выход первого канала блока соединен с входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ и через первый иннертор с входами второго и пятого элементов И-ИЛИ, выход второго канала соеди- 40 нен с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ и через второй инвертор с входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ, выход третьего канала соединен с входами второго и пятого 45 элементон И-ИЛИ и через третий инвертор — с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ. На фиг. 1 изображена. блок-схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу и процесс формирования управляющего импульса для одного тиристсра выпрямителя. Устройство содержит блок 1 синхронизации, фазосдвигающий блок, состоя- 55 щий из трех каналов 2-4, инверторы 5-7, распределитель 8, состоящий из шести элементов И-ИЛИ. Блок 1 содер-. жит формирователи 9 импульсов, соответствующих положительной и отрица- 60 тельной полунолнам линейных напряжений сети, шесть элементов И-HE 10, соединенных с тремя элементами И 11, и шесть элементов И. 12, а каналы 2-4 фазосднигающего блока содержат генераторы 13-15 опорного напряжения двойной частоты с длительностью изменения выходного напряжения в 120 град и элементы 16-18 сравнения. Устройство работает следующим образом. Напряжения трех фаз А, В и С (фиг. 2а), синхронизированные с питающей выпрямитель сетью, подаются на вход блока 1 и формирователями 9 преобразуются н,шесть последовательностей прямоугольных импульсов, соответствующих положительным и отрицательным полунолнам линейных напряжений (фиг. 2б-д), Полученные импульсы попарно подаются на входы элементов И-НЕ 10 и преобразуются ими в шесть последовательностей импульсов длительностью в 300 эл. град, (две из них показаны на фиг. 2е,ж). Выходы элементов И-НЕ 10 попарно соединены с входами элементов И 11, на выходах которых формируются три последовательности 120-градусных задающих импульсов удвоенной частоты, сдвинутых .друг относительно друга на 60 эл. град (фиг. 2з). Очевидно. что при симметричной трехфазной сети полученные последовательности задающих импульсов также будут симметричными. Последовательности задающих импульбон подаются на входы генераторов 13-15 опорного напряжения каналов 2-4 и на входы двух элементов И 12, на другие входы которых поступают прямоугольные и>лпульсы, соответствующие голупериодам одного из линейных напряжений сети. При этом на их выходах формируются шесть последонательностей 120-градусных селекторных импульсов с частотой сети, определяющих возможные зоны положения передних фронтов управляющих импульсов для каждого вентиля при изменении углон управления от 0 до 120 (селекторные импульсы для первого и для третьего вентилей приведены на фиг. 2и, к). Определение моментов фомирования управляющих импульсов проводится и фазосдвигающем блоке. Генераторы 13-15 синхронизируются задающими импульсами и вырабатывают пилообразные напряжения длительностью 120 эл. град, .следующие с двойной частотой сети. В интервалах, когда управляющее напряжение превышает уровень опорного, на выходах элементов 16-18 сраннения формируются импульсы (фиг. 2н,о), положение передних фронтов которых соответствует моментам начала формирования управляющих импульсов для двух нентилей выпрямителя, йодключенных к одной фазе питающей сети. Каждый из полученных импульсов подается на входы двух элементов 11-?1ЛИ распре955510 делителя 8, обеспечивающих формирование импульсов управления для соответствующих вентилей, и на вход одного из инверторов 5-7, с выхода которых поступает на входы других элементов И-ИЛИ, формирующих импульсы управления для следующих по порядку вентилей. Изменение управляющего напряжения приводит к изменению длительности выходных импульсов элементов 16-18 сравнения и инвврторов 10 5-7 за счет изменения положения переднего фронта у первых и заднего — у вторых. При этом положение нерегулируемых фронтов;. совпадает с моментами окончания рабочего хода опор- 15 ного напряжения. Распределение импульсов управления и формирование их по длительности, определяемой интервалами проводимости вентилей, осуществляется распре-2О делителем 8. На выходах элементов И-ИЛИ формируются широкие импульсы управления (фиг. 2р), которые начинаются в .момент равенства управляющего и опорного напряжений в соответствующем канале и заканчиваются в момент подачи управляющего импульса на следующий вентиль той же группы. Причем надежное формирование управляющих импульсов обеспечивается при любых значениях управляющего напряжения, которое может превышать амплитуду опорного, становиться меньше его минимального уровня или равным нулю. В первом случае на выходах каналов 2-4 появляется постоянное напряжение, соответствующее логической 1, а на выходах инверторов 5-7 логическому О, и положение импульсов управления определяется селекторными 4Q импульсами (угол управления равен; нулю). В двух других случаях выходные сигналы каналов 2-4 и инверторов 5-7 изменяются на противоположные, и выходные импульсы элементов И-ИЛИ 45 соответствуют углу управления в 120 эл. град. Устройство отличается повышенной помехоустойчивостью, поскольку процесс формирования управляющих импульсов обеспечивается выполнением логических операций типа И, И-НЕ, ИЛИ. Оно может устойчиво работать при изменении частоты питающей выпрямитель сети, поскольку интервалы обратного хода опорного напряжения в шестую часть. периода могут использоваться для проведения необходимых измерений и автоматической перестройки генераторов опорных напряжений. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает работу силовой схемы во всех возможных режимах выпрямления за счет формирования управляющих импульсов длительностью 120 эл. град. при любых значениях управляю- 45 щего напряжения, которое может превышать амплитуду опорного, становиться меньше его максимального уровня или быть равным нулю, кроме того, за счет формирования управляющих импульсов с помощью комбинационных логических элементов улучшается помехоустойчивость. формула изобретения Устройство для управления многофазным выпрямителем, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения фазных напряжений сети, первая группа выходов соединена с входами каналов фазосд- . вигающего блока, число которых равно числу фаз, каждый канал фазосдвигающего блока содержит генератор опорного напряжения, вход которого является входом фазосдвигающего блока, выход соединен через первый вход элемента сравнения с выходом канала фазосдвигающего блока, вторые входы элементов сравнения в каждом канале фазосдвигающего блока соединены с выходом источника управляющего напряжения, вторая группа выходов блока синхронизации и выходы фазосдвигающего блока соединены с входами распределителя, выходы которого предназначены для подключения к выпрямителю, о т-л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено тремя инверторами, синхронизирующий блок содержит три формирователя импульсов с прямыми и инверсными. выходами, шесть элементов И-НЕ и девять элементов И, распределитель содержит шесть элементов И-ИЛИ, входы и выходы которых являются входами и выходами распределителя, причем в блоке синхронизации входы формирователей импульсов являются входами блока синхронизации, прямые и инверсные выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и шестого элементов И-НЕ и первого элемента И, первыми входами второго и пятого элементов И-НЕ и четвертого элемента И, вторым входом первого элемента И-HE и первыми входами третьих элементов И-НЕ и И, вторым входом второго элемента И-НЕ и первыми входами четвертого элемента И-HE и шестого элемента И, вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ и первым входом пятого элемента И, вторыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ и первым входом второго элемента И, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И-HE соединены соответственно через седьмой, восьмой и девятый элементы И с первой группой выходов блока синхрони955510 зации и с вторыми входами первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов И, выходы которых являются второй группой выходов блока синхронизации, каждый из которых подключен соответственно к входам первого и пятого, второго и шестого, третьего и первого, четвертого и второго, пятого и третьего, шестого и четвертого элементов И-ИЛИ в фазосдвигающем блоке, выход первого канала блока соединен с входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ и через первый инвертор — с входами второго и пятого элементов И-ИЛИ, выход второго канала соединен с входами третьего и шестого элемен1 тов И-ИЛИ и через второй инвертор с входами первого и четвертого элементов И-HJfH, выход третьего канала соединен с входами второго и пятого 5 элементов И-ИЛИ и через третий инвертор — с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ. Источники информации, принятые Но внимание при экспертизе 1. Деткин Л.П. Системы управления тиристорными и ионными электроприводами. M., "Информэлектро", 1971, с. 56. 2. Полупроводниковые выпрямители. 15 Под ред. Ф.И. Ковалева и Г.П. Мостковой. M. "Энергия", 1978, с. 188. 955510 фиг.2 Составитель В. Миронов Редактор A. Orap Техред М.Рейвес Корректор А. Ференц Заказ 6472/76 Тираж 721 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, %-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
