Одноканальное устройство для управления выпрямителем

 

Союз Советсиик

Социапистичесиик

Респубпин

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и>983976 (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (51)M. Кл.

Н 02 Р 13/24 (22) Заявлено 11. 06.81 (21) 3299782/24-07 с присоединением заявки рй

3ФвударствккиМ кенктет

COCP ае девки иеееретеки11 и аткрыткЯ (23) П риоритет

Опубликовано 23. 12. 82. Бюллетень М 47

Дата опубликования описания 03 . 01 . 83 (53) УДК 621.316. .727(088.8) (72) Автор: изобретения

E.Н, Шолков с

l !

1 (71) Заявитель (g4) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВЫПРЯМИТЕЛЕМ

Изобретение относится к электро- технике, а именно к преобразователям электрической энергии, и может быть .использовано при построении систем управления вентильными преобразователями.

Известны одноканальные устройства для управления выпрямителями, содержащие формирователи фазирующих и синхронизирующих импульсов и распределитель импульсов Г1 3 - (ч 3.

Общим недостатком этих устройств является отсутствие оперативного контроля режима фазирования во всем тракте. обработки управляющих последовательностей и невозможность устранения влияния помех случайного характе" ра на элементы тракта, Наиболее близким по технической сущности является одноканальное уст- 2о ройство для управления выпрямителем, содержащее блок управляемой задержки с фвзирующим и синхронизирующим выходами и входом для подключения

2 сигнала управления, блок выделения огибающей выходного напряжения выпрямителя, выход которого подключен к соответствующим входам блока подавления ложных синхроимпульсов и блока регенерации подавленных синхроимпульсов, каждый из которых имеет фазирующий, синхронизирующий, блокиру" ющий входы и входы для подключения сигнала управления и сигнала с указанного блока выделения огибающей, а также фазирующий и синхронизирующий выходы, распределитель импульсов, входы которого подключены к фазирующему и синхронизирующему выходам блока регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий и синхронизирующий входы которого подключены к одноименным входам блока подавления ложных синхроимпульсов (5 3.. Недостатком известного устройства является помехозащищенность в динами" чески напряженных режимах управления, а также оно не защищает отдельные уз98397 лы схемы от непосредственного воздействия помех на отдельные элементы схемы, а устраняет суммарную реакцию выпрямителя на нарушения в устройстве управления, Цель изобретения - повышение помехоустойчивости одноканального устройства для управления выпрямителем B динамически напряженных режимах на основе сравнительного анализа динами- 10 ческих составлякицих сигнала управления и огибающей выходного напряжения выпрямителя„

Поставленная цель достигается тем, что одноканальное устройство для управления выпрямителем, содержащее блок управляемой задержки с фазирующим и синхронизирующим выходами и входом для подключения сигнала управления, блок выделения огибающей выходного напряжения выпрямителя, выход которого чодключен к соответст- . вующим входам блока подавления ложных синярои; пульсов и блока регенерации подавленных синхроимпульсов, каждый из которых имеет фазирующий, синхронизирукиций, блокирующий входы и входы для подключения сигнала управления и сигнала с блока выделения огибающей, а также фазирующий и синхронизирующий выходы, распределитель импульсов, входы которого подключены к . фазирующему и синхронизирующему выходам блока регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий и синхронизирующий входы которого подключены к одноименным входам блока подавления .ложных синхроимпульсов, снабжено интегратором, делителем напряжения, элементами сравнения по максимуму и

40 минимуму с инвертирующими и неинвертирующими входами, формирователями интервала запрета и разрешающего интервала со входами управления и запуска, компараторами по максимуму и по минимуму, двумя элементами И и эле45 ментом ИЛИ, причем неинвертирующий вход элемента сравнения по максимуму, инвертирующий вход элемента .сравнения по минимуму и вход интегратора предназначены для подключения сигнала уп- 5

50 равления, выход интегратора подключен к инвертирующему входу элемента сравнения по максимуму и входу делителя, выход которого .подключен к неинвертирующему входу элемента сравне- ния по минимуму, выход элемента сравнения по максимуму подключен ко входу управления формирователя интерва6 4 ла запрета и ко входу компаратора по максимуму, выход элемента сравнения по минимуму подключен ко входу управления формирователя разрешающего интервала и ко входу компаратора по минимуму, выходы компараторов по мак,симуму и минимуму подключены соответ ственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подклю чен к блокирующим входам блоков подавления ложных синхроимпульсов и ре генерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий выход блока унравляемой

Ьадержки через первый вход первого

Элемента И подключен к фазирующему входу блока подавления ложных синхро импульсов, синхронизирукиций выход блока управляемой задержки — ко входу запуска формирователя интервала запрета и первому входу второго элемента И, выход которого подключен к синхронизирующему входу блока подавления ложных импульсов, выход формирователя интервала запрета подключен ко входу запуска формирователя разрешающего интервала, выход которого подключен ко второму входу первого элемента И и второму входу второго элемента И.

На фиг. 1 показана схема устройства для одноканального управления выпрямителем; на фиг. 2 а-r и 3 а-гэпюры напряжений, поясняющие работу устройства в описываемых режимах.

Устройство содержит блок 1 управляемой задержки с фазирующим и синх= ронизирующим выходами и входом сигнала управления, блок 2 выделения огибающей, блок 3 подавления ложных синхроимпульсов и блок 4 регенерации подавленных синхроимпульсов со входами блокирования, распределитель 5 импульсов, интегратор 6 с делителем 7 напряжения, элементы сравнения по максимуму 8 и по минимуму 9, компаратор !0 по максимуму, формирователь 11 интервала запрета и формирователь 12 разрешающего интервала, компаратор 13 по минимуму, элемент ИЛИ 14, первый элемент И 15 и второй элемент И 16.

Вход сигнала управления подключен к неинвертирующему входу элемента 8 сравнения по максимуму, инвертирующе.му входу элемента 9 сравнения по минимуму и входу интегратора 6. Выход интегратора 6 подключен непосредственно к инвертирующему входу элемента 8 сравнения по максимуму, а к инверти- рующему входу элемента 9 сравнения по минимуму — через делитель 7 напря5 9839 жения. Выход элемента 8 сравнения по максимуму соединен со входом компаратора l0 и входом управления формирователя 11 интервала запрета, выход которого присоединен ко входу запуска 5 формирователя 12 разрешающего интер- . вала. Выхад последнего подключен ко второму входу первого элемента И 15 и первому входу второго элемента

И 16. Выход элемента 9 сравнения по 1о минимуму соединен со входом управления формирователя 12 разрешающего интервала и входом компаратора 13 по минимуму, выход которого подсоединен ко второму входу элемента ИЛИ 14.

Выход компаратора 10 по максимуму через первый вход элемента ИЛИ 14 с его выхода подключен ко входам блокирования блока 3 подавления ложных синхроимпульсов и блока 4 регенерации подавленных синхроимпульсов. Фазирующий выход блока 1 управляемой задержки соединен с фазирующим входом блока 3 подавления ложных синхро.импульсов через второй вход второго Z5 элемента И 16 с его выхода, а синхронизирующий выход того же блока соединен со входом запуска формирователя 11 интервала запрета и через первый вход первого элемента И 15 с зо его выхода - с сйнхронизирующим входои блока 3 подавления ложных синхроимпульсов 3.

Устройство работает следующим образом.

При отсутствии воздействия помех на устройство блок 2 выделения огибающей формирует на выходе сигнал, который задает для блока 3 подавления ложных импульсов и блока 4 регене- 4О рации подавленных синхроимпульсов режим ретрансляции импульсов с выходов блока l управляемой задержки на распределитель 5 импульсов, обеспечивая требуемый режим фазирования схемы.

При работе устройства в указанном режиме элементы 6-9 выполняют операцию выделения динамических составляющих сигнала управления Ug.После интегрирования сигнал Ug поступает на инвертирующий вход элемента 8 сравнения по максимуму и через делительна неинвертирующий вход элемента 9 сравнения по минимуму. На противопо55 ложные входы элементов 8 и 9 сравнения поступает непосредственно сигнал управления. Для выделения динамических составляющих элементы 8 и 9

76 6 сра внени я,осущ ест вляя сра в не ние сигнала U с его интегрированным значением в зоне 2dUg, выполняют функцию двухуровневого компаратора. При от-. клонении сигнала управления U за зону 2лО на выходе одного из weментов сравнения; например на выходе элемента 8, в момент +„ (фиг. 2 а,á при возрастании сигнала и, появляется сигнал динамической составляющей.

Подобным образом выделяется сигнал динамической составляющей Ug противоположного знака на выходе эле", мента 9 сравнения. Ширина эоны 2dUg выбирается из условия достижения требуемой помехоустойчивости при сохранении заданного быстродействия устройства управления в целом., Полученные сигналы поступают на ком параторы 10 и l3, формирующие сигна:лы блокирования, которые после сум" мирования элементом ИЛИ 14 поступают на блокировку блоков 3 и 4. В результате в динамически напряженных режимах управления, независимо от наличия или отсутствия помех которые могут быть оценены блоком 2 выделения огибающей как нарушения фазирования, происходит блокировка блоков 3 и 4.

Это означает, что указанные блоки работают в режиме ретрансляции синхро" импульсов с блока управляемой задерж" ки, не генерируя подавляемых импульсов и не подавляя ложных импульсов."

Переходной процесс управления заканчивается в момент t>, а через ин1 . тервал и 12 = (t q - 2) снимается блокировка блоков 3 и 4.

Подобным же образом снимается блокировка и в момент t4 . Сигналы с выхода элементов 8 и 9 сравнения поступают на входы управления 1 1 и 12 формирователей. Формирователь ll интервала запрета запускается синхро" импульсами от синхронйзирующего выхода блока 1, формируя импульсы длительностью „, которые запускают спа" дом импульса формирователь 12 разре" шающего интервала,l. Формируемый на выходе сигнал, длительностью определяет разрешающий интервал, в течение которого обеспечивается про" хождение .сигналов с выходов блока 1.

В паузе между импульсами Y элемен2 ты 15 и 16 блокируют прохождение сиг- налов помех. Длительность интервала

Ь определяет помехоустойчивость устройства и его динамические свой7 9839 ства и выбирается в зависимости от требуемых параметров. В динамических режимах сигналы с элементов 8 и 9 сравнения, воздействуя на формирователи 11 и t2, изменяют длительность интервала запрета 7.„ и разрешающего интервала Т (Фиг. 3 à-r). При нарастаниии сигнала управления Ug элемент 8 сравнения по максимуму воздействует на вход управления Формиро.вателя 11 таким образом, что длительность интервала . уменьшается, а на"1 чало разрешающего интервала Т смеща- ется влево по оси ьо íà величину этого изменения. Этим обеспечивается перемещение разрешающего интервала в зону формирования очередного синхроимпульса, которая определяется изменением сигнала управления 0 .

При снижении сигнала управления

Ос элемент 9 сравнения по минймуму . воздействует на вход управления Фор, мирователя 12 таким образом, что длительность разрешающего интервала Е увеличивается, а длительность интервала запрета Т1 остается неизменной и соответствует уровню статической помехоустойчивости. Расширение разрешающего интервала Г в соответствии с изменением сигнала управления 0 обеспечивает прохождение очередного синхроимпульса с блока 1 в блок 3.

Рассмотренные процессы в устройстве протекают в условиях динамических

35 режимов управления при отсутствии помех. При появлении помех, воздействующих на блок 1 управляемой задержки и распределитель 5 импульсов, работа блока 2 выделения огибающей не отли40 чается от работы известного устройства управления. Воздействуя на блоки 3 и 4 подавления и регенерации, сигнал блока 2 устраняет реакцию вентильного. преобразователя на помеху. В отличие от известного устройства, предлагаемое решение позволяет уменьшить длительность вероятного поражения помехой с величины, равной длительности интервала дискретности, до длитель50 ности разрешающего интервала . Это позволяет повысить стабильность выходных параметров управляемых выпрямителей в частности, регулировочных характеристик ), улучшить качество пре55 образованной энергии и снизить влияние выпрямителей на питающую сеть.

Это достигается снижением уровня неканонических гармоник в составе выпрямляемого напряжения в результате повышения стабильности фазирования, в условиях помех.

Предлагаемое устройство мржет быть применено в выпрямителях в составе корабельных грузоподъемных механизмов, питаемых от бортовых сетей соизмеримой мощности. В этом .случае мощность автономной питающей сети не является ограничением для совместной работы двух и более выпрямителей в несогласованных режимах управления с высоким уровнем динамических составляющих. Допустимое соотношение мощностей питающей сети и выпрямителя может быть снижено до 10...12 вместо применяемого сейчас в ряде случаев до

250-320.

Формула изобретения

Одноканальное устройство для упавления выпрямителем, содержащее элок управляемой задержки с Фазирующим и синхронизирующим выходами и входом для подключения сигнала управления, блок выделения огибающей выходного напряжения выпрямителя„ выход которого подключен к соответствующим входам блока подавления ложных синхроимпульсов и блока регенерации подавленных синхроимпульсов, каждый из которых имеет фазирующий, синхронизирующий, блокирующий входы и входы для подключения сигнала управления и сигнала с блока выделения огибающей, а также фазирующий и синхронизирующий выходы, распределитель импульсов, входы которого подключены к фазирующему и синхронизирующему выходам блока регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий и синхронизирующий -входы которого подключены к одноименным выходам блока подавления ложных синхроимпульсов, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, оно снабжено интегратором, делителем напряжения, элементами сравнения по максимуму и минимуму с инвертирующими и неинвертирующими входами, формирова-. телями интервала запрета и разрешающего интервала с входами управления и запуска, компараторами по максимуму и по минимуму, двумя элементами И и элементом ИЛИ, причем неинвертирующий рход элемента сравнения по максимуму, Инвертирующий вход элемента сравнеr

9 - -.9839 ния по минимуму и вход интегратора предназначены для подключения сигйала управления, выход интегратора подключен к инвертирующему входу элемента сравнения по максимуму и входу делителя, выход которого подключен к неинвертирующему входу элемента сравнения по минимуму, выход элемента сравнения по максимуму подключен к входу управления формирователя ин- 0 тервала запрета и к входу компаратора по максимуму, выход влемента сравнения: по минимуму подключен к входу управления формирователя разрешающего интервала и к входу компаратора по >s минимуму, выходы компараторов по максимуму и минимуму подключены соответ- ственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к блокирующим входам блоков подавго ления ложных синхроимпульсов и регенерации подавленных синхроимпульсов, фазирующий выход блока управляемой задержки через первый вход первого элемента И подключен к фазирующему входу25 блока подавления ложных синхроимпульсов, синхронизирующий выход блока управляемой задержки подключен к вхо76 10 ду запуска формирователя интервала запрета и первому входу второго weмента И, выход которого подключен к синхронизирующему входу блока подавления ложных импульсов, выход формирователя .,запрета подключен к входу запуска формирователя разрешающего интервала, выход которого подключен к второму входу первого элемента И.: и второму входу второго элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 30ч666, кл. H 02 Р 1/08, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

N 312364, кл. H 02 P 13/16, 1971. .3. Авторское свидетельство СССР

И 332555, кл. H 02 P 5/02, 1971.

4; Дудченко И., Иагазинник Г.

Система импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями с высокой степенью симметрии импульсов". - Сб.."Электротехническая промышленность", 1968, вып. 300, с. 10-11.

5. Авторское свидетельство СССР

Ц 600688, кл. H 02 P 13/16, 1978.

983976

Er 6

Составитель Г. Ефимова

Редактор Н. Егорова Техред Е.Харитончик Корректор, „. Вькма

Заказ 9952/72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОД Москва Ж-Д .Разовская наб. д. 4Д филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, ч