Устройство для раздельного управления многофазным вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью Советский патент 1983 года по МПК H02P13/30 

Изобретение относится к электротехнике и можрт быть использовано в силовой преобразовательной технике для.многофазных преобразователей частоты с непосредственной связью (ПЧНС) , в том числе в источниках пониженной частоты для руднот.ермических печей.

Известно устройство раздельного управления многофазным реверсивным вентильным преобразователем, состоящее из последовательно соединенных формирователя опорных синхроимпульсов, фазосдвигакниего устройства по схеме преобразователя частота-фаза, канальных схем И, общего для всех фаз генератора импульсов , управляемого входным напряжением и состоящего из последовательно соединенных источников опорного напряжения противоположной полярности, управляемого ключа, генератора пилообразного напряжения, нуль-органа, логических схем И, ИЛИ, НЕ, блока раздельного-управления, на входы.которого подаются сигналы управления и датчика состояния вентилей, а выxons соединены со входами управляемого ключа и канальных схем И Cl.

Однако данное устройство пригодно только для однофазного преобразовате ля частоты, где раздельное управлени осуществляется между группами Впере и Назад по сигналу задания при 180 проводимости вентильных, групп.

Кроме того громоздка его система раздельного управления для многофазного преобразователя частоты из-за необходимости использоваиия однотипных блоков раздельного управления со своими выдержками времени по числу фаз. Наблюдается ухудшение формы выходного напряжения и качества питающей сети из-за неодинаковости пофазных вьЕдержек времени для восстановления запирающих свойств тиристоров , особенно в диапазоне телтера тур для многофазных преобразователей частоты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для раздельного управления многофазными вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащее фазосдвигакаций блок, последовательно включенные задающий генератор, счетчик-разпределитель, блок формирования выходных импульсов, первые входы которого подключены к соответствующим выходам фазосдвигающего блока, блок раздельного управления t23.

Недостатками этого устройства являются громоздкость и ненадежность раздельного управления с 120° проводимостью тока в фазе при 180 провопимости тока в трехфазной нагрузке,

собранной по схеме звезда без нулевого провода, из-за необходимости использования большого числа однотипных блоков раздельного управления, обеспечивающих бестоковую паузу межд фазами при соединении групп вентилей преобразователя по схеме треугольник. Наблюдается ухудшение формы

.выходного напряжения, энергетических показателей, увеличение искажений питающей сети из-за разности выдержек времени в многочисленных блоках раздельного управления в диапазоне температур . Сложным является оперативное переключение времени бестоковой паузы и обеспечение ее регулирования в широких пределах при большом числе блоков раздельного управления, .что необходимо по технологическим сообра жениям в случае применения данного устройства в источнике пониженной частоты для рудотермических печей.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для раздельного управления многофазным вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью снабжено последовательно включенными блоком задержки и формирювателем длительности импульсов, а блок раздельного управления выполнен на D-триггерах по числу каналов раздельного управления, первых и вторых элементах И, выходы D-триггеров блока раздельного управления подключены к соответствующим ,. иторьам входам блока формирования выходных импульсов, D-входы каждого . из D-триггеров служат для подключени датчика состояния вентилей. С-вкоды каждого из D-триггеров через -первый вход первого элемента И подключены к соответствующим выходам счетчикараспределителя, а через второй вход первого элемента И - к выходу формирователя длительности импульсов, R-входы каждого из D-триггеров через первый вход, второго элемента И - к соответствующим выходам счетчика-распределителя, а через второй выходу задающего генератора и 13ХОДУ блока задер.5ски, а третьи входы блока формирования выходных импульсо подключены к соответствующим выходам

.счетчика-распределителя.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для трехфазного преобразо ателя при соединении групп вентилей фаз преобразователя, по схеме треугольника) на -фиг. 2 - временные диаграммы, ллюстрируюйше принцип работы данного устройства.

Устройство содержит фазосдвигаю.оий блок 1, последовательно соединенные задсоощий генератор 2, счетчик-распределитель 3, блок 4 формирования импульсов управления тиристорами, к второй группе выходов которого подключены выходы фазосдвигающего блока 1, блок 5 раздельного управления, к одному из входов ко торого подсоединены последовательно соединенные относительно выхода дающего генератора 2 блок 6 задержк:й формирователь 7 длительности импульсов, а к другому входу - выход задающего генератора 2 непосредственно Блок 5 раздельног.о управления содержит .шесть триггеров 8г-13, прякые .выходы которых РУ1-РУ6 подсоединены к третьей группе входов блока 4 формироваиия импульсов, на входы подают ся сигналы соответствующих выходящих из работы фаз для данного канала раздельного управления, к С-входа через двухвходовые схемы И под соединены выход формирователя длительности импульсов 7 и выходы счетчика 3/ соответствующие началам фазных зон проводимости, к R-входам через двухвходовые схеки И 20-25 подсоединен выход задающего генератора 2 - выход счетчика 3, соответствующие окончаниям фазных токов. На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства, где 2а - узкие импульсы выхода задающего генератора 2 с соответствукнаими распределительными зонами 60 длител ности, получаемые на выходе счетчика 3.1-3.6, 25- расширенные по длитель ности (с задержанным задним фронтом. относительно исходных узких импульсов задающего генератора ) выходные импульсы блока задержки, 2В- сформированные по длительности и задержанные относительно исходных выходные импульсы формирователя 7 длитель ности импульсов;2г-2е - диаграммы фазных токов 120 проводимости (для упрощения - без пульсаций )вентильных групп с обозначенными временньв ш задержками, которые должны обеспечить устройства раздельного управления канальные ) между выходящими из работы и входящими в работу фазами (к примеру РУ1 - между фазами +А и +В и т.д.) при соединении фаз ПЧНС в треугольник/ 2и - ток провойимости одной из фаз нагрузки, например фазы А. Устройство работает следующим образом. Рассматривается случай 180 проводимости тока в нагруз ке при 120 проводимости фазных токов при соединении фазных вентильных групп по схеме треугольник с нагрузкой, собранной по схеме звезда без нулевог провода, что имеет место при применении устройства в составе преобразователя для источника пониженной частоты к рудотермическим печам. Ток в нагрузке (э-лектродах) имеет ступеичатую форму (фиг. 2и ). При данной структуре системы управления вь1ходную частоту ПЧНС определяет задающий генератор 2 со счетчиком 3, формирую щие распределенные во времени импульсы 60°, проводимости, а выходное напряжение определяется нереверсивным фазосдвигающим блоком 1 с меняющимся во времени в зависимости от управляKUiero «апряженияЦ пр ° ° ® ® импульсов. Импульсы фазосдвигающего блока 1 И счетчика 3, логически сложенные в блок 4 формирования импульсов, опре-; деляют момент отпирания тиристоров. При соединении вентильных групп, в треугольник между соседними фаза- ми tA - ч-В, -l-B - +С, ч-С , -А - -В, , возникает опасность работы группы на группу из-за затягивания тока в выходящей из работы фазы по причине индуктивного характеранагрузки и конечного времени восстановления запиранноих свойств тиристоров. Поэтому- между указанными парами фаз необходимо включать блоки раздельного управления с заведением сигналов датчиков состояний вентилей с выходящей из работы группы, которые задерживали бы включение последую1цих групп вентилей (фиг. 2г-2е J. В данном устройстве разрешающую зону формирования импульсов управления и образует блок 4 формирования импульсов блока 5 раздельного управления. Происходит это следующим образом. В исходном состоянии все D-триггеры обращены в нуль узкими импульсами задавицего генератора через схемы И 20-25, на вторые входа которых заводятся 60° импульсы окончания такой фазы. Узкие импульсы задающего генератора 2 шестикратнойвыходной частоты в блоке 6 задержки, задерживаются Hat определенное время, общее для всех шести выходов раздельного управления, что видно по их расширенной длительности (фиг. 26 ). По заднему фронту расширенных импульсов задающего генератора 2 формируются импульсы определенной, заранее установленной согласно максимальному времени восстановления запирающих свойств данных тиристоров, длительности в формирователе 7 длительности импульсов, которые заводятся в распределительные ЗОШ: счетчика 3, COOT-ветствукнцие началам соответствующих фазных проводимостей. Но триггеры D 8-13 (тригге и задержки ) изменяют свой выходной сигнал (устанавливаются в 1 не сразу после изменения входного сигнала D (сигналы с соответствующих датчиков состояния вентилей, свидетельствующие об отсутствии тока в выходящей из работы группы ), а только с приходом соответству клцих сформированных по длительности импульсов на вход С (фиг. 2в / по их заднему фронту. Если разрешающего сигнала на вход Ь не поступит (отсутствие тока ),, триггер с приходом импульса на вход С не переключится. Сброс триггеров типа D 8-13 (окончание разрешающих зон включения тири сторов J-происходит по заднему фронту ; 1пульсов со схем И 20-25 по выходам R. Улучшение формы выходного напряжения, уменьшение искажений питающей сети, повышение энергетических показателей установки, а именно коэффициента мощности, возможность оперативного регулирования бестоковой паузы во всех каналах одновременно и в широких пределах достигается за счет одноканального формирования бестоковой паузы в системе раздельного управления что обеспечивает одинаковую величину ее и постояннство в диапазоне температур при симметричной форме выходного напряжения и минимальных гармонических составляющих в, питающей сети посредством структурного изменения в построении уст- ройства управления. Такое изменение позволяет максимально использовать возможности интегральных микросхем и уменьшает их количество по сравнению с базовым.

titztjmt.s

ififi/lf fl/

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНШ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗШ, содержащее фазосдвигающий блок, последовательно включенные задакедий генератор, счетчикраспределитель, блок фОЕ шрования выходных импульсов, первые входы которого подключены к соответств1(вдим выходам фазосдвигаквдёго блока, блок раздельного управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно снабжено последовательно включенными блоком задержки и формирователем длительности импульсов, а блок раздельного управления выполнен на D-триггерах по числу каналов раздельного управления, первых и вторых элементах И, выходы D-триггеров блока раздельного управления подключены к соответствующим вторым входам блока формирования выходных импульсов, D-входы каждого из В-.триггеров служат для подключения датчика состояния вентилей, С-входы каждого из D-триггеров через первый вход первого элемента И пoдкJшчeны к соответствующим выходам счетчикараспределителя, а через второй вход , первого элемента И - к выходу формирорателя длительности импульсов, (П R-входы каждого из D- триггеров через первый вход второго элемента И к соответствующим выходам счетчикараспределителя, а через второй вход к выходу задающего генератора и входу блока задержки, а третьи даходы блока формирования выходгшх импульсов подключены к соответствующим, : выходам счетчика-распределителя. со со 00 О)