Устройство для импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и.может быть применено в устройствах регулирования фазы упра ляющих импульсов тиристорных преобразователей., Известно устройство для импульсно-фазового управления фазным тиристорным преобразователем, содержащее управляемый генератор импульсов, счетчик импульсов, элементы синхронизации, логические элеМенты 1.- Известно также устройство, реали зующее способ управления углом, отпирания вентилей, содержащее блок синхронизации, счетчики, управляемы генератор, блоки выбора полуволны питающего напряжения . Недостатками указанных устройств являются изменение величины фазовог угла выходных импульсов при изменеНИИ в широких пределах частоты пита ющей сети а также отсутствие ограничей1 я фазового угла по максимальн допустимой величине. Наиболее близким к предлагаемому ПО техн ической сущности является . устройство для импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем, содеряащее управляемый генера тор, первый двоичный счетчик, выхо которого подключен к первому входу блока совпадения, элемент И, блок синхронизации с синхронизирующим выходом и распределитель С 3 J. Недостатками этого устройства являются изменение величины фазовог угла выходных импульсов при изменении в широких пределах частоты питающей сети и отсутствие ограниче ния фазового угла по максимальной допустимой величине, что снижает надежность работы преобраэгователя. Целью изобретения является повышение стабильности фазового угл управления при переменной частоте питающей сети.Поставленная цель достигается тем, что устройство для импульснофазового управления тиристорным преобразователем, снабжено генерато ром стабильной частоты, вторым и третьим двоичными счетчиками, регис ром памяти, элементом временной задержки, элементом И-НЕ, Rs-тригге Е)ОМ, а блок синхронизации - дополни тельным высокочастотным выходом, при чём выхЪд управляемого генератоЕ а подключен к счетнрму входу первого двоичного счетчика, синхронизирующи выход блока синхронизации подключен к входам сброса первого и третьего двоичных счетчиков и R-входу RS-три гера, высокочастотный выход блока синхронизации подключен к счетному входу третьего двоичного счетчика, входу перезаписи регистра памяти и через элемент временной задержки ко входу сброса второго генератора стабильной частоты, выход второго двоичного счетчика через,регистр подключен ко второму входу блока совпадения, выход которогоподключен к первому входу элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, входыкоторого подключены к соответствующим разрядным выхЬдам третьего двоичного счетчика, выход элемента И подключен к 5-входу Й5-триггера, .инверсный и прямой выходы которого подключены соответственно ко входу запрета счета первого счетчика и ко входу распределителя импульсов управления. На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.. . Устройство содержит блок 1 совпадения, один многоразрядный вход которого подключен к многоразрядным . выходам первого счетчика 2. Счетный |Вход первого счетчика 2 подключен к выходу управляемого генератора 3, вход которого подключен к выходу источника 4 управляющего напряжения. Синхронизирующий выход блока -5 синхронизации подключен ко входам сброса первого и третьего счетчиков 2, б и R-входу RS-триггера 7. Высокочастотный выход блока 5 синхро-., низации подключен к входу перезаписи регистра 8 памяти, к счеткому входу третьего счетчика, б и через элемент 9 временной задержки - к входу сброса второго счетчика 10, счетный вход которого подключен к выходу генератора 11 стабильной частоты. Многоразрядный выход счетчика 10. поключен к многоразрядным входам регистра памяти 8. Многоразрядный 5ЫХОД регистра 8 подключен к другим многоразрядным входам блока 1 совпадения. Выход блока 1 совпадения подключен к первому входу элемента И 12, второй вход которого подключен к выходу, элемента . И-НЕ 13, входы которого подключены к многоразрядным выходам е 1етчика б, выход элемента И 12 подключен к 5-входу RS-триггера 7. Инверсный и прямой выходы RS-xpHrrepa 7 подключены соответственно к входу запрета счетчика 2 и входу распределителя 14 импульсов управления по тиристорам. Устройство работает следующим образом. Блок 5 синхронизации вырабатывает на синхронизирующем выходе импульсы с удвоенной частотой питакяцей сети 2 с / фаза которых соответствует точкам естественной коммутации тиристоров преобразователя, а на высокочастотном выходе - импульсы с высокой частотой 2 kf с , кратной частоте импульсов синхрониз-ирующего выхода (Я - целое число). Импульс синхронизирующего выхода в виде сигнала логического нуля поступает на входы сброса счетчиков 2 и б и R-вход R5-тpиггepa 7. .Счетчики 2, б обнуляются, на инверсном выходе RS-триггера 7 устанавливается сигна логической единицы, который разрешает счет счетчика 2. Импульсы гене ратора 11 стабильной частоты о в I считаются счет течение времени чиком Ю и в виде двоичного кода переписываются в регистр 8 импульсо высокочастотного выхода блока 5 син хронизации. Импульс высокочастотног выхода блока 5, задержанный элемён том 9 временной задержки, сбрасывае счетчик 10. На один выход блока 1 совпадения поступает с выхода регис ра 8 сигнал в виде двоичного кода числа, пропорционального периоду 1. питающей сети и равного на другом входе блока 1 совпадения, поступающий с выхода счетчика 2, изменяется во времени со скоростью/ определяемой.частотой генератора 3J которая, в свою очередь, зависит от величины управляющего напряжения, поступающего на вход генератора 3 с выхода блока 4. В момент равенства кодов на обоих входах блока 1 совпадения на его выходе появляется сигнал логического нуля, который через логический элемент И 12 подается на S-вход RS-триггера 7 и устанавливает на прямом выходе РЗ-триггера 7 сигна логической единицы, а на инверсном сигнал логического нуля. При этом че рез распределитель 14 подается сигнал на отпирание соответствующего тиристора, а счет импульсов-генера тора 3 счетчиком 2 прекращается. Поскольку код на выходе счетчика 2, при котором выбирается сигнал отпирания тиристора, пропорционален периоду питающей сети, время, в течение которого этот код насчитывается при Неизменном сигнале управления на входе генератора 3, также пропорционально периоду питающей сети,; а фазовый угол управления тиристорами остается неизменным. Счетчик б считает импульсы высоко- частотного выхода блока 5 синхронизации. Когда код на выхо;1е счетчика 6 соответствует максимально допустимой величине фазового угла управг ления тиристорами на всех входах логического элемента И-НЕ 13, соединенных с соответствующими выходами разрядов счетчика б, появляются сигналы логической единицы. На выход элемента И-НЕ 13 появляется сигнал логического нуля, которУй через эле мент И 12 устанавливает Р5-триггер 7 в состояние, аналогичное состоянию при сигнале логического нуля на выходе блока 1 совпадения. Тем самым фазовый угол управления ограничивается по величине. Код регистра 8 821cf, где 1с - коэффициент умножения частоты синхронизации. Код счетчика 2 Nj . (2) где t - время, соответствующее интервалу от начала до окончания счёта счетчика 2,.. 21c f fИмпульс управления тиристором формируется в момент равенства кода счетчика 2 и кода регистра 8. Фазовый угол, соответствующий импульсу управления d...2T,i, формулы (3) следует, что фазовый угол определяется лишь частотой управляемого генератора f.y и не зависит от частоты сети fj. . Поскольку код на выходе регистра 8 изменяется дискретно при непрерывном изменении частоты, возникает ошибка в фазовом угле отпирания вентилей тиристорного П эеобразователя. Максимальное отклонение периода питающей сети, при котором еще не изменяется код на выходе регистра 8 , (4; где v f о - период и частота генератора 11 стабильной частоты.Тогда максимальное отклонение, астоты питающей сети, при кбтором код регистра 8 не изменяется , 1 J vt Максимальное отклонение фазового. 4oi 2774fj.t - -±2kf с ( Число разрядов счетчиков, регит стра и блока совпадения определяетс по формуле

(7)

пгео 2 Н2-2Щвеличина ограничиЛ-тг-Ёг

й- - «

(8)

ч - k

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает, во-первых поддержание заданного фазового угла управления при изменении частоты питающей сети с требуемой точностью,, точность обеспечивается наборомнеобходимых величин частоты f и коэффициента К, во-вторых ограничивание фазового угла управления заданной величиной, которая обеспечи вается выбором коэффициента К к схемой соединения счетчика б и логического элемента И-НЕ 13, в-третьих организацию управления регистром 8 и счетчиком 10 сигналом высокочастотного выхода .блока 5 синхронизации, что сокращает время задержки поступления в блок 1 совпадения информации об изменении частоты питающей сети.

УСТРОЙСТВА ДЛЯ ИМПУЛЬСНбФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРЙСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее управляемый генератор, первый двоичный счетчик, выход которого подключен к первому входу блок совпгшения, элемент И, блок синхронизации с синхронизирующим выходом и распределитель, о т л и чающее ся тем, что, с целью повышения стабильности фазового угла управления при переменной частоте питающей сети, оно снабжено генератором стабильной частоты, вторым и третьим двоичными счетчиками, регистром памяти, элементом временной задержки, элементом И-НЕ, ftC-триггером, а блок синхронизации - дополнительным высокочастотным выходом, причем выход управляв-мого генератора подключен к счетному входу первого двоичного счетчика, синхронизируемый выход блока синхронизации подключен к входам первого и третьего двоичных счетчиков и R-входу RS-триггера, высокочастотный выход блока синхронизации подключен к счетному входу третьего двоичного счетчика, к входу перезаписи регистра памяти и через элемент временной задержки - ко входу сброса второго двоичного счетчика, счетный вход которого подключен к выходу генераI тора стабильной частоты, выход второго двоичного счетчика через ре(Л гистр памяти подключен ко второму входу блока совпадения, выход которого подключен к первому ; входу ;элемента И, второй вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ, входы которого подключены к соот(Вётствующим разрядным выходом третье г6 двоичного счетчика,выход элемента И подключен к S-входу Р5-триггера, 4 инверсный и прямой выходы которого подключены соответственно ко входу ьо запрета счета первого счетчика и ко входу распределителя импульсов управления.. ел со