Устройство для одноканального синхронного управления вентильным преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

Изобретение оТКбсится к a tiXTpoтехнике и может быть использовано дл управления преобразователем, работающим преимущественно на якорь электродвигателя. Известно устройство для фазового управления преобразователями, содержащее интегратор напряжения управления и формирователь угла открывания вентилей в функции интеграла напряже ния управления. Формирование импульса управления осуществляется в момен равенства среднего значения напряжения управления некоторому пороговому значению ij . Недостатком изв.естного устройства является то,что статические регулировочные характеристики фазосдвигающего устройства и преобразователя яв ляются существенно нелинейными, динамические свойства системы электропривода ухудшаются. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для одноканального синхронного управления вентильным преобразователем, содержащее генератор синхронизирующих импульсов, последовательно соединенные фазосдвигающие ячейки, управляемые общим напряжением упр.вления, распределите импульсов управления,выходы которог предназначены для подключения к управ входом преобразователя 2j . Однако такое устройство характеризуется необходимостью применения большого числа последовательно соединенных фазосдвигающих ячеек при решении задачи защиты системы от помех частоты не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения и недостаточностью этой защиты. Цель изобретения - защита устройства управления от помех частоты не кратной частоте пульсаций выпрямлен ного напряжения. Указанная цель достигается тем, что устройство для одноканального синхронного управления вентильным преобразователем, содержащее генератор синхронизирующих импульсов, последовательно соединенные фазосдви гающие ячейки, управляемые общим на пряжением управления, распределитель импульсов управления, выходы которого предназначены для подключе ния к управляющим входомпреобразователя, снабжено элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, а выход соединен с входом Первой фазосдвиганяцей ячейки, и дополнительным распределителем импуль сов, содержащим элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с дополнительными выходами всех фазосдвигающих ячеек, кроме первой, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходом генератор синхронизирующих импульсов, второй инверсный вход первого и вторюй прямой вход второго элементов И соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, 1К-триггер - с первым и вторым входными элементами ИЛИ, первые входы i которых соединены с выходами соответственно первого и второго элементов И, третий и четвертый элементы И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами 1К-триггера, вторые входы связаны с вторыми инверсными динамическими входами элементов ИЛИ 1К-триггера и с выходом последней фазосдвигающей ячейки,выход третьего элемента И соединен с входом распределителя импульсов управления, выход четвертого элемента И соединен с вторым входом элемента ИЛИ, а количество последовательно соединенных фазосдвигающих ячеек определяется соотношением г 1 + (1 )j, макс где I - количество фазосдвигающих ячеек, 4g5i. фазовый угол меяуду соседними входными импульсами синхронизации/ А011СС максимальный угол сдвига импульса управления;j lk - степень усреднения напряжения управления; k - количество циклов прохождения импульса управления по последовательно соединенным фазосдвигающим ячейкам. На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, на фиг. 2 - линейные диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства для управления трехфазной нулевой схемой выпрямления при двух циклах прохождения импульса через фазосдвигающие ячейки. Устройство содержит генератор 1 узких синхронизирующих импульсов, первую, вторую и третью фазосдвигающие ячейки 2,3 и 4, распределитель 5 импульсов управления, дополнительный распределитель б импульсов, элемент 7 ИЛИ, элемент 8 ИЛИ-НЕ, первый элемент 9 И, второй элемент 10 И, первый и второй элементы 11 и 12 ИЛИ, 1К-триггер 13, третий и четвертый элементы 14 и 15 И. Устройство работает следующим образом. Вход -генератора 1 подключен на напряжение сети, а выход - на первый вход элемента 7 ИЛИ. Импульсы с выкода элемента 7 ИЛИ поступают на вход первой фазосдвигающей ячейки 2, которая с момента поступления импульса формирует опорное напряжение и осуществляет его сравнение с напряжением управления Uij . В момент равенства опорного напряжения управления на вы ходе первой фазосдвигающей ячейки 2 формируется импульс, поступающий на вход-второй фазосдвигающей ячейки 3 выполняющей операцию фазового сдвига импульса аналогично. При появлении на выходе второй фазосдвигающей 3 яч йки выходного импульса в работу всту пает следующая фазосдвигающая ячейка 4. Импульс с последней фазосдвигающе ячейки 4 поступает на входдополнительного распределителя 6, который распределяет импульс или на второй вход элемента 7, если импульс прошеЯ только один цикл задержки, или на вход распределителя 5, если иМпульс прошел второй цикл задержки. В качестве генератора 1 фазосдвигающих ячеек 2-4 и распределителя 5 могут использоваться известные блоки (в частности, применяемые в прототипе). Сигналы о состоянии фазосдвигающих ячеек снимаются с дополнительных выходов фазосдвигающих ячеек. В любой фазосдвигающей ячейке можно вы делить сигнал о занятом состоянии ячейки (состояние отсчета угла) и свободном состоянии ячейки. Если вто рая и третья фазосдвигающие ячейки свободные, то на выходе элемента 8 формируется сигнал 1 и при появлении синхронизирующего импульса на выходе генератора 1 и, соответственн на первых входах элементов 9 и 10, на выходе элемента 10 формируется сигнал 1, .который проходит через элемент 12 на второй т-вход 1К-триггера 13, устанавливая на его втором выходе сигнал 1. Синхронизирующий импульс проходит через фазосдвигающие ячейки 2-4, и на выходе фазосдвигающей ячейки 4 формируется узкий выходной импульс, который по ступает на вторые входы элементов 14 и 15. На выходе элемента 15 появляется сигнал 1 с второго выхода 1К-триггера 13. Сигнал 1 с выхода элемента 15 поступает на второй вход элемента 7, проходит через элемент 7 и запускает в работу первуй фазосдви гающую ячейку 2. При исчезновении узкого импульса на выходе-фазосдви гающей ячейки 4 по его заднему фронту происходит переключение 1К-триггера 13 через инверсный динамический вход элемента 11. На первом выходе 1К-трИггера 13 появляется сигнал 1 который поступает на первый вход эле мента 14. При прохождении импульса через фазосдвигающие ячейки 2-4 на выходе фазосдвигающей ячейки 4 формируется сигнал 1, который поступает на вторые входы элементов 14 и 15. Сигнал 1 появится на выходе элемента 14, на первый вход которого поступает сигнал 1 с первого выхода ТК-триггера 13. Сигнал 1 с выхода элемента 14 поступает на вход распределителя 5. При исчезновении узкого импульса на выходе фазосдвигающей -ячейки 4 происходит переключение 1К-триггера 13 по заднему фронту (срезу) импульса через инверсный динамический вход второго входного элемента 12. 1К-триггер 13 формирует на своем втором выходе сигнал 1, т.е. следующий выходной импульс с фазосдвигающей ячейки 4 будет направляться на вход элемента 7 для прохождения второго цикла. Если при прохождении второго цикла некоторым импульсом с выхода 4енератора синхронизирующих импульсов 1 поступит в канал управления синхронизирую11{ий импульс, то сигнал О с выхода элемента 8, поступая на инверсный вход первого элемента 9, и сигнал с генератора 1, поступая на первый вход первого элемента 9,формируют на выходе первого элемента сигнал 1, который проверяе™ или подтверждает состояние 1К-триггера 13 с сигналом 1 ма первом выходе. После появления сигнала 1 на выходе фазосдвигающей ячейки 4 происходит его распределение на вход распределителя 5 и по заднему фронту импульса производится переключение 1К-триггера 13 в состояние с сигналом 1 на втором выходе, т.е. подготавливается распределение следукнцего и тульса на элемент 7 для прохождения второго цикла. Таким образом, дополнительный распределитель б представляет собой триггер со счетньлм входом и двумя установочными входами, элементы периодической синхронизации, которые периодически формируют сигналы на установочные входы 1К-триггера, и выходные ключи, управляемые 1К-триггером. г На фиг.2 обозначено:и ex синхронизирукйцие импульсы) и - опорное напряжение первой фазосдвигаквдей ячейки ; опорное напряжение второй фазосдвигающей ячейки} Цпз опорное напряжение третьей фазосдвигающей ячейки, Uq - общее напряжение управления; Uyn импульсы на выходе третьей фазосдвигающей ячейки, а,Ъ ,с диапазоны изменения углов открывания вентилей фаз А,В,С. Импульс Uiju , показанный пунктиром, распределяется дополнительным распределителем 6 на вход элемента 7. Импульс Uuu , показанный сплошной линией, распределяется тем же дополнительным распределителем 6 на вход распределителя 5 по вентилям преобразователя. Из линейных диаграмм видно,что формирование первого опорного напряжения первой фазосдЬигакмцей ячейки 2 и начинается с момента прихода синхроимпульса. Опорное напряжение второй фазосдвигающей ячейки 3 UtijB первый раз начинается формироваться в момент равенства опорного напряжения первой ячейки напряжению управления Опорное напряжение третьей ячейки в первый раз начинает формироваться в момент равенства опорного напряжения второй фаэосдвигающей ячейки 3 напря жению управления. Опорное напряжение первой фазосдвигающей ячейки 2 повторно начинает формироваться с момента равенства первого опорного напряжения третьей фаэосдвигающей ячей ки и напряжению управления. Опорное напряжение второй фаэосдвигающей ячейки 3 начинает формироваться повторно с момента равенства повторного-опорного напряжения первой фазосдвигающей ячейки 2 напряжению управления. Опорное напряжение третьей фазосдвигаквдей ячейки 4 начинает формироваться повторно с момента равенства повторного напряжения второй фазосдвигающей ячейки 3 напряжению управления. В момент равенства повторного опорного напряжения третьей фазосдвигающей ячейки 4 напряжению управления формируется импульс управления, распределяемый на вентиль преобразователя, в рассматриваемом случае (три последовательно соединенные ячейки) за один цикл прохождения импульса через ячейки максимальный угол сдвига составляет 90 , а угол между импульсами синхронизации - 120. По этой причине порядок следования импульсов }ц распределяемых на элемент 7 и на распределитель 5, будет всегда неизменным, т.е. нечетные будут распределяться дополнительным распределителем б на второй вход элемента 7, а четные - на распределитель 5. Логические сигналы {диапазоны изменения углов открывания) а,Ъ ,с отражают границы формирования импульсов управления, очередность работы вентилей и очередность распределения импульсов управления. Таким образом, предлагаемое устройство управления позволяет обеспечить защиту системы управления от помех частоты, не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения. При этом положительный эффект достигается без существенного увеличения количества фазосдвигающих ячеек.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОГО СИНХРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, родержащее генератор синхронизирующих импульсов, последовательно соединенные фазосдвиГсцощие ячейки, управляемые общим напряжением управления, распределитель импульсов управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам преобразователя, отличающееся тем, что, с целью защиты систел«а управления от помех с частотой, не кратной частоте пульсаций выпрямленного напряжения, .оно снабжено элементом ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующих импульсов, а выход соединен с входом первой фазосдвлгающей ячейки, и дополнительным распределителем импУльсов, содержащим элемент ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с дополнительными выходами всех фазосдвигающих ячеек, кроме первой, первый и второй элементы И, первые входы которых соединены с выходом генератора синхронизирующих импульсов, второй инверсный вход первого и второй вход второго элемен.тов И соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, 1К-триггер - с первым и вторым входными элементами ИЛИ, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго эле ментов И, третий и четвертый элементы И, первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами 1К-триггера, вторые входы соединены с вторыми инверсными динамическими входами элементов ИЛИ 1К-триг гера и с выходом последней фазосдви- S гающей ячейки,выход третьего элемен- v та И соедияен с входом распределителя импульсов управления, выход четвертого элемента И соединен с вторам входом элемента ИЛИ,а количество последовательно соединенных фазосдвига- д Ю1ЦИХ ячеек определяется соотношением 2 я +

/г

AВ С AВ С A

ООООООГХ

.XXJOOOOC.

VSK

I I I I I I I И

ut

«Ix 6

4//

/Uf