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

в выход - с вторым входом второго триггера.

2. Устройство поп. 1, отличающееся тем, что блок синхронизации содержит три формирователя, входы которых предназначены для подключения к клеммам сетевого напряжения, три двухвходовых элемента И, три двухвходовых элемента ИЛИ-НЕ и трехвходовый элемент ИЛИ, входы первого элемента И соединены с выходами первого и третьего формирователей, второго элемента И - с выходами первого и второго формирователей, третьего элемента И - с выходами второго и третьего формирователей, выхода

элементов И соединены соответствеВР но с первым, третьим и пятым дополнительными выходами блока синхронизации, входы первого элемента ИЛИ НЕ соединены с выходами второго и третьего формирователей, второго элемента ИЛИ-НЕ - с выходами первого и третьего формирователей,третьего элемента - с выходами первого и второго формирователей, выходы элементов ИЛИ-НЕ соединены соответственно с вторым, четвертым и шестьм дополнительными выходами блока синхронизации, входы элемента ИЛИ соединены с выходами элементов , а выход соединен с выходом блока синхронизации.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДООКАНАЛЬНОГО СИНХРОННОГО ФАЗОВОГО УНРАВЛЕ-;НИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ТРЕХФАЗНЬМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ с нулевЕЛ4 выводом, содержащее блок синхронизации, первую и вторую фазосдвигающие ячейки, каждая из которых состоит из формирователя опорного напряжения, ключа сброса опорного напряжения и блока сравнения опорного напряжения с напряжением управления, два триггера управления, два дифференцирухяцих блока, . распределитель импульсов с тремя BXcneiMH, причем первый вход первого триггера через первый дифференцирующий блок соединен с выходом блока синхронизации и входом первой фа.зо сдвигающей ячейки, второй вход первого триггера соединен с перв1Ш входом второго триггера и через вторйй дифференцирующий блок соединен с выходом первой фазосдвигающей ячейки, первый выход второго триггера соединен с входом второй фазо сдвигающей ячейки, выход второй фазосдвигающей ячейки соединен с первым входом распределителя импульсов, о т.Л и ч а юще е с я тем, что, с целью повышения надежности работы преобразователя путем ограничения углов откршвания вентилей прюобразователя, оно снабжено двумя блоками сравнения, источником задания минимального и максимального углов управ ления, двухвходовым элементом ИЛИ, треквходовым элементом ИЛИ, двумя трехвходовыми элементами И, причем распределитель импульсов снабжен шестью дополнитепьнш 1и входами, а блок синхронизации шестью дополнительньаии выходами, каждый из которых соединен с соответствующими дополнительными входами распределителя импульсов, первые входы блоков сравнения соединены с выходс 4 формирователя опорного напряжения первой (Л С фазосдвигающей ячейки, а вторые входы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с источниками задания максимального и минимешьного углов управления, первый вход двухвходового элемента ИЛИсоединен с выходсм второй фазосдвигаюадей ячейки, второй вход соединен с выходсм первого блока срав00 нения, первый вход трехвходового , Сл элемента И соединен с вторым выходом первого триггера, второй вход соединен с вторым выходом второго триггера, третий вход соединен с выходом двухвходового элемента ИЛИ, :с выход первого элемента И соединен с BTOpto-i входом распределителя импульсов, первый вход второго трехвходового элемента И соединен с выходом второй фазосдвигающей ячейки, второй вход соединен с первым выходом первого триггера, третий вход соединен с выходом второго блока сравнения, выход второго элементаИ соединен с третьим входом распределителя импульсов, входы вторюго трехвходового элемента ИЛИ соединены с выходами распределителя импульсов,

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управлени.я вентильными -преобразователями переменного тока в постоянный.

Известны устройства для управления преобразователями и блоками ограничения углов управления l .

Ограничение углов управления осуществляется путем ограничения величины сигнала управления, подаваемого на вход системы импульсно-фазового управления, путем наложения на опорное напряжение в нужных местах импульсов, превосходящих по амплитуде опорное напряжение в требуемое число раз, а также с использованием логических схем. Наиболее технически совершенны устройства ограничения с использованием логических ;схем.

Однако известные устрюйства не предназначены для ограничения углов открывания в одноканальных системах управления с последовательным соединением фазосдвигаюгдих ячеек.

Наиболее близким к изобретению является устройство для одноканального синхронного фазового управления вентильным трехфазным преобразователем с нулевым выводом, содержащее блок синхронизации, первую и вторую фазосдвигающие ячейки, каждая из которых состоит из формирователя опорного напряжения, ключа сброса опорного напряжения и устройства сравнения опорного напряжения с напряжением управления, два триггера управления, два дифференцирующих блока и распределитель импульсов с тремя входами, причем первый вход первого триггера через первый дифференцирующий блок соединен с выходом блока синхронизации и входом первой фазосдвигающей ячейки., второй вход первого триггера соединён с первым

входом втоЕЮго триггера и через -второй дифференцирукнций блок соединен с выходом первой-фазосдвигакяцей ячейки, первый выход второго триггера соединен с входом второй фазосдвиQ гающей ячейки, выход второй фазосдв Гающей ячейки соединен с первьш входом распределителя импульсов 2j .

Недостатком этого устройства является отсутствие ограничения углов

C управления.

Цель изобретения - повышение надежности работы преобразователя при управлении по одноканальному синхронному способу с последовательным соединением фазосдвигающих ячеек

0 путем ограничения максимального и минимального углов открывания.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для одноканального синхронного фазового управления

5 вентильным трехфазным преобразователем с нулевым выводом, содержащее блок синхронизации, первую и вторую фазосдвигающие : ячейки, каждая из которых состоит из формирователя

0 опорного напряжения, ключа сброса опорного напряжения и блока сравнения опорного напряжения с напряжением управления, два триггера управления, два дифференцирующих блока

5 и распределитель импульсов с тремя входам, причем первый вход первого триггера через первый дифференцирующий блок соединен с выходом синхронизации и входом первой фазосдвигающей ячейки, второй вход перво го триггера соединен с первым входом второго триггера и через второй дифференцирующий блок соединен с выходом первой фазосдвигакхцей ячей ки, первый выход второго триггера соединен с входом второй фазосдвига ющей ячейки, выход второй фазосдви гаюгцей ячейки соединен с первым входом распределителя импульсов, снабжено двумя блоками сравнения, источийком задания минимгшьного и максимального углов управления, двухвходовым элементом ИЛИ, трехIвходовым элементом ИЛИ, двумя трехвходовыми элементами И, причем распределитель импульсов снабжен шесть дополнительными входами, а блок синхронизации шестью дополнительны ми выходам), каждый из которых, соединен с соответствующими дополнительными входами распределителя импульсов , первые входы блоков сравнения соединены с выходом формирова теля опорного напряжения.первой фазосдвигаюсцей ячейки, а тгорые входа первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с источни ками максимального и минимального углов управления, первый вход двухвходового элемента ИЛИ соединен с выходом второй фазосдвигающей ячейки, второй вход соединен с выходом первого блока сравнения, первый вхо трехвходового элемента И соединен с вторым выходом первого триггера, второй вход соединен с вторым выходом второго триггера, третий вход соединен с выходом двухвходового элемента ИЛИ, выход первого элемент И соединен с вторым входом распреде лителя импульсов, первый вход второ го трехвходового элемента И соедине с выходом второй фазосдвигающей ячейки, второй вход соединен с первьш выходом первого триггера, третий вход соединен с выходом второго блока сравнения, выход-второго элемента И соединен с третьим входом распред лителя импульсов, входы второго тре входового элемента ИЛИ соединены с выходами распределителя импульсов, а выход - с вторым входом второго .триггера. Кроме того, блок синхронизации содержит три формирователя, входы которых предназначены для подключения к клеммам сетевого напряжения, три двухвходовых элемента И, три , двухвходовых элемента ИЛИ-НЕ и трех входовый элемент ИЛИ, входы первого элемента И соединены с выходами первого и третьего формирователей, второго элемента И - с выходами пер вого и второго формирователей, трет его элемента И - с выходами второго и третьего формирователей, выходы элементов И соединены соответственно с первым, третьим и пятым дополнительными выходами блока синхронизации, входы первого элемента ИЛИ- НЕ соединены с выходгиии второго и третьего формирователей, второго элемента ИЛИ-НЕ - с выходами первого и третьего формирователей, третьего элемента ИЛИ-НЕ - с выходами первого и второго формирователей, выхрды элементов ИЛИ-НЕ соединены соот ветственно с вторым,четвертым и шестым дополнительными выходам блока синхронизации,входы элемента ИЛИ соединены с выходами элементов ИЛИ-НЕ, а выход соединен с выходом блока синхронизации. На фиг. 1 представлены функциональная схема устройства для одноканального синхронного фазового управления вентильным преобразователем; на фиг. 2 - диаграмки, поясняюцие его работу. Устройство содержит (фиг.1) блок синхронизации I, подключенный к первой фазосдвигающей ячейке 2, вторая фазосдвигающая ячейка 3, ключ 4 сброса опорного напряжения первой фазосдвигаищей ячейки, формирователь опорного напряжения первой .фазосдвигакхцей ячейки 5, блок сравнения 6 опорного напряжения первой фазосдви- ячейки с.напряжением управления, первый триггер 7, второй триггер 8, дифференцирующий блок первого триггера 9, дифференцирующий блок 10 второго триггера, распределитель импульсов управления 11, первый блок сравнения 12 ограничения максимального угла управления, второй блок сравнения 13 ограничения минимгшьного угла управления, двухвходовой элемент ИЛИ 14, первый трехвходовый элемент И 15, второй трехвходовый элемент И 16, трехвходовый элемент ИЛИ 17, соответственно первый, второй и третий элементы И 18,19 и 20, элемент ИЛИ 21, соответственно первый, второй и третий элементы И 22, 23 и 24, элемент ИЛИ 25, соответственно первый, второй и третий элементы И 26, 27 и 28, элемент ИЛИ 29, формирователь логических сигналов анодных напряжений 30, соответственно первый, второй и третий элементы И 31, 32 и 33 блока синхронизации, формирователь логических сигналов анодных напряжений 30, соответственно первый, ; второй и третий элементы ИЛИ-НЕ 34, 35 и 36 блока синхронизации, трехвходовый элемент ИЛИ 37 блока синхронизации. На фиг.2 обозначено: Ид ,Ug, U фазовые напряжения питающей сети; ас, ав, вс - сигналы временных интервалов анодных напряжений, соответствующие первым и третьим интервалам анодных напряжений вентилей выпpя 4итeля; Бс, ас, аа - сигналы временных интервалов анодных напряжений, соответствующие BTojajM (сред ним) участкам анодных напряжений вентилей преобразователя; 0, опорные напряжения первой и второй фазосдвигающих ячеек;) ,U,, напряжения управления,задания ограни чения угла управления по максимуму, задания ограничения угла открывания по минимуму; Т -сигнал на втором выходе первого триггера управления; Ц,5 , сигналы на выходе первого (ограничения по макс муму) и второго (ограничения по минимуму) блоков сравнения; Т - сигнал на втором выходе второ го триггера управления;U - сигнал на первом входе распределителя импульсов (на выходе фазобдвигаивдей ячейки) ;U2- сигнал на втором входе распределителя импульсов;U3- сигнал на третьем входе распределителя импульсов; Од, Ug, U,. - импульсы управле ния на выходах распределителя импульсов соответственно для вентилей фаз А,В,С, Работа устройства происходит следующим образом. При исчезновении импульса на выходе блока синхронизации 1 в момент пересечения синусоид фазных напряжений снимается сигнал на входе фазосдвигающей ячейки 2,.ключ 4 размык ится, и на выходе формирователя опорного напряжения 5 начинает формироваться опорное напряжение, которое одновременно поступает на блок сравнения с напряжением управле ния, на первый блок сравнения 12 опорного напряжения с заданием ограничения угла по максимуму и на второй блок сравнения 13 опорного напряжения с заданием ограничением угла по минимуму. ОдновременнЬ через дифференцирующий блок 9 по заднему фронту снимаемого импульса синхронизации происходит переключение триггера 7, на втором выходе которого появляется логический сигнал , дающий информацию о , что происходит отсчет угла сдвига импульса первой фазосдвигакидей ячейкой 2. В момент равенства опорного нагГряжениянапряжению управления на выходе блока сравнения 6 появляется сигнал, который через дифференцирующий блок 10 поступает на первый вход триггера 8 и переключает его. На вто ром выходе триггера. 8 появляется логический сигнал Ч , дающий информацию о том, что вторая фазосдвигающая ячейка производит отсчет угла сдвига импульса управления. Одновременно на первом выходе тригг ра 8 появляется логический сигнал О, который запускает вторую фазосдвигающую ячейку в работу. Тот же импульс с дифференцирующего блока 10 поступает на второй вход первого триггера управления 7 и переключает его. На первом выходе триггера 7 .появляется сигнал , а на втором - О, которые дают информацию о том, что первая фазосдвигакицая ячейка 2 не производит отсчет угла сдвига импульса управления. При этом опорное напряжение первой фазосдвигающей ячейки 2 продолжает формироваться и подаваться на блоки сравнения 12 и 13. В момент равенства опорного напряжениявторой фазосдвигающей ячейки 3 напряжение управления на выходе фазосдвигающей ячейки 3 появляется сигнал , который поступает на первый вход распределителя импульсов 11, на первый вход двухвходового элемента ИЛИ 14 и на первый вход второго трехвходового элемента И 16. При этом возможны следующие варианты работы схема. Если к моменту появления на выходе второй фазосдвигающей ячейки 3 сигнала Ч появляется сигнал на выходе блока синхронизации , то опорное напряжение первой фазосдвигающей ячейки сбрасывается ключом 4, на выходах блоков сравнения 12 и 13 имеются сигналы О, элемент И закрыт. Импульс с ячейки 3через элемент ИЛИ 14 поступает на третий вход первого трехвходового элемента И 15, на втором входе которого также имеется сигнал i с второго триггера управления 8, на первом входе может быть сигнал О или . Таким образом на выходе элемента И 15, в принципе, может быть сигнал , Однако, так как в это время имеет место интервал сетевого напряжения, соответствуквдий середине диапазона изменения угла управления, т.е. имеется сигнал ч на втором или четвертом, или шестом дополнительном входе, то импульс управления распределяется: на вентиль фазы А при наличии 1 на втором дополнительном входе распределителя 11, на вентиль фазы В при наличии ч на четвертом дополнительном входе, на вентиль фазы С при наличииi на естом дополнительном входе. Во всех случаях сигнал с выхода распреелителя через элемент ИЛИ 17 подается на второй вход второго триггера 8 и переключает его. Сигнал с первого выхода триггера 8 сбрасывает опорное напряжения второй фазосдвигаюей ячейки 3. Если к моменту появления на входе второй фазосдвигающей ячейки сигнаL сигнал навыходе блока ла синхронизации отсутствует, то опориое иапряжение продолжает формироваться и продолжается сравнение опорного напряжения с напряжением задания ограничения. В момент равен ства опорного напряжения первой фазосдвиг ющей ячейки напряжению задания ограничения минимального угяа управления на выходе блока сра нения 13 формируется импульс, посту пающий ка третий вход элемента И 16 Этот импульс появляется на выходе элемента 16, т.е. на третьем входе распределителя импульсов 11, только в случае, если с выхода второй фазо сдвигающей ячейки 3 на первый вход элемента и. 16 поступит импульс и с первого выхода триггера 7 на второй вход И 16 также поступит импульс, т.е. поступит информация, что первая фазосдвигающая ячейка не осуществляет отсчета угла сдвига импульса управления. При наличии трех входных импульсов на выходе элемента И 16 формируется импульс, поступающий,на третий вход распределителя импульсов 11. Если при , этом на первом или третьем или пятом дополнительном входе распреде лителя появляется сигнал , то импульс с третьего входа проходи соответственно на выход распределителя для управления вентилем А или В, или С. Появившийся на выходе распределителя 11 импульс через элемент ИЛИ 17 поступает на вход триггера 8, переключает его. Сигнал на выходе триггера 8 поступает на вход второй фазосдвигающей ячейки и осуществляет сброс ее опорного напряжения. Если на выходе блока синхрониза1ции сигнал отсутствует и наступает момент равенства опорного напряжени первой фазосдвигающей ячейки и напряжения задания ограничения максимального угла управления, то на выходе блока сравнения 12 формирует ся сигнал, который через элемент ИЛ 14 проходит на первый вход элемента И 15. На выходе элемента И 15 сигна появится только втом случае, если поступит информация о том, что угол сдвига управляющего импульса больше 120. Такой информацией служит состояние ячеек фазового сдвига. Если обе фазосдвигающие. ячейки производят отсчет, то на вгорак выходах триггеров 7 и 8 имеются сигналы Эти сигналы поступают на первый и. второй входы элемента И 15 и на выходе элемента 15 появляется сигнал , который подается на второй вход распределителя импульсов 11. В зависимости от наличия сигнала на первом или вто1эом, или третьем доп нительном входе распределителя импульсов 11 формируется выходной импульс соответственно на выходе распределителя для вентилей фазы С или А, или В. Выходной импульс управления проходит через элемент ИЛИ 17 и сбрасывает триггер 8, который своим первым выходом сбрасывает опорное напряжение второй фазосдвигающей ячейки 3. Ксли сигнаил на выходе второй фазосдвигающей ячейки формируется райьше, чем сигнал на выходе блока сравнения 12, то формирование импульсов управления осуществляется от сигнала с выхода фазосдвигающей ячейки 3 аналогично описанному. При этом процесс формирования заканчивается также сбросом триггера 8 и опорного напряжения фазосдвигающей ячейки 3, а поэтому на втором входе, элемента И 15 появится запрещающий с второго выхода тригсигналгера 8. В результате сигнал на выходе элемента И 15 повторно появиться не может. Подключение трех входов распределители к ячейкам распределителя осуществляется по принципу совпадения временного интервала и сигнала на входе . Так для фазы А первый интервал соответствует углу открывания до . на этом интервале импульс управления формируется только при соблюдении ограничения по минимальному углу открывания. Поэтому на выходе элемента И 18 появится сигнал только при наличии сигнала i на первом дополнительном входе и на третьем входе распределителя импульсов. Второй интервал соответствует углу открывания от 60° до 120°; На этом интервале не действуют ограничения, поэтому на выходе элемента И 19 при наличии появится сигнал на первом входе элемента 19 сигнала с второго дополнительного входа и сигнала i на втором входе элемента И 19 с первого входа распределителя импульсов. На третьем интервале, соответствующем углу открывания от 120 до , сигнал на выходе элемента И 20 появится При наличии на первом входе сигнала с третьего дополнительного на втором вховхода и сигнала де элемента 4 с второго входа распределителя импульсов 11. Аналогично работают и остальные ячейки распределителя импульсов. При этом первый временной интервал для первой ячейки является третьим временным интервалом для третьей ячейки, первый временной интервал для второй ячейки является третьим временным интервалом для ячейки вентиля предыдущей фазы, т.е. первой ячейки, а первый интервал третьей ячейки является третьим временным интервалом для второй ячейки. Формирукщийся сигнал на выходе любого элемента И ячейки распределителя проходит на выход распределителя через элемент ИЛИ данной ячейки.

Таким образом, предлагаемое уст-ройство обеспечивает повьаиение

надежности работы преобразовател;я путем ограничения углов открывания с использованием опорного напряжения фазосдвигающего устройства и общего комбинационного распределителя импульсов.

Vof

Hi 7-f. 13 Un

n

T2

Vz

I/J t/Д

i/c

Wt

t wt

a)t

cJt