Устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электро технике, а именно к устройствам, предназначенным для управления углом включения вентилей мощных вентильных преобразователей, и может быть использовано в различных системах автоматизированного элект привода, а также внекоторых элек(троэнергетических системах. Известно устройство для импульс ио-фазового управления, содержащее в кгикдом канале последовательно включенные сетевой фильтр, формиро ватель, интегратор и компаратор, второй вход которого соединен с управляющим входом устройства, а выходы всех компараторов подключены к входам блокаформирования и рас пределения отпирающих импульсов l Однако такое устройство при пер менной частоте напряжения на входе преобразователя имеет переменную чувствительность. Кроме того, увели чение частоты напряжения, питающего преобразователь, управляемый таким устройством, при неизменном управляющем напряжении на его входе може привести к срыву отпирающих импульсов. Последнее связано с тем, что уменьшение частоты питающего напряжения приводит к уменьшению амплитуды пилообразного напряжения развертки, которая в результате становится меньше напряжения управления Наиболее близким к изобретению является устройство импульсно-фазов го управления, содержащее, в каждом канале интегрирующее устройство с зарядным конденсатором, разрядный ключ, параллельно подключенный к зарядному конденсатору, и коммутатор, первый вход которого соединен с выходом интегрирукяцего устройства этого канала, а второй вход соединен с управляющим входом устройства причем управляющий вход каждого разрядного ключа соединен с выходом блока синхронизации, включающего синхронизирующий трансформатор, фильтры и формирователи, а выход каждого компаратора соединен с одним из входов блока формирования и распределения отпиракяцих импульсов 2. . . Это устройство изменяет свою чувствительность при изменении част ты Питгиощего преобразователь напряжения, а увеличение частоты при неизменном управляющем напряжении также может привести к срыву отпирающих импульсов. Целью изобретения является обеспечение постоянной чувствительности (изменения угла включения вентилей отнесенного к вызвавшему его приращению питающего напряжения) и повышение Нсщежности при изменении частоты питгиощего преобразователь ; напряжения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для импульснофазового управления вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, выходной блок и каналы управления, каждый из которых содержит интегрирующий блок с зарядным конденсатором, паргшлельно которому подключен разрядный ключ, управлякнций вход которого соединен с соответствующим выходом блока синхронизации, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегрирукяцего блока, второй вход соединен с управляквдим входом устройства импульсно-фазового упрёшления, выход предназначен для подключения через выходной блок к управляклцим электродам вентилей, снабжено генератором импульсов, счетчиком, р(вгистром памяти и преобразователем код - аналог с обоатно пропорциональной зависимостью, причем счетный вход счетчика соединен с выходом генератора импульсов, установочный вход - с одним из выходов блока сингсронизации, информационный вход регистра памяти поразрядно соедичен с одним из выходов блока синхронизации, вход преобразователя код-аналог поразрядно соединен с выходом счетчика, а синхрон из ируквдий вход соединен с выходом регистра памяти, вход каждого интегрирующего блока соединен с выходом преобразователя код-аналог. На фиг. 1 показана схема устройства для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем; на фиг. 2 - диаграммы напряжений, пояснянмцие его работу. Устройство содержит блок синхронизации 1, интегрирующие блоки 2 с зарядными конденсаторами 3, разрядные ключи 4, компарато ял 5, выходной блок 6, генератор 7 импульсов, счетчик 8, регистр 9 памяти и преобразователь код-аналог 10 с обрат но пропорциональным характером зависиглости выходного напряжения от управляющего числа. Устройство работает следующим образом. К входам блока 1 синхронизации прикладывается напряжение, питающее преобразователь 2, в данном случае . трехфазное, (диаграмма 7). Блок 1 синхронизации создает на установочном входе счетчика 8 импульсы, например, шестикратной частоты (диаграмма 9). На синхронизирующий вход регистра памяти 9 с блока синхронизации поступают импульсы (диаграмма 8). На счетный вход счетчика 8 с выхода генератора импульсов 7 поступгиот импульсы (диаграмма 10) с час тотой следования, во много раз пре вьшающей частоту питающего напряже ния. Эти импульсы подсчитываются счетчиком 8 в течение некоторой доли (в данном случае одной шестой периода напряжения на входе преовразователя. В момент появления люб го из импульсов (диаграмма 8) числ сосчитанное счетчиком 8, переписывается в регистр памяти 9, а при поступлении любого из импульсов (диаграмма 9) счетчик 8 сбрасывает Число К импульсов, сосчитанное сче чиком и записанное в регистр памят с некоторой точностью дискретизации , прямо пропорционально периоду напряжения- на входе преобразовател и обратно ттропорционально его част те i. - частота следования импульс на счетном входе счетчика (диаграмма 10). Коэффициент 6 введен в знаменатель выражения (1) в связи с тем, что частота импульсов (диаграммы 8, и 9) в рассматриваемом примере . шестикратна по отношению к частот, питающего преобразователь напряжения. Напряжение на выходе преобразо вателя код-аналог 10 обратно пропор ционально величине К. Чо ЬиЛ Цао где DO - выходное напряжение преоб разователя 10, которое имеет место при входном Диаграммы 12-14 представляют собой осциллограммы синхроимпульсов на управляющих входах разрядных ключей 4, выделяющихся в момент естественного отпирания одного из вентилей соответствующих фаз. Ампли туда пилообразного напряжения развертки на выходах интегрирующих блоков 2 (диаграммы 15-17) составля ет в установившемся режиме где L - постоянная интегрирования интегрирующих блоков 2. В момент достижения напряжением раз вертки величины управляющего напряжения ид,„р, показанной на диаграммах 15-17 горизонтальными линиями, компаратор 5 срабатывает и с блока 6 поступает отпирающий импульс на управляющий электрод соответствующего вентиля. Угол регулирования в установившемся режиме составляет Величина чувствительности устройcтвai импyльcнo-фaзoвoгo управления равна ijop oiiU.jnp Таким образом, чувствительность устройства и угол регулирования, в установившемся режиме не зависят от частоты питающего преобразователь напряжения. Блок 6 выполняет в данном случае следующие функции: а) формирование ртпираницих импульсов по длительности иешплитуде;б) осуществление гальванической развязки как между управляющими электродс1ми вентилей, так и между каждым из них и устройством импульсно-фазового управления; в) демультипдексация (распределение) отпирающих импульсов каждого канала на два противофазных вентиля; г) сдвоение отпиргирщих импупьсов с импульсами соседнего, отстакяцего Halt Id канала; Функция I) выполняется блоком 6 лишь в тех случаях, когда пульсность преобразователя вдвое превышает канальность устройства импульсно-фазового управления (что имеет место в приведенном примере), а функция 2 выполняется блоком 6 только тогда, когда управление вентилями осуществляется с помощью узких сдвоенных отпирающих импульсов.- Функции а и б выполняются блоком 6 во всех возможных модификациях силовой схемы при любой канальности описанного устройства и вне зависимости от используемой и длительности отпнргиощих импульсов. Осциллограммы отпирающих иипульсов на шести выходах устройства показаны на фиг. 2 (диаграммл 18-23). I.. Рассмотрим переходный процесс в схеме. В момент времени t, частота питающего преобразователь напряжения скачкообразно уменьшается в полтора раза (диаграмма 7). В момент времени i, напряжение на выходе преобразователя 10 (диаграмма 11) также уменьшается, что приводит к уменьшению в полтора раза крутизны нарастания напряжений разверток (диаграммы 1517). В результате зтого угол регулирования, равный в приводимом примере

75 эл, град, через некоторое время (в данном случае треть периода) восстанавливает свое первоначальное значение, из диаграмм 18-23 Видно, что только два отпирающих импульса (эашт{жховаиы на фиг. 2) поступают во время переходного процесса с углами регулирования, отличньпш от 75 эл.град. В реальных случаях частота пи дгающе го напряжения изменяется не скачкообразно,а плавно,поэто,| му описанное устройство в регшьных

переходных процессах может с определенной точностью поддерживать задан ний угол регулирования.

Положительный эффект от использования предлагаемого устройства состоит в том, что последнее сохраняет работоспособность в условиях, когда частота напряжения на входе преобразователя изменяется в достаточно широких пределах, а кроме того, в повышении надежности устройства,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНО. ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕORPA3OBATEJIEM, содержащее блок син- хронизации, выходной блок и каналы уп равления, каждый из которых содержит интегрирующий блок с зарядным коиде«сатором, параллельно которому подключен разрядный ключ, управляющий вход которого соединен с соот- ветствукхцим выходом блока синхронизации, и компаратор, первый вход которого соединен с выходом интегрирупцего блока, втЪрой вход соединен с управляющим входом устройства импульсио-фаэового управления, выход предназначен для подключения через выхо(диой блок к управляющим злектродам вентилей, отличаюцеес я тем, что, с целью обеспечения постоянной чувствительности и повышения надежности путем предотвращения срывов отпирающих импульсов при изменении частоты на входе вентильного преобразователя; оно снабжено генератором миатульсов, счетчиком, регистром памяти и преобразователем код-аналог с обратно пропорциональной зависимостью, причем счетный вход счетчика соединен с выходом (Л генератора импульсов, установочный вход - с одним из выходом блока синхронизации, информационный вход регистра памяти поразрядно соединен с одним из выходов блока синхронизации, вход преобразователя код-аналог поразрядно соединен с выходом счетчика, a синхронизнруюадий вход соединен с выходом регистра памяти, вход каждого интегрирующего блока (Х соединен с выходом преобразователя а код-аналог. СП 4:; 4

П ТГ

n

П П

IL