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

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть испол зовано в системах управления многофазными вентильными преобразователям постоянного и переменного тока. Известно устройство для управления многофазными вентильными преобра зователями, в котором число каналов фазового сдвига в два раза меньше числа фаз за счет того, что в каждом канале формируются импульсы с интервалом 180 эл. град, а затем распреде ляются по противофазным вентилям. За дающие импульсы формируются с помощь преобразования трехфазного синусоидального напряжения питающей сети в кратков1 сменные импульсы, следующи в каждом канале с интервалом 180 эл.гра Далее импульсы каждого канала поступают на вход блоков переменной задер ки, которые задерживают их на желаемый угол от О до 160-180 эл.град, опреде ляемый величиной поданного на них управляющего постоянного напряжения, и затем импульсы распределяют по вен с помощью шести блоков совпаде ния, на входах которых перемножают полученные кратковременные импульсы и линейные синусоиды, соответствую ци диапазону работы данного вентиля {,1 Недостатком такого устройства является наличие блоков задержки, так как при этом существенно возрастает межканальная асимметрия импульсов и резко ухудшаются динамические свойства системы при быстрых изменениях управляющего сигнала. Кроме того, получение на входе схемы кратковременных импульсов и их дальнейшее преобразование снижает надежность устройства. Наиболее близким к изобретению является устройство для управления многофазным вентильным преобразова- . телем, содержащее трехфазный источник опорного напряжения, блок фазосмещения, блоки ограничения минимального и максимального углов, блок логики, блок усилителей формирователей импульсов, причем каждый из блоков ограничения максимального и минимального углов создает сигналы длительностью 180 эл.град, а блок логики, состоящий из двенадцати элементов Н-НЕ создает изменяющиеся по длительности сигналы от 180 эл.град при d ci,cix« ctc + max + 180 эл. град, при ci Ыр. В реальных преобразовательных агрегатах 472 может устанавливаться 10 эл.град, max эл.град., тогда максимальная длительность сигнала блока логики равна 240 эл. град 2. Однако в известном устройстве блок логики содержит число каналов, соответствующее числу фаз многофазного вентильного преобразователя, так как длительность диапазонов фазосмещения для промежуточных значений углов управления отлична от 180 эл.град., а блок усиления-формирования импульсов содержит число каналов формирователей импульсов, соответствующее числу фаз преобразователя. Целью изобретения является упрощение устройства, повьш1ение надежности расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления многофазным вентильным преобразователем, содержащем трехфазный источник опорного напряжения, подключенный к входам блоков ограничения минимального и максимального углов и блока фазосмещения, блок логики, состоящий из шести элементов И-НЕ, причем первые входы этих элементов И-НЕ подключены к выходам блока ограничения минимального и максимального углов, а к вторым входам первых трех элементов И-НЕ - прямые выходы нуль-и.ндикаторов блока фазосмещения соответствующих фаз, и блок усилителей-формирователей импульсов, в блок логики введены три элемента ИЛИ, причем вторые входы вторых трех элементов И-НЕ соединены с инверсными выходами нуль-индикаторов блока фазосмещения соответствующих фаз, выходы всех элементов И-НЕ подключены соответственно фазам к входам элементов ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующим входам усилителей-формирователей.. . Кроме того, усилитель-формирователь импульсов состоит из двенадцати элементов И-НЕ, шести конденсаторов и развязывающих диодов, формирователя кратковременных импульсов, причем к входам первых шести элементов И-НЕ подключены выходы элементов ИЛИ блока логики, выходы этих элементов через шесть конденсаторов и развязывающих диодов подключены к входу формирователя кратковременных импульсов и первым входам вторых шести элементов И-НЕ, к вторым входам которых

подключен вькод формирователя кратковременных импульсов.

На фиг. 1 показана схема предлагаемого устройства управления; на фиг.2 эпюры напряжений, поясняюище работу устройства на примере фазы А.

Устройство для управления многофазным вентильным преобразователем состоит из трехфазного источника 1 опорного напряжения, выходные сигналы которого подключены к входам блока 2 ограничения минимального угла управления, блока 3 ограничения максимального угла и блока 4 фазосмещения, в котором эти сигналы суммируются с сигналами управления: +Uvj для фаз А, В и С, фаз -А, -В, -С.

Выходы блоков 2-4 подключены к входу блока 5 логики, выходы которого подключены к усилителю-формирователю 6 импульсов, причем к входам элемента И-НЕ 7 блока 5 логики подключены выход AQ блока 2 ограничений минимального угла и выход А блока 4 фазосмещений, к входам элемента И-НЕ 8 - выход BQ блока ограничений и вькод Вфс блока 4 фазосмещений, к входам элемента И-НЕ 9 - выход CQ блока ограничений и выход Сф блока 4 фазосмещений, к входам элемента И-НЕ 10 - выход .,j блока 3 ограничений максимального угла и выход - Аф|., блока 4 фазосмещений, к входам элемента И-НЕ 11 - выход

блока ограничений и выход

Вг

-В ф блока 4 фазосмещений, к входам элемента И-НЕ 12 - вьпход С,, блока ограничений и выход -Сф блока 4 фазосмещений. Выходные сигналы элементов И-НЕ 7, 10, 8 и 11, 9 и 12 подключены к входам элементов ИЛИ 13, 14 и 15, прямые и инверсные выходы которых подключены к входам элементов И-НЕ 16-21 блока 6 формирования импульсов, а выходы элементов И-НЕ 16-21 - к емкостям 22-27, которые через развязывающие диоды 28-33 и резистор 34 подключены к базе транзистора 35 с регулируемым подпором, снимаемым через резистор 36 с потенциометра 37. Выходной сигнал транзистора 35 подключен к вторым входам элементов 38-43, к первым входам которых подключены соответственно выходы элементов И-НЕ 16-21.

Устройство работает следующим образом.

На входы блоко-в 2-4 поступают синусоиды А0„, ВОР, С ор из блока 1 опорных напряжений. На выходах блоков 2 и 3 ограничений получают 180-градусные сигналы АО, В, CQ и А , ,

(фиг. 25 , в ), на выходах блока

.

4 фазосмещений - изменяющиеся по длительности в зависимости от сигналы фазосмещений А фс А фс В фс , в

, - С ФС (фиг. 2 г. , ) .

Фс

фс

Рассмотрим формирование 180-градусного сигнала фазосмещения для одной фазы, например для фазы А. . На входы элемента И-НЕ 7 в блоке 5

логики поступают сигналы АО и Афс на выходе получают сигнал Ад А (фиг. 2е ). На входы элемента И-НЕ 10 в блоке 5 логики поступают сигналы tnax и -А (- , на выходе элемента

И-НЕ 10 получают сигнал -А ). (фиг. ). Сигналы с выходов элементов И-НЕ 7 и 10 суммируются на входе элемента ИЛИ 13, выходные сигналы которого имеют длительность 180эл,град,

(рис. 2 э ), так как передний фронт определяется передним фронтом сигнала А ф(. , а задний - сигналом А ф(- , расстояние между которыми всегда равно 180 эл.град. При работе с углами

максимального и минимального ограничений длительности импульсов также остается равной 180 эл.град. Прямой выход элемента ИЛИ 13 используется для создания импульса в фазе, а инверсный - в противофазе.

На входе элемента И-НЕ 16 блока формирования импульсов персм - ожаются сигналы, поступающие с прямого выхода элемента ИЛИ 13 (фиг. 2 к) и

инверсного выхода элемента ИЛИ 14 блока 5 логики, при этом на выходе элемента И-НЕ 16 получают импульс управления для фазы +А длительностью 120 эл.град, который может быть подключен непосредственно к тиристору фазы А.

При работе с узкими импульсами сигнал с выхода элемента 16 поступает через емкость 22, диод 28 и общий

для всех каналов резистор 34 на вход формирователя кратковременных импульсов на транзисторе 35 с регулируемым током подпора, поступающим от потенциометра 37 через резистор 36.

На выходе (на коллекторе) транзистора 35 получают сборку кратковременных импульсов. Дальнейшее их распределение по фазам производится перемножением 120-градусных импульсов со сборкой коротких импульсов на элемен тах И-НЕ 38-43. Предлагаемая система управления позволяет получать сигналы фазосмеще ния длительностью 180 эл.град, во всем диапазоне управления, что дает возможность использовать один и тот же сигнал для фазы и прстивофазы и приводит к уменьшению элементов в блоке логики. Кроме того, наличие 180-градусных импульсов позволяет легко получить 120-градусные импульсы перемножением сигналов, следующих через 60 эл.град, что в свою очередь позволяет упростить схему формироваиия импульсов, уменьшив количество формирователей до одного, на выходе которого получается сборка импульсов, и осущетсвить дальнешее распределения их по фазам с помощью 120-градус ных диапазонов. Получение 120-градусных диапазонов позволяет использовать эту систему в преобразователях с последовательно соединенными мостами, где необходимо производить взаимную раздачу импульсов между системами для включения агрегатов в работу и в зоне прерывистых токов,что расширяет функциональные возможности системы и повышает универсальность ее применения.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЬМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее трехфазный источник опорного напряжения, подключенный к входам блоков ограничения минимального и максимального углов и блока фазосмещения, блок логики, состоящий из шести элементов И-НЕ, причем первые входы этих элементов И-НЕ подключены к выходам блоков ограничения минимального и максимального углов, а к вторым входам первых трех элементов И-НЕ - прямые выходы нуль-индикаторов блока фазосмещения соответствующих фаз, и блок усилителей-формирователей импульсов, отличающееся тем, что, с целью упрощения, повьпиения надежности и расширения функциональных возможностей, в блок логики введены три элемента ИЛИ, причем вторые входы вторых трех элементов И-НЕ соединены с инверсными выходами нуль-индикаторов блока фазосмещения соответствующих фаз, выходы всех элементов И-НЕ подключены сЪответственно фазам к входам элементов ИЛИ, выходы которых подключены к соответствующим входам усилителей-формирователей. 2. Устройство по п. 1, о v л ичающееся тем, что усилительформирователь импульсов состоит из (Л двенадцати элементов И-НЕ, шести конденсаторов и развязываюпщх диодов, формирователя кратковременных импульсов, причем к входам первых шести. 5 элементов И-НЕ подключены выходы элементов ИЛИ блока логики, выходы этих элементов через шесть конденсаторов и развязывающих диодов под-vj ключены к входу формирователя кратЬЭ ковременных импульсов и первым входам шести элементов И-НЕ, к вторым входам которых подключен выход формиро- . вателя кратковременных импульсов.

В1д. 20 Ж -шГ 21

Фиг.1 II 26 3Z t3A