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

выходы триггеров соединены с первыми тремя входами блока управления, вторые выходы соединены с управляющими входами соответственно первого, второго и третьего ключей сброса счетчиков, вторые шесть входов блока управления подключены к йыходам генератора импульсов синхронизации, при этом блок управления снабжен шестью элементами И и шестью элементами ЗАПРЕТ, причем первый вход каждого элемента И соединен с выходом генератора импульсов синхронизации, соответствующим определенному вентилю преобразователя, второй вход соединен с выходом триггера, соответствующего тому же вентилю, прямой вход элемента ЗАПРЕТ соединен с выходом одного элемента И, а инверсньй вход соединен с выходом элемента И, соответствующего предьщущему по порядку работы вентилей каналу.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СШХРОННОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен через первый, второй и третий ключи к счетнь1м входам первого второго и третьего счетчиков опорного кода, генератор импульсов синхронизации, входы которого предназначены для подключения к сети, блок сравнения опорных кодов с кодом управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона изменения угла открьгеания, оно снабжено тремя блоками элементов И, блоком элементов ИЛИ, тремя элементами ИЛИ управления блоками элементов И,.шестью выходными элементами И, тремя элементами ИЛИ сброса счетчиков, тремя триггерами управления, блоком управления с девятью входами и шестью выходами, причем входы блоков элементов И соединены с разрядными выходами соответствующих счетчиков опорного кода, входы каждого разряда блока элементов ИЛИ соединены с выходами одного и того же разряда всех трех блоков элементов И, а выходы соединены с разрядными входами блока сравнения, первые входы выходных элементов И соединены с выходом блока сравнения, первый выход блока управления соединен с первым входом первого элемента ИЛИ управления блоком элементов И и вторым входом первого вькодного эле- мента И, второй выход с первьм входом второго элемента ИЛИ и вторым входом второго выходного элемента И, третий вькод - с первым входом третьего элемента ИЛИ и вторым входомтретьего выходного элемента И, четвертый выход - с вторым входом перg вого элемента ИЛИ и вторым входом четвертого вьссодного элемента И, пя(/) тый выход - с вторым входом второго элемента ИЛИ и вторым входом пятого С .выходного элемента И, шестой выход с вторым входом третьего элемента ИЛИ2 и вторым входом шестого выходного элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ управления блоками элементов И соединены с управляющими входами соответственно nep-QO вого, второго и третьего блоков элементов И, входы первого элемента ИЛИ сброса счетчиков соединены с выходами первого и четвертого выходных элементов И, входы второго элемента ИЛИ сброса - с вьЬсодами второго и пятого выходных элементов И, входы третьего элемента ИЛИ сброса - с выходами третьего и шестого выходных элементов И, первые входы триггеров управления соединены с выходами генератора импульсов синхронизации, вторые входы соединены с выходами соответственно первого, второго и третьего элементов ИЛИ сброса счетчиков, первые

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах управления вентильными преобразователями. Известно устройство для управления трехфазным мостовым вентильным преобразователем, в котором каждые три опорных напряжения одной группы вентилей преобразователя сравнивают с напряжением управления на своем отдельном блоке сравнения. Порядок подключения опорных напряжений к бло кам сравнения обеспечивается счетом импульсов с блока сравнения и поочередной работой блоков сравнения l. Недостатками этого устройства являются низкая надежность из-за боль шого количества элементов памяти (счетчик импульсов, триггерное кольцо) , жестко несинхронизированных с Jанодными напряжениями, усложнение схемы устройства, асимметрия импульсов управления из-за применения двух блоков сравнения с неидентичными характеристиками, возможность ложных срабатьгоаний и прохождения помех. Наиболее близким к предлагаемому по тех1 ической сущности является устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которо го подключен через первый, второй и третий ключи к счетным входам первого, второго и третьего счетчиков опо ного кода, генератор импульсов сиихронизации, входы которого предназначены для подклктения к сети,блок сравнения опорных кодов с кодом упра ления С 2, Однако известное устройство управления характеризуется ограниченным диапазоном изменения фазы импульсов открывания ( не более 2 - , где m ЧИСЛО опорных напряжений) и недостаточной надежностью устройства управления. Причиной недостатков является отсутствие четкого определения устройством интервалов, на которых необходимо осуществлять сравнение опорных напряжений и напряжения управления для получения надежного управления при широком диапазоне изменения угла открывания. Цель изобретения - расширение диапазона изменения угла открывания и повышение надежности устройства управления. Поставленная цель достигается тем, что устройство для синхронного управления многофазным вентильным преобразователем снабжено тремя блоками элементов И, блоком элементов ИЛИ, тремя элементами ШШ управления блоками элементов И, шестью выходными элементами И, тремя элементами ИЛИ сброса счетчиков, тремя триггерами управления, блоков уйравления с девятью входами и шестью выходами, причем входы блоков элементов И соединены с разрядными выходами соответствующих счетчиков опорного кода, . входы каждого разряда блока элементов ИЛИ соединены с выходами одного и того же разряда всех трех блоков элементов И., а выходы соединены с разрядными входами блока сравнения, первые входы выходных элементов И соединены с выходом блока сравнения, первый выход блока управления соединен с первь1м входом первого элемента ИЛИ управления блоком элементов И и вторым входом первого выходного элемента И, второй выход- с первым входом второго элемента ИЛИ и вторым входом второго выходного элемента И, третий выход - с первым входом третье го элемента ИЛИ и вторым входом треть его выходного элемента И, четвертый выход - с вторым входом первого элемента ИЛИ и вторым входом четвертого выходного элемента И, пятый выход с вторым входом второго элемента ИЛИ и вторым входом пятого выходного элемента И, шестой выход - с вторым входом третьего элемента ИЛИ и вторым входом шестого выходного элемента И, выходы первого, второго и третьего элементов ИЛИ управления блоками элементов И соединены с управ ляющими входами соответственно перво го, второго и третьего блоков элементов И, входы первого элемента ИЛИ сброса счетчиков соединены с выходами первого и четвертого выходных элементов И, входы второго элемента ИЛИ сброса - с выходами второго и пятого выходных элементов И, входы третьего элемента ИЛИ сброса - с выходами третьего и шестого выходных элементов И, первые входы триггеров управления соединены с вькодами генератора импульсов синхронизации, вторые входы соединены с выхода соответственно первого, второго и третьего элементов ИЛИ сброса счетчиков, первые выходы триггеров соединены с первыми тремя входами блока управления, вторые выходы соединены с управляющими входами соответственно первого, второго и третьего ключейсброса счетчиков, вторые шесть входов блока управления подключены к выходам генератора импульсов синхронизации, при этом блок управления снабжен шестью

элементами И и шестью элементами ЗАПРЕТ, причем первый вход каждого элемента И соединен с выходом генератора импульсов синхронизации, соответствующим определенному вентилю преобразователя, второй вход соединен с выходом триггера, соответствующего тому же вентилю, прямой вход элементов ЗАПРЕТ соединен с выходом одного элемента И, а инверсный вход соединен с выходом элемента И, соот30 формирования сигналов сброса счетчиков опорных кодов, выходы которых

50 соединены с вторыми входами триггеров.

Елок управления 18 (фиг. 2) содержит шесть логических элементов И 31 - 36, первые входы которых

55 соединены с выходами формирователя логических сигналов анодных напряжений, а вторые входы соединены с первыми выходами триггеров управления. ветствующего предыдущему по порядку работы вентилей каналу. На фиг, 1 представлена функциональная схема устройства} на фиг,2 функциональная схема блока управления; на фиг. 3 - линейные диаграммы, поясняющие работу устройства. Устройство содержит формирователь логическихсигналов анодных напряжений 1 и генератор импульсов синхронизации 2, входы которых подключены на напряжение сети} генератор такто- вых импульсов 3; счетчики опорного кода 4-6 соответственно первого, второго и третьего каналов управления i ключи сброса 7-9 счетчиков соответственно первого, второго и третьего каналов, триггеры 10 - 12 управления счетчиками соответственно первого, второго и третьего каналов первые входы которых соединены с вы-; ходами генератора импульсов синхронизации, вторые выходы соединены С управляющими входами ключей сброса своих каналов; блоки элементов И 13 15 подключения опорных кодов, входы которых соединены с разрядными выходами счетчиков, блок элементов ИЛИ 16, входы каждого из которых соединены с выходами одного и того же разрядов всех блоков элементов И, блок сравнения 17 опорных кодов и кода управления, входы которого соединены с разрядными выходами блока элементов ИЛИ} блок управления 18, первые три входа которого соединены с первыми выходами триггеров, вторые шесть входов соединены с выходами формирователя логических сигналов анодных напряжений} двухвходовые эле;менты ИЛИ 19 - 21 формирования сигналов управления блоками элементов И, выходы которых соединены с управляющими входами блоков элементов Щ выходные элементы Ц 22 - 27, первые входы которых соединены с выходом блока сравнения 17 элементы ИЛИ 28 соответствующих опорным, напряжениям тех же вентилей преобразователя, и шесть логических элементов ЗАПРЕТ 37 - 42. Прямые входы элементов ЗАПРЕТ 3742 соединены с выходами элементов И соответственно 31 - 36, а инверсные входы элементов ЗАПРЕТ 37-42 соединены с вшсодами элементов И пре дыдущих по поря.дку работы каналов 36, 31, 32, 33, 34, 35. На фиг. 3 Од , Up , ff - фазные напряжения питающей сети; UQ - опор ный КОД) , Uj,g , UQ - опорные коды вентилей катодной группы фаз A,В, .С; О Q , Upg , опорные коды вентилей анодной группы фаз А, B,Cj Uj код управления, « , Ь , с,6(,Ъ,с - логические сигналы анодных напряжений вентилей, соответ ствующие анодным напряжениям от точе естественного открывания вентилейi ; Z , 21 , Z с - сигналы на выходах триггеров управления, 5 , 5 , 5 , S-, 5г , 5 - выходные сигналы блок управления 18, / t Q t с ft Uf - импульсы на выходах устройства I Устройство работает следующим образом. При поступлении импульса синхрони зации с генератора 2 включается триг гер управления, например 10, и замыкает ключ 7 счетчика 4. На выходе счетчика 4 форкмруется опорный код для вентиля фазы А. Если счетчик 5 предыдущей порядку работы фазы В находится в рабочем состоянии и триг гер 11 находится в состоянии 1, то на выходе элемента И 33 блока управления 18 формируется сигнал 1, который поступает на инверсньй вход элемента ЗАПРЕТ 40 следующего по порядку работы вентилей канала и блоки рует выход элемента ЗЛЛРЕТ 40, т.е. на его выходе будет сигнал О. На выходе предьщущего по порядку работы вентилей элемента ЗАПРЕТ 39 будет сигнал 1 (при условии, что триггер 12 находится в состоянии О). Сигнал 1 с выхода элемента ЗАПРЕТ 39 блока 18 поступает через элемент ИЛИ 20 на управлякшщй вход блока эле ментов И 14 и подключает опорный код счетчика 5 через блок элементов ИГШ 16 на вход блока сравнения 17. Блок 13 остает отключенным, так как с вькодов элементов 37 и 40 блока управления 18 через элемент ИЛИ 19 на управляющий вход блока элементов И 13 поступает сигнал О. В момент равенства опорного кода счетчика 5 коду управления U,. на выходе блока сравнения 17 формируется сигнал 1, который пройдет через элемент И 26, так как на второй вход элемента И 26 поступает сигнал 1 с выхода элемента ЗАПРЕТ 39 блока управления 18. Остальные элементы И 22, 23, 24,25 и 27 не пропускают сигнал на свои выходы, так как на их вторые входы поступают сигналы О с остальных выходов блока управления 18. Импульс управления Ug фазы В с вькода элемента 26 проходит через элемент ИЛИ 29 на второй вход триггера 11 фазы В и переключает его в состояние О. При этом размыкается ключ 8, происходит сброс счетчика 5 м исчезает импульс на выходе блока сравнения 17. Появление на выходе триггера 11 сигнала О приводит к появлению сигнала О на выходе элемента И 33 и на выходе элемента ЗАПРЕТ 39, а на выходе элемента ЗАПРЕТ 40 появляется сигнал 1. Сигнал О с выхода элемента 39 отключает блок элементов И 14 и элемент И 26, а сигнал 1 с выхода элемента 40 включает блок элементов И 13 и подготавливает элемент И 24. Код со счетчика 4 фазы А через блок элементов И 13 и блок элементов ИЛИ 16 поступает на вход блока сравнения 17 и сравнивается с кодом управления. В процессе формирования опорного кода фазы А и его сравнения с кодом управления может начаться и формирование опорного кода следующей фазы С по команде синхронизирующего импульса с генератора 2, но формируемый опорный код фазы С не будет подключен к блоку сравнения 17, так как сигнал подключения на выходе элемента ЗАПРЕТ 41 блока управления 18 не будет сформирован до тех пор, пока не появится сигнал от сравнения предьщущего опорного кода с кодом управления и не сбросит триггер предьздущей фазы А. Для трехфазной мостовой схемы порядок чередования сигналов на выходе блока управления 18 - S,, 5с - Ч-5а - 5с - . Таким образом, момент включения четчика определяется только команой синхронизации, момент отключения счетчика - моментом импульса -, т сравнения опорного кода данного

счетчика с кодом управления, момент подключения опорного кода к блоку сравнения определяется сигналами анодных напряжений (постоянная синхронизация) и состоянием предьщущего по порядку работы триггера. Так как опорное напряжение (код) последующего счетчика в любой момент времени меньше опорного напряжения предьщущего счетчика, то обязательно прежде, чем наступит равенство опорного напряжения данного счетчика коду управления, должно наступить равенство коду управления опорного кода предьщущего счетчика, тем самым обеспечивается своевременное подключение опорного напряжения к общему блоку сравнения на интервале, на котором именно это опорное напряжение должно сравниваться с кодом управления. Таким образом, расширяется диапазон изменения угла откры-вания и обеспечивается высокая

надежность устройства управления .

Иа линейных диаграмм (фиг. 3) видно, что интервалы подключения опорных кодов (рабочие участки опорных кодов выделены жирной линией) формируются с момента появления предыдущего импульса управления, но при условии наличия рабочего диапазона анодного напряжения очередного вентиля, и до момента формирования импульса управления очередного вентиля.. При этом при малых углах открывания вентилей образуются большие интервалы,

на которых ни один канал управления не подключен к блоку сравнения, т.е. как раз при полном использовании преобразователя по напряжению обеспечивается наибольшая надежность работы устройства управления. При изменении управления кода обеспечивается и в статике и в динамике изменение углов открывания в диапазоне 0-180.

С а ь С а

Uo

a

t

e

a

с 8

в

f i $c l

A fc Ив НЛ

He Hi