Устройство для одноканального фазового управления тиристорным преобразователем Советский патент 1986 года по МПК H02P13/10 

Изобретение относится к области электротехники имоясет быть использовано в источник с питрания электромагнитного оборудования электрофизических установок,. , ;.

Известен источник питания со стабилизацией выходно го тока, в котором тиристорный преобразователь охвачен KoHTypoM отрицательной обратной свя-, зи, где устройство стабилизации тока тиристорного преобразователя с одноканальной системой фазового управле- ния содержит регулятор реализующий интегральный или пропорционально-интегральный закои регулирования, и усилитель ошибки сравнивающий управляющий сигнал с током преобразователя. Система фазовогр управления содержит устройство-ограничения предельных углов включения тиристоров, необходимое для обеспечения диапазона устойчивой работы преобразователя, В импульсном режиме работы источника для обеспечения быстрого выхода на заданный уровень тока индуктивной нагрузки необходима работа преобразователя на предельных углах включения

ИИН |АЛКС

Недостатком устройства стабилизации тока этого источника при работе в импульсном режиме является ухудшение переходных характеристик по управляющему сигналу при работе преобразователя на предельных углах включения тиристор ов ,ji, .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство стабилизации тока в источнике питания вспомога ельных магнитов суперсинхротрона, содержащее усилитель сигнала ошибки, регулятор тока с ограничением выходного сигнала, одноканальную систему фазового управлеия, содержащую устройство сравнения, компаратор, формирователь импульса и распределитель, : ключенные последовательно, а также формирователь разертывающего напряжения, в качестве оторого используется интегратор постоянного напряжекия смещения со сбросом сигналом формирователя имульсов выходногр сигнала -интегратора на постоянную величи-ну, подключенный .

своим выходом к выходу сравнивающего стройства, распределителя связан с тиристор10)5 преобразователем, с выхода которого .заводится отрицаельная обратная связь на регулятор

через усилитель ошибки, сравнивающий управляющий сигнал с током преобразователя J устройство ограничения предельных углов включения тиристоров, связанное с формирователем импульсов и распределителем, либо принуждает к срабатыванию формирователь импульсов системы фазового управления на границе предельного инверторного релибо препятствует его

жима

кхкс

срабатыванию при углах, меньших Ы„„„, соответствующих предельному выпрямитепъпопу режиму.

Недостатком данного устройства является то, что при увеличении питающего напряжения выше минимально возможного ограничение выходного напряжения тиристорного преобразователя будет наступать раньше,, чем это допускает устройство ограничения предельных углов включения тиристоров. Преобразователь оказывается недоиспользован по напряжению в режимах с напряжением сети выше минимально возможного, и переходные процессы вследствие этого затягиваются.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей в импульсном режиме, .

Поставленная цель Достигается тем, что f устройство для одноканального фазового управления тиристорным преобразователем, содержащее усилитель сигнала ошибки, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя развертьюающего напряжения, выход через Компаратор - с первым входом формирователя управляющих импульсов, второй вход которого соединен с первым выходом блока ограничения предельных углов включегшя тиристоров, выход его соедийен с первым входом распределителя импульсов и с входом формирователя развертывающего напряжения, m выходов распределителя импульсов . предназначены для соединения с управляющими клеммами тиристорного преоб.разователя, (т+1) выход соединен с входом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, второй вьрсод которого соединен с вторым входом распределителя, введены RS-триггеры и элементы И по числу выходов распределителя, многовходовый элемент И, многовходовьш элемент ИЛИ, управляющий ключ, согласующий усилитель. причем каждый выход распределителя соединен с S-входом соответствующего RS-триггера, R-вход которого соединен с соответствующим выходом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, инверсные выходы всех RS-триггеров и выход компаратора соединены с входами многовходового элемента И, выход которого соединен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, прямой выход каждого из КВгтриггеров через один вход соответ ствующего элемента И, другой вход которого соединен с сортветствующий выходом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, соединен с одним из входов многовходового эле мента ИЛИ, а выход многовходового элемента ШШ соединен с входом управ ляющего ключа, соединяющего второй вход регулятора с выходом согласующего усилителя, вход которого соедийен с выходом элемента сравнения. На фиг.1 представлена схема устройства стабилизации тока тиристорного преобразователя с одноканальной системой фазового управления} на фиг,2 - временные диаграммы сигналов на выходам элементов схемы для трехфазного преобразователя. Устройство содержит тиристорный преобразователь 1, связанный с выходами одноканапького блока фазового управления 2, который содержит последовательно включенные элемент срав нения 3, компаратор 4, формирователь управляющих импульсов 5, распределитель 6, а также блок 7; ограничения предельных углов включения тиристоров, соединенные с распределителем 6 и формирователем 5 управляющих импульсов, и формирователь развертьшающего напряжения 8, соединенный свои входом с выходом формирователя 5 управляющих импульсов, выходом - с вторым входом элемента сравнения 3 J первый вход элемента сравнения 3 соединен с Выходом регулятора 9, а вхо регулятора соединен с выходом усилителя ошибки 10, RS-триггеры 11 по числу выходов распределителя, многовходовой элемент И 12 и многовходово элемент ШШ 13, двухвходовые элемент И 14 по числу выходов распределителя управляемый ключ 15 и согласующий усилитель 16. RS-триггеры соединены каждый своим входом S с соответствую щим выходом распределителя, а инвертирующие выходы триггеров соединены с элементом И 12, один из входов которого соединен с выходом компаратора, а выход - с многовходовым элементом ИЛИ 13, Входы R RS-триггеров соединены с соответствующими выходами блока ограничения предельных углов, а неинвертирукяцие выходы RS-триггеров, каждай через элемент И 14 другой вход которого соединен с соответствующим ему выходом блока ограничения предельных углов, соединены с входами tMHoroBXOjDtoBoro элемента ЙШ 13, выход которого соединен с управ лянщим входом ключа 15, соединяющего второй вход регулятора с выходом согласующего усилителя 16, вход которого соединен с выходом элемента сравнения . На фиг.2 обозначены сиг налы 3 на выходе блока 7 ограничения углов ,r, , К - на выходе компаратора ; . Y V .1 Ь на выходе соответствующих каналов распределителя 6i на инверсных выходах каждого из да RS-триггеров 11 Кл - на выходе многовходового элемента ИЛИ 13j fi - сигнал ошибки на выходе блока 10, И выходной сигнал регулятора 9i Р сигнал развертки .блока 8, От - сигнал ошибки с выхода элемента сравнения 3. Устройство работает следующим образом. Тирнсторный преобразователь 1 управляется выходными импуЛьса ми блоки фазового управления 2. Входной сигнал системы импульсно-фазового управления сравнивается с напряжением развертки, в момент превышения напряжением развертки входного сигнала срабатывает компаратор, который вызывает, в свою очередь, срабатьшание формирователя управлянщих импульсов 5 и появление о на одном иэ выходов распределителя 6 поджигающего тиристор импульса. .Формирователь напряжения развертки 8 после появления импульса переключается на развертывающее напряжение для включения следующего тиристора, при этом напряжение на его Выходе сниз ается и становится меньше входного сигнала - компаратор возвращается в исходное состояние. При работе преобразователя на предельных минимальных углах напряжение развертки уже превышает входной сигнал, и компаратор срабатывает, но срабатыванию формирователя импульсо препятствует устройство ограничения предельных углов. Это происходит при каждом случае .появления сигнала на выходе компаратора раньше минимально возможного по времени углаЫ , Блок ограничения предельных углов принуждает к срабатыванию фо1 ирователь им пульсов при несработавшем компараторе в случае работы преобразователя на предельных максимальных углах включения тиристоров о/, . При таком режиме работы на выходе регулятора 9, связанного с входом блока фазового управления, может накапливаться за время работы на предельных углах существенная величина ошибки, определяемая усилителем ошибки 10, включенным на входе регулято-; ра. При этом напряжение на входе бло ка фазового управления не соответствует значению напряжения развертки, При изменении сигнала управления и , вызывающего изменение сигнала ошибки усилителя 10, значение сигнала на выходе регулятора 9 будет изме-, няться до нового установившегося значения тем дольше, чем больше была величина несоответствия выходного сигнала регулятора и напряжения разверт ки при работе на предельиък углах. Это ведет к замедлению обработки управляющих сигналов и повьпаению величины перерегулирования выходного ток преобразователя Id. Уровень ограничения выходного сиг нала регулятора выбран равным предельному значе1шю углов ct , при минимальйо допустимом напряжении питающей сети. В этом случае при минимальном напряжении сети выходные импульсы блока фазового, управления вырабатываются всегда в момента равенства входного сигнала блока фазового управления и напряжения разверт ки, и накопления ошибки в регуляторе не происходит. Однако при нормальном или повьшенном напряжении питающей сети ограничение сигнала регулятора происходит, раньше, чем блок фазового управления достигнет предельных углов, и поэтому возможности преобразо вателя, по напряжению не Используются Введенные RS-триггеры 11, связанные каждый с соответствуклцим выходом устройства ограничения предельных уг о о-ми ° своим вькодом распредв лителя 6, имеют на своих инвертирующих выходах единичныйсигнал от момента появления импульса на соответствующем выходе распределителя до появления импульса ограниченияot для этого же канала. Единичный сигнал на выходе элемента И 12, объединяющий все инвертирующие выходы RS-триггеров 11 и выход компаратора 4, появляется только в случае, если компаратор уже сработал, а формирователь управляющих импульсов 5 блокирован блоком ограничения предельных углов 7 до момента выработки разрешающего сигнала для одного из каналов распределителя. В это время напряжение на выходе регулятора 9 и напряжение на выходе формирователя развертки 8 не.соответствуют друг другу, приведение их в соответствие обеспечивается контуром быстродействующей обратной связи, включаемой при срабатывании от элемента И 12 через многовходовой элемент ИЛИ 13, ключа 15, соединяющего выход усилителя 16 с дополнительным входом регулятора 9. При появлении на выходе распределителя 6 импульса, ключ 15 размыкается, напряжение на выходе регулятора 9 в этот момент равно напряжению развертки. При принудительном срабатывании формирователя 5 сигнал ом Ы блока ограничения предельных углов 7 выходное напряжение регулятора 9 и напряжение развертки также могут быть не равны друг другу. Введенные элементы И 14, связанные с неинвертирующими выходами RS-триггеров 11 для каждого канала, распределителя 6 пропускают импульсный сигнал на входь многовходового элемента ИЛИ 13 и далее ключ 15. Замыкается быстродействующий контур обратной связи на регулятор 9, и напряжение на его выходе также приводится к напряжению развертки. В момент сравнения их срабатывает компаратор 4, формирователь 5, и появление импульса на выходе распределителя снимает единичный сигнал с неинвертирующего выхода RS-триггера 11 соот- ветствующего канала и, следовательно, снимает возможность прохождения нсм пульсйого сигнала of- устройства ограничения предельных углов. Ключ 15 закрывается. Таким образом, в данном устройстве напряжение на выходе регуляфора всегда соответствует напряжетш развертки в момент выработки выходных импульсов, ошибка не накапливается, а преобразователь испбльзуетсяработе 711090118 полностью по напряжению при ния. За счет этого повышается быстрона предельных углах ограниче- действие устройства стабилизации;

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКАНАЛЬНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТЙРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее усилитель сигнала ошибки, выход которого соединен с первым входом регулятора, выход которого соединен с первым входом элемента сравнения, второй вход которого соединен с выходом формирователя развертывающего напряжения, выход через компаратор - с первым входом формирователя управляющих импульсов, второй вход которого соединен с первымвыходом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, выход его соединён с первым входом распределителя импульсов и с входом формирователя развертывающего напряжения, ш выходов распределителя импульсов предназначены для соединения с управляющими клеммами тиристор.ного преобразователя, (т+1) выход соединен с входом блока ограничения предельных углов включения тиристоров, второй выход которого соединен с вторым входом распределителя, о тличающееся тем, что, с цег лью расширения функциональных возможностей в импульсном режиме, введены RS-триггеры и элементы И по числу выходов распределителя, многовходовой элемент И, многовходовой элемент ИЛИ, управляющий ключ, согласующий усилитель, причем каждый выход распределителя соединен с S-входом соответствующего RS-триггера, R-вход которого соединен с соответствующим выходом блока ограничения предельных углов включения тириЬторов, инверсные выхо(Л ды всех RS-триггеров и выход компаратора соединены с входами многовходового элемента И, выход которого со.единен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, прямой выход каждого из RS-триггеров через один вход соответствующего элемента И, другой вход которого соединен с соответству«о ницим выходом блока ограничения пре:дельных углов включения тиристоров соединен с одним из входов многовходового элемента ИЛИ, а выход многовходового элемента ИЛИ соединен с входом управляющего ключа, соединяющего второй вход регулятора с выходом согласующего усилителя, вход которого соединен с выходом элемента сравнения.

0UZ,Z