Устройство для управления реверсивным выпрямителем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/24 

Изобретение относится к электррбтехнике, в частности к устройствам управления.реверсивными выпрямителями7 и может использоваться в реверсивных выпрямительных агрегатах, осуществляющих автоматическое реверсирование тока в нагрузке по истечении заданного времени. Известно устройство, содержаи(ее два генератора импульсов с регулируемой частотой, выходные и прс южуточные усилители мощности элементы задержки, элементы ИЛИ-НЕ, триггер, переключатели и счетчики импуль сов , имеющие установочный вход и 1 выходов, $ этом устройстве к выходу каждого из генераторов импульсов подключено по однсялу счетчику импуль сов, .выходы одного из которых подключены через переключатель к первому входу триггера, а выходкл другого к второму выходу триггера через другой переключатель. Кроме того, к каходому из выходов , триггера через последовательно соединенные -промежуточный усилитель мощности, элемент задержки и элемент ИЛИ-НЕ подключено по одному выходному усилителю : мощности, у первого из которых .выход подключен к установочному входу второго счетчика импульсов и к системе управления тиристорами выпрямителя, а у второго - к установочному входу первого счетчика импульсов и к сис.теме управления тиристорами выпрями теля 1 j .. Однако в данном устройстве неэффективно используются генераторы и счетчики импульсов, так как во время работы одного из счетчиков, импульсов другой счетчик заторможен и не выполняет своих функций.Кроме t-oго,после каждой подачи питания на данное устройство триггер устанавливается в любое из устойчивых состояний. В результате этого выпрямитель начинает работать ие всегда с той по лярностью выходного наг1ряж,е8ия, какую требует нагрузка выпрямителя. Наиболее близким по технической сущности к предложенному является устройство, содержащее генератор импульсов с регулируемой частотой, к выходу которого подключ1ен вход счетчика икетульсов, одна выходов которого через первый переключатель подключена к nepBOw йхрду триггера а другая часть выходов через второй переключатель - k второму входу триггера. К каждому из выходов триггера через элемент задержки подключе но по одному усйлитё по, к выходу каж дого из которых подключено по одному реле и по рходу элемента Й-ЙЕ, выход которого подключен к установочному входу счетчика Импульсов . Однако известное устрой тво /не всегда обеспечивает включение вьтрямителя в работу с той полярностью выходного напряжения, какую требует нагрузка выпрямителя. Это происходит из-за использования в устройстве триггера, который, при подаче на него питания, может устанавливаться в Любое Из устойчивых состояний, и устройство, в зависимости от состояния триггера, разрешает работать тиристорам либо обеспечивающим, либо не обеспечивакйним необходимую полярность выходного напряжения выпрямителя. Кроме того, указанное устройство не позволяет работать реверсивному выпрямителю с одной предварительно выбранной полярностью выходного напряжения, что сужает технические возможности реверсивного выпрямителя. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее генератор импульсов с переменным резистором, подключенный к счетному входу счетчика, выходы которого соединены с входами первого и второго переключателей соответственно, два элемента задержки, выходы которых предназначены для соединения через соответствующий усилитель с реле и с одним из входов ottojero элемента И-НЕ, триггер, снабжено четырьмя дополнительны ™ элементами И-НЕ, тремя резисторами, третьим и четвертым переключателями, конденсатором и э лементом ИЛИ, причем триггер выполнен в виде ЗК -триггера с установочным входом,который подключен Через резистор к пололсительной шине, питания,а через конденсатор и параллельно ему подключенный третий переключатель - к отрицательной шине питания, установочный входЗК-триггера и .выход общего элемента И-НЕ подключены к входам элемента ИЛИ,выход которого подключен к установочному входу счетчикё импульсов, счетный вход О К -триггера через замыкающий контакт одного из реле подключен к выходу первого Переключателя и через замыкающий контакт другого реле - к выходу второго переключателя, один из выходов ЗК-триггера подключен к первым входам первого и четвертого Дополнительных элементов И-НЕ, а другой - к первым входам второго и третьего дополнительных элементов И-НЕ, вторые входы первого и третьего, второго и четвёртого дополнительных элементов И-НЕ соответственно соединены между собой и каждая пара указанных вгхрдбв подключена через резистор к положительной шине питания и через четвертый переключатель - к отрщз.ательной цтне питания, выходы первого и второго дополнительных элементов И-НЕ Подключены к входу одного

лемента задержки, а выходы третьегс, четвертого дополнительных эле.ментов И-НЕ - к входу другого элемента адержки.

На чертеже представлена принцииальная электрическая схема устройства.;

Устройство управления содержит генератор 1 импульсов, к выходу ко- торого подключен вход счетчика 2 импульсов, одна часть выходов которого подключена к входам первого переключателя 3, а другая часть - к входам второго переключателя 4, Л(С-триггер 5,- к выходам которого через дополнительные элементы 6 и 7 И-НЕ, элемент 8 задержки и усилит ль 9 подключены реле 10 и первый вход элемента 11 И-НЕ, а через дополнительные элементы 12 и 13 И-НЕ элемент 14 задержки и усилитель 15 реле 16 и второй вход элемента 11 ИНЕ, выход которого и установочный вход Dk -триггера 5 подключены к входам эле{1ента 17 ИЛИ, подключенного выходом к установочному входу счетчика 2,импульсов, резисторы 18 - 20, третий и четвертый переключатели 21 и 22 конденсатор 23, положительную 24 и отрицательную 25 шины питания. В устройстве счетный вход ЗК-триггера 5 через замыкающий контакт 26 реле 10 подключен к выходу первого переключателя 3, а через заыкающий контакт 27 реле 16 - к выходу второго переключателя 4, установочный вход 3К-триггера 5 через резистор 18 подключен к положительной шине 24 питания и через конденсатор 23 и параллельно ему подключенный третий переключатель 21 - к отрицательной шине 25 питания, 3 и К входыЛК -триггера 5 соединены с положительной шиной 24 питания, один из выходов 3k -триггера 5 подключен к первым входам дополнительных элементов 6 и 13 И-НЕ, а другой - к первым входам дополнительных элемен- тов 7 и 12 , вторые входы дополнительных элементов 6 и 12 И-НЕ че ез резистор 20, а дополнительных элементов 7 и 13 И-НЕ - через резистор. 19 подключены к положительной шине 24 питанияj и через четвертый пееключатель 22 - к отрицательной шине 25 питания. Для управления выпряителем выход элемента 11 И-НЕ подлючен к системе управления тиристоами выпрямителя. . ; Работу устройства рассмотрим при словии начального .положения перелючателей 21 и 22 (см. чертёж).

После подачи на устройство напряжения питания на установочный вход триггера 5 поступает через переключатель 21 сигнал О, что приводит к появлению сигнала О на прямом

выходеЗК -триггера 5 и сигнала 1 на инверсном выходе. Указанные сигналы поступают на первые входы соответственно элементов 6,.,., 13, 7 и 12 И-НЕ. Одновременно на вторые входы элементов 6 и 12 И-НЕ через переключатель 22 поступает сигнал О, а на вторые входы элементов 7 и 13 И-НЕ через резистор 19 поступает сигнал 1. При указанных

0 входных сигналах на выходах элементов 6 и 7 И-НЕ будет сигнал , а на выходах элементов 12 и 13 И-НЕ сигнал О. С выходов элементов 6 и 7 И-НЕ сигнал 1 через элемент 8

5 задержки поступает на вход усилителя 9 , который под действием поступившего на. вход сигнала включает реле 10. Реле 16 в это время выключено, так как на вход включающего его

0 усилителя 15 через элемент 14 за- держки.. поступает сигнал О. При указанных положениях реле 10 и 16 на один вход элемента 11 И-НЕ с выхода усилителя. 9 поступает сигнал О, а на другой вход с выхода уси5лителя 15 - сигнал 1. В результате этого на выходе элемента 11 И-НЕ букоторый разрешает

дет сигнал

работать системе управления тиристорами выпрямителя.

0

При изменении положения лереключателя 22 на вторые входы элементов 6 и 12 И-НЕ через резистор 20 поступает сигнал 1, а на вторые входы элементов 7 и 13 И-НЕ через

5 переключатель 22 поступает сигнал О . В результате этого изменяются на противоположные сигналы на выходах элементов 6 и 7, 12 и 13 И-НЕ, что приводит к выключе0нию реле 10 и включению реле 16, а также к появлению на выходе элемента 11 И-НЕ сигнала 1, разрешающего работу системы управления тиристорами выпрямителя.

5

Таким образом, с помощью переключателя 22 обеспечивается переклю-. чение реле 10 и 16, но, поскольку в реверсивном выпрямителе контакты одного из указанных реле используются для включения тиристоров пря0мого направления, а контакты другого реле используются для включения тиристоров обратного направления, то с помощью переключателя 22 обеспечивается и реверсирование выходного

5 Тока выпрямителя.

При разомкнутом- контакте переключателя 21 предложенное устройство обеспечивает автоматическое реверсирование выходного тока выпрямителя

0 через заданные промежутки времени, Это обеспечивается следующим образом.

После подачи на устройство напряженил питания начинает заряжаться

5 конденсатор 23 и в это время сиг- . : О с конденсатора 23 поступает и установочный вход триггера,5 и через элемент 17 ИЛИ - на установоч ный вход счетчика 2 импульсов. При этом устанавливаются в исходное сос тояние счетчик 2 импульсов и JK --три гер 5, что приводит при указанном н чертеже положении переключателя 22 к включению реле 10, которое подклю чает Свойм контактом 26 выход переключателя 3 к счетному входу 3U -три гера 5. С момента,, когд зарядится конденсатор 23, сигнал О не посту пает на указанные установочнце входы, и счетчик 2 импульсов считает импульсы, генерируемые генератором 1 импульсов. После отсчёта определенного количества импульсов сигнал 1, поступающий через переключатель 3 и контакт 26 с выхода счетчика 2 импульсов на счетный вход Ok -триггера 5, меняется на сигнал О, и это переводитЗК триггер 5 в другое устойчивое сос тояние. В результате этого меняются на противоположные сигнгшы на первых входах элементов 6 и 13, 7 и 12 И-НЕ, что приводит к изменению на противоположные сигналов на выходах элементов б и 7, 12 и 13 И-НЕ С этого момента сигнаш 1 перестает поступать на вход усилителя 9 и этот усилитель мгновенно отключает реле 10. При этом на выходе усилителя 9 появляется сигнал 1, который поступает на первый вход элемента 11 Й-НЁ. Сразу же после перехода DK -триггера 5 в другое устойчи вое состояние на второй вход элемен та 11 И-НЕ с выхода усилителя 15 также подается сигнал 1, так как на вход усилителя 15 сигнал 1 с выхода элементов 12 и 13 И-НЕ посту пает через элемент 14 задержки не мгновенно, а с выдержкой времени. В результате этого в течение выдерж ки времени на выходе элемента 11 ИНЕ появляется сигнал О, который запрещает работать системе управления тиристорами выпрямителя и который поступает через элемент 17 ИЛИ на установочный вход счетчика 2 импульсов и устанавливает его в исход ное состояние. Когда сигнал 1 поступит на вход усилителя 15, послед ний включает реле 16, которое своим контактом 27 подключает выход переключателя 4 к счетному входу ЗК -три гера 5, С этбго мсялента сигнал О с выхода усилителя IS поступает на второй вход элемента 11 Й-НЕ, что в зывает появление на выходе этого элемента сигнала 1, который разре шает работать как счетчику 2 импуль сов, так и системе управления тиристорами выпрямителя. Счетчик 2 импульсов, как только получает разрешение на работу, начинает вновь считать импульсы, и после отсчета определенного количества импульсов сигнсш 1, поступающий с его выхода через переключатель 4 и контакт 27 на счетный вход ЗК -триггс. гера 5, меняется на сигнгш О, и это изменение сигнала переводит ЗК-тиггер 5 в первоначальное устойчивое состояние. При этом реле 16 отключается, на второй вход элемента 11 И-НЕ поступает сигнал 1, что вызывает появление на его выходе сигнала О, время действия которого определяется элементом 8 задержки. После того, как на вход усилителя 9 поступит сигнал 1, включается реле 10, и устройство работает аналогично описанному. В том случае, когда переключатель 22 установлен в положение, противоположное указа;нному на, чертеже, после подачи на устройство напряжения питания происходит включение реле 16, и устройство работает в порядке обратном описанному. Время нахождения 3 К-триггера 5 в каждом из УСТОЙЧИВЫХ состояний, а соответственно и время работы прямых. и обратных тиристоров выпрямителя определяется частотой генератора 1 импульсов и положением переклю- . чателей 3 и 4. Обычно при использовании реверсивных выпрямителей время работы прямых и обратных тиристоров неодинаково. Чтобы это обеспечить , выходы счетчика 2 импульсов подключены к счетнОму входу 31( -триггера 5 через контакты 26 и 27. Благодаря этому от счетного входа Зк-триггера 5 отк/иочается тот выход счетчика 2 импульсов, на котором сигнал 1 ра.ньше меняется на сигнал О. По сравнение с известным данное устройство обеспечивает вступление выпрямителя в работу с любой требующейся полярностью StdxoiD.Horo напряжения, за счет использования в устройстве чет1« ех элйиёнтов И-НЕ, трех резистсч ов, койденсатора и переключателя. Крйме того, предложенное устройство, за счет использования другого переключателя и элемента ИЛИ, обеспечивает либо автоматическое реве{)сир6вание выходного тока выпрямителя, либо работу последнего с любой выбранной полярностью выходного напряжения и с возможностью изменения этой полярности.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ.УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ, содержащее генератор импульсов с переменHbjM резистором, подключенный к c4eiTному входу счетчика, выходы которо го соединены с входами пёрвотчз и второго переключателей соответственно, два элемента задержки, выхогй которых предназначены для соединения через соответствующий усилитель с реле и с одним из входов общего элемента Н-НЕ, триггер, от л и .4 а ю щ ее с я тем,что, с целью расяяирейия функциональных возможнс стей оно снабжено четырьмя дополнительншда элементами И-НЕ, тремя резисторами, третьим и четвертым переключателями, конденсатором и элементом ИЛИ, причем триггер выполнен в виде J К триггера с устано-. вочным входом, который подключен через резистор к положительной шине , питания, а через конденсатор и параллельно ему подключенный третий переключатель - к отрицательной шине питания, установочный вход ЗКтриггера и выход общего элементй ИНЕ подключены к входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к установочному входу счетчика импульсов, счетный вход 3К -триггера через замыкаюрдий контакт одного из реле подключен к выходу первого переключателя и через замыкающий контакт другого реле - к выходу второго переключателя,, один из вь1ходов JK -триггера подключен к первым входам первого и четвертого дополнительных элементов И-НЕ, а другой - к первым входам второго и третьего дополнительных, элементов И-НЕ, вторые входы первого и третьего, второго и четвертого дополнительных элементов ИНЕ соответственно соединены между собой и каждая пара указанных входов подключена через резистор к положительной шине питания и через четвертый переключатель - к отрицательной шине питания, выходы первого и второго дополнительных элементов И-НЕ подключены к входу одного элемента задержки, а выходы третьего и четвертого дополнительных элементов ИНЕ - к входу другого элемента задержки.