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

1 Изобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике,- и может быть использовано в частности, для элект приводов постоянного тока. Известно устройство для управления реверсивным управляемым выпрями телем, содержащее два силовых компл та вентилей, блок логики раздельного управления, источник сигнала управления, бесконтактные ключи и с тему импульсно-фазового управления, содержащую в каждом канале источник сйнхронизируюпщх импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган и элемент памяти lj . Недостатком этого устройства являеЛя большое время бестоковой паузы при реверсе тока нагрузки, чт сужает функциональные возможности управления. . . Наиболее близким к изобретению является устройство для управления реверсивным управляемым выпрямителе содержащее блок логики раздельного управления,, источник сигнала управления, бесконт.актные ключи и блок импульсно-фазового управления, содержащий источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган, триггер и эле мент ИЛИ, вход триггера, на который подается сигнал, возвращающий его в исходное положение, подключен к выходу элемента ИЛИ, первьй вход которого подключен к : источнику синхронизирующих импульсов, а второй вход - к выходу блока логики раздельного управления, на котором во время переключения силовых комплектов существует логический сигнал t. В этом устройстве максимальная величина бестоковой паузы определяется задержкой в блоке лЬги ки раздельного управления, необходи мой .для восстановления запирающих свойств вентилей, и дискретностью преобразователя z. Недостатком устройства является возможность формирования управляющих импульсов с углами, соответству щими обратному .напряжению на вентилях. Переключение силовых комплек тон вентилей сопровождается изменением сигнала управления которое сравнивается нуль-органом с опорны напряжением. В этом случае в неско ких кйнапах системы 1Ф1пульсно-фазо68вого управления опорное напряжение может превышать сигнал управления. В момент переключения сиповых комплектов вентилей формирование управляющих импульсов блокируется выходом блока логики раздельного управления, на котором при переключении присутствует логический сигнал 1. Однако при появлении сигнала разрешения на подачу управляющих импульсов на вентили одного из силовых комплектов вентилей происходит переключение триггеров в тех каналах, где опорное напряжение превьш1ает сигнал управлениями, следовательно, формирование импульсов в этих каналах. Причем эти импульсы могут формироваться с углами управления, соответствующими обратному напряжению на вентилях, что приводит к выделению дополнительной мощности на вентилях из-за увеличения токов утечки и фактическому снижению класса вентилей.Дополнительное вьщеление мощности на вентилях приводит к ускоренному их старению, а следовательно, снижению надежности устройства в целом. Кроме того, необходимость создания запаса по напряжению вентилей (увеличение их класса) сужает диапазон возможного изменения питающего напряжения, что ограничивает функциональные возможности р1еверсивного управляемого выпрямителя. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при одновременном увеличении надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный управляемый выпрямитель, содержащий два силовых комплекта вентилей, блок логики раздельного управления, источник сигнала управления и блок импульснофазового управления, кайсдьй канал которого содержит источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган, триггер, логический элемент ИЛИ, формирователь управляющих импульсов и бесконтактные ключи, дополнительно введены логический элемент ИЛИ-НЕ, из входов которого подключен к выходу формирователя управляющих импульсов соответствующего канала блока импульснофазового управления, R5 -триггер с элементами И по R- и 5 -входам, причем новые; R-и S-входы соедийены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а вторые R-и 5 - BxojjM соответственно с первым и вторым выходами блока логки раздельного управления, два логических элемента И, первые входы ко Topbix соединены соответственно с перрым и вторым выходами RS -триггера, а вторые входы - соответственно с первым и вторым выходами блока ло,гики раздельного управления, а выхо ды элементов И - с бесконтактными ключами, вход формирователя импульса сброса соединен с третьим выходом блока логики раздельного управления, на котором на время переключения силовых комплектов существует логический сигнал 1, а его выход - с входами логических элементов ИЛИ каждого из каналов .блока импульсно-фазового управления.

На чертеже представлена функциональная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 питающего напряжения,- два силовых комплекта вентилей 2 и 3, блок 4 логики раздельного управления, источник 5 сигнала управления, систему импульсно-фазового управления, содержащую ип одинаковых каналов (6-1)-(6-ni). Каждьш канал содержит ИСТОЧНИК 7 синхронизирутрщих импульсов, генератор 8 опорного напряжения, вход которого соединен с выходом источника 7 синхронизирующих импульсов, нуль-орган 9, первый вход которого соединен с выходом генератора 8 опорного напряжения, а второй - с выходом источника 5 сигнала управления, триггер 10, первый вход которого соединен.с выходом нуль-органа 9, логический элемент ИЛИ 11, первый вход которого соединен с выходом источника 7 синхронизирующих импульсов, а выход - с вторым входом триггера 10, формирователь 12 управляющих импульсов, вход которого соединен с выходом триггера 10, а выход через бесконтактные ключи 13 и 14 - с силовыми комплектами вентилей :.-аправлений проводимости Вперед 2 и Назад 3. Устройство содержит также логический элемент -ИЛИ-НЕ 1 входы которого соединены с выходами формирователей 12 управляющих импульсов, RS -триггер 16 с элементами И по R- и 5 -входам, первые R-и 5 -входы которого соединены с выходом логического элемента-ИЛИ-НЕ 15,

а вторые Ч- и S -входы - соответственно с первым и вторым входами блока 4 логики раздельного управления, логические элементы И 17 и 18 первые входы которых соединены соответственно с первым и вторым выходами R5 -триггера 16, а вторые входы соответственно с первым и вторым выходами блока 4 логики раздельного управления, причем выходы логических элементов И 17 и 18 соединены с бесконтактными ключами 13 и 14 сооветственно, формироватех ь 1.9 импульса сброса, вход которого соединен с третьим выходом блока 4 логики раздельного управления, на котором во время переключения вентильных комплектов присутствует логический сигнал 1, а выход формиро вателя 19 импульса сброса - с вторыми входами логических элементов ИЛИ 11 каналов системы импульсно-фазового управления. . .

Устройство работае.т следуюпщм образом (рассматривается работа одного из каналов системы импульсно-фазового управления, так как все каналы идентичны).

Источник 7 синхронизирующих импулсов формируе т одн.ополярные прямоуголные импульсы, синхронизированные с сетью и следующие с частотой питающей сети. Положительный потенциал на выходе.источника 7 синхронизирующих импульсов соответствует .логической 1, а нулевой - логическому, О При появлении сигнала О на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов запускается генератор 8 опорного напряжения, на выходе которого формируется монотонно возрастающее напряжение положительной полярности. В момент состояния 1 на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов генератор 8 опорного напряжения возвращается в исходное состояние, т.е.на вьпсоде устац.авливается.напряжение, равное нулю.Опорное напряжение и напряжение управления с выхода источника 5 сигнала управления сравниваются нуль-органом 9. В момент равенства опорного напряжения и напря жения управления нуль-орган 9 мгновенно изменяет свое состояние с О на 1. Если на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов и формирователя 19 импульса сброса присутствует логический сигнал О, .то в

момент изменения состояния нуль-органа триггер 10 переключается и на его выходе появляется логический сигнал 1. При этом срабатьшает формирователь 12 управляющих импуль сов, и управляющий импульс через один из. бесконтактных ключей 13 или 14 подается на вентиль соответствующего силового Комплекта вентил 2 или 3. Состояние бесконтактньпс ключей 13 и 14 определяется выходйыми сигналами логических элементов И 17 и 18. Логический сигнал 1 на выходе этих элементов замыкает соответствующий бесконтактньй ключ 13 или 14. Необходимость, включния вентильного комплекта направлен Вперед или Назад определяется наличием логического сигнала 1 нз первом или втором выходах блока 4 логики раздельного управления. Одновременное включение двух вентильных комплектов, т.е. логическое состояние 1 одновременно на первом и втором выходах блока 4 логики раздельного управления исключается. При необходимости переключения силовых комплектов вентилей после отключения работавшего комплекта на первом и втором.выходах блока 4 логики раздельного управле ния устанавливаются логические сигналы О в течение времени, необходимого для восстановления запирающих свойств вентилей. В это время .на третьем выходе блока 4 логики раздельного управления присутствует логический сигнал 1. По переднему фронту этого сигнала формирователь 19 импульса сброса формирует импульс положительной полярности длительностью, меньшей, чем время, необходимое для восстановления запирающих свойств вентилей. Если логический сигнал 1 на выходе бл ка раздельного управления 4 появляется в момент формирования управляющего импульса, то логический сигнал О на выходе логического элемента ЙЛИ-НЕ 15 блокирует переключение RS -триггера 16, а следовательно, и замыкание соответствующего бесконтактного ключа 13 или 14 Появление сигнала 1 на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов, либЬ на выходе формирователя 1

импульса сброса приводит к появлению сигнала 1 на выходе логического элемента ИЛИ 11, возврату тригге- ра 10 в исходное состояние и появлению на его выходе логического сигнала О, т.е. схема подготавливается к вьщаче нового импуль:са. При переключении силовых комплектов вентилей из-за изменения величины напряжения управления может оказаться, что опорное напряжение в нескольких каналах превышает напряжение уйравления, так как на выходе нуль-органа 9 в этих каналах присутствует логический сигнал 1. Пока на выходе формирователя 19 импульса сброса присутствует импульс сброса, переключение триггеров 10 в этих каналах блокируется импульсом сброса. Так как длительность импульса сброса меньше времени, необходимого для восстановления запирающих свойств вентилей, т.е. времени, в течение которого оба .бесконтактных ключа 13 и 14 во всех каналах разомкнуты при переключении, еще до окончания переключения заканчивается импульс ;

Сброса, перебрасываются триггеры 10 в каналах, где опорное напряжение превьшает напряжение управления,

и начинается-формирование управляющих импульсов. Когда на первом или втором выходах блока 4 логики раздельного управления появляется с.игнал 1, то переключение R5 -триггера, а следовательно, и замыкание бесконтактных ключей 13 или 14 блокируется управляющим импульсом через логический элемент ИЛИ-НЕ 15. Таким образом, управляющий импульс, которьй сформирован при переключении с углом, соответствующим обратному напряжению на вентиле, не проходит на силовые комплекты 2 или 3. Величина максимальной бестоковой паузы при этом не превышает дискрет- . ности преобразователя. Отсутствие режимов, при которых управляющие импульсы присутствуют на вентиле вмомент пр11пожения к нему обратного напряжения, позво.;гяет снизить класс, применяемых вентилей, что в свою очередь, позволяет расширить функциональные возможности реверсивного управляемого выпрямителя и одновременно увеличить надежность устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЬМ УПРАВЛЯЕМЬМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ, содержащее блок логики раздельного управления, источник сигнала управления,, блок импульсно-фазового управления, каждый канал которого содержит последовательно соединенные источник ,синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, первый вхо. сумматора,нуль-орган, первый вход триггера и формирователь управляющих импульсов, подключенный к бесконтактным ключам, элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к выходу синхронизатора, выход - к второму входу триггера, второй вход сумматора подключен к выходу источника сигнала управления, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при одновременном увеличении надежности в него введены два элемента И, R5 -триггер с элементами И на входах, формирователь импульса сброса, элемент ИЛИ-НЕ, калщый-из вхоДов которого подключен к выходу формирователя управляющих импульсов соответствующего канала блока импульсно-фазового уп-. равления, причем первые входь элементов И на входах R5 -триггера соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, вторые входы соответственно с первым И вторым входом блока логики раздельного управления, первые входы элементов И соединены соответствен- , § но с первым и вторым выходами 5 -триггера, вторые входы - соответственно с первым ь вторым выходами блока логики раздельного управлею ния, выходыэлементов И - с бескон тактными ключами, вход формирователя импульса сброса соединен с выхо дом сигнапа бестоковой паузы блока 00 логики раздельного управления, а его выход - с вторыми входами элементов ИЛИ каждого из каналов блока импульсно-фазового управления.