Устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих системах управления вентильными преобразователями переменного тока в постоянный, хара теризуемых высоким уровнем сигналов помех и при питании преобразователя от сети ограниченной мощности. Известно устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем, содержащее в каж:дрм канале сумматор, первьй вход ко торого подключен к источнику управляющего сигнала, формирователь упра ляющих импульсов, выход которого сл жит для подключения к соответствующему вентилю преобразователя, приче каждый канал устройства снабжен последовательно соединенными интегратором и усилителем постоянного то ка, а сумматор - входом для включения соответствующей фазы сетевого напряжения, вьпсод усилителя постоян ного тока подключен к выходу формирователя управляющих импульсов и к второму входу сумматора, выход ко торого подключен к входу интегратора 1 . . Недостаток этого устройства возможность появления ложных импуль сов управления силовыми вентильными каскадами при высоких уровнях помех в управляющих сигналах -и .при коммутационных провалах напряжения питания силовых вентилей. . Наиболее близким к изобретению является устройство импульснофазового управления, содержащее каналы управления по числу фаз вентильного преобразователя, в каждом канапе управления последовательно включенные сумматоры, первый вход которого подключен к источнику упра ляющего сигнала, а второй вход к соответствующей фазе сетевого напряжения,интегратор; и усилитель постоянного тока, выход которого подключен на вход формирователя импульсов ч к третьему входу сумматора, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к управляющему входу соответствующего вентиля преобразователя 2J . Недостатком известного устройства является возможность появления ложньпс импульсов управления силовыми вентильными каскадами при коммутационных правилах напряжения 7 / 2 питания силовых вентилей, т.е. низкая помехоустойчивость и, как следствие, низкая надежность системы импульсно-фазового управления по отношению к возмущениям со стороны сетевого напряжения вентильного преобразователя, питающегося от источника ограниченной мощности. Цель изобретения - повьщ1ение помехоустойчивости и надежности устройства. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве дпя импульснофазового управления вентильным преобразователем, содержащем каналы управления по числу фаз преобразователя, в каждом канапе управления последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, а второй вход - к соответствующей фазе Сетевого напряжения, интегратор и усилитель постоянного тока, выход которого подключен к входу формирователя импульсов и к третьему входу сумматора, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к управляющему входу соответствующего вентиля преобразователя, каждьм канал управления снабжен датчиком проводимости вентиля и управляЪмым ключом, один контакт которого соединен с выходом интегратора, а дру.гой контакт - с четвертым входом сумматора, причем вход управляемого соединен с выходом датчика проводимости вентиля, вход которого предназначен для подключения к соответствующему вентилю преобразователя. На фиг.1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов устройства. Устройство включает в себя после- , довательно включенные сумматоры 1-3, интеграторы 4-6, неинвертирующиё усилители постоянного тока 7-9, формирователи 10-12 импульсов управления, силовые вентильные каскады 13-15, датчики проводимости вентилей 16-18, управляемые ключи 1921.Учитывая, что каналы управления являются идентичными, в дальнейшем ограничимся рассмотрением принципа действия канала, включающего в себя элементы 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19.

Принизит работы устройства следующий.

При отсутствии управляемого ключа 19 система из элементов 1, 4, 7 охваченная отрицательной обратной связью, представляет собой автоколебательную частотна-широтно-импульсную систему, выходной сигнал y(t) (фиг.2) которой меняет длительност своего нахождения в положительной или отрицательной полярности-в функции от сигнала управления на входе сумматора 1 .

При синхронизирующем сигнале Xд(t)7Y7(t) + X(t) период колебания Yj(t), а относительная скважность колебания Y-j-(t) зависит от уровня сигнала X(t), определяющего тем самым сдвиг фронтов импульсов сигнала (t) относительно синхрони зирующего сигнала Хд(1). Импульсы Y(t) осуществляют запуск формирователя 10, что влечет за собой включение блока 13 силовых вентилей преобразователя.

Начальное значение угла включения вентилей определяется подачей на сумматор 1 сигнала постоянного уровня совместно с входным сигналом управления X(i).

На фиг. 2а показаны входной сигн X(t)itO и синхронизирующий сигнал XA(t). Так как синхронизирующий сигнал связан с напряжениями, питающими силовые блоки преобразователя, то при коммутации вентилей преобразователя в сигнале X(t) имеют место коммутационные провалы, например в течение времени

i Jv :

На фиг. 26 представлены выходной сигнал Yx(t) интегратора 4, соответствуйщий сигналам Xд(t) и X(t)t О фиг.2а), -и уровни Jra порога переключения усилителя 7. Момент времен to равенства сигнала (t) и уровня + а определяет переключение усилителя 7 из отрицательной полярности его сигнала на положительную полярность (фиг. 2ву. i сигнал ) продолжает увеличиват/ься за счет увеличения Xд(t), затем при-t i, сигнал Y((t) снижается за счет резкого спада Хц(с), пересекая в момент времени tg Уровень - а порога переключения усилителя, вновь при t-) растет за сче резкого подьема Хд(с). пересекая в

174

момент времени К + с| порога переключения усилителя. При отсутствии ключа 19 сигнал Yj(t) в диапазоне-tg «. t bj- показан на фиг. 26 штриховой линией. Переходы 4 t) моменты времени i и i. .; уровней порога переключения,усилителя 7 вызывают его переключение (штриховая линия Y(t) (на фиг. 2б) ,и в итоге непредусмотренный (ложный) запуск формирователя импульсов 10 управления. .

Подключение к интегратору 4 управляемого ключа 19, один контакт которого соединен с выходом интегратора, а второй контакт с четвертым входом сумматора, ограничивает выходной сигнал Yji(t) интегратора в пределах времени l sitij на нулевом уровне (сплошная кривая Y(t) на фиг. 2б) и тем самым предотвращает в указанньм диапазон времени переход сигнала Y(t) через порог -а переключения усилителя 7, и в итоге исключает ложное переключение усилителя 7 и ложное появление сигнала на выходе формирователя 10 импульса.

Датчик 16 проводимости вентилей каскада 13 обеспечивает управление ключом 19, включая его на период , когда напряжение на вентилях каскада 19 равно нулю (т.е. когда через вентили идет ток нагрузки преобразователя). Таким образом, после первого основного

управляюгДего импульса вентилей каскада и включения вентилей появление новых (ложных) ймпульсрв управления из-за коммутационных провалов напряжения питающей сети становится невозможным. Приt fie , -когда : прекращается ток через вентили .каскада (на фиг. 26 зависимость Y(t) показана при условии работы преобразователя на активную нагрузку , датчик 16 проводимости размыкает управляемый ключ 19, обеспечивая . режим управления углом включения вентилей каскада в зависимости от сигнала управления X(t) .

Другие каналы управления работают аналогично.

Таким образом, включение шунтирующего интегратора управляемого ключа и датчика проводимости вентилей каскада, управляемого ключа и датчика проводимости вентилей каскада.

S1

управляющего ключом, позволяет повысить помехоустойчивость в те промежутки времени, когда протекает ток через вентильные каскады преобразователя. При .среднестатическом 1, значении угла включения вентильных каскадов преобразователя, равном 30-40 эл.град. и коммутационных про1310176

валах напряжения питающей сети в пределах 10-30 эл.град. с частотой в 3-6 раз большей частоты сети, помехоустойчивость предлагаемого устрой5 ства по сравнению с известным повьша ется не менее чем втрое, что вызывает соответствующее повьшение надежности всего устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее каналы управления по числу фаз преобразователя, в каждом канале управления последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к источнику управляющего сигнала, а второй вход - к соответствующей фазе сетевого напряжения, интегратор и ; усилитель постоянного тока, выход . которого подключен к входу формирователя импульсов и к третьему входу сумматора, выход формирователя импульсов предназначен для подключения к управляющему входу соответствующего вентиля преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повьшения его помехоустойчивости и надежности, каждый канал управления снабжен датчиком проводимости вентиля и управляемым ключом, один контакт которого соединен с выходом i интегратора, а другой контакт - с четвертым входом сумматора, причем (Л вход управляемого ключа соединен с выходом дстчика проводи14ости вентил, вход которого предназначен для подключения к соответствующему вентилю : . преобразователя.

XA(t)

a