Устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты Советский патент 1985 года по МПК H02M7/04 

Изобретение относится к электротехнике , в частносги к преобразовательной технике, и может быть использовано для фазового управления вентильными преобразователями. Известно устройство для управления выпрямителем, состоящее из синх ронизатора , генератора пилообразного напряжения, источника опорного напряжения, нуль-органа, промежуточ ного формирователя импульсов, пересчетно-распределительного устройства и блока высокочастотного питания, реализующее одноканальный прин цип управления СО. Применение пересчетно-распределительного устройства усложняет сис тему управления выпрямителем и, следовательно, приводит к снижению надежности ее работы. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к й.зобретению является устройство для управления трехфазным выпрямите лем преобразователя частоты, содержащее синхронизатор, интегратор, выходом под1слюченный к одному из входов компаратора, два усилителя импульсов управления, питающие выводы которых предназначены для подсоединения к выходным зажимам выпря мителя, а выход выпрямителя, кроме того, связан через усилитель постоя iHoro тока с регулирующим входом компаратора 2. Недостатком известного устройства является то, что при глубоком регулировании мощности, например на 60 , на тиристоры выпрямителя подается .один узкий импульс управления. Это приводит к снижению устойчивости работы силового выпрямителя при глубоком регулировании мощности.. кроме того, при глубоком регулировании мощности нагрузка может потреблять ток, который близок или меньше тока удержания тиристоров выщзямйтеля. Любой из рассмотренны режимов работы может вызвать автоматическое запирание силового выпря мителя. Целью изобретения является повы шение устойчивости работы выпрямит ля в режимах прерывистого тока и малых токов нагрузки при глубоком регулировании мощности. Для достижения поставленной цели устройство для управления трех7фазным выпрямителем преобразователя частоты,-содержащее синхронизатор, интегратор, выходом подключенный к одному из входов компаратора, два усилителя импульсов управления, питающие вьшоды которых предназначены для подсоединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, кроме того, связан через усилитель постоянного тока с регулирующим входом компаратора, снабжено формирователем коротких импульсов, счетным триггером, генератором тактовых импульсов и четырьмя логическими элементами 2И-НЕ, причем выход синхронизатора подсоединен к счетному входу триггера и через формиро-. ватель коротких импульсов к обнуляющему входу инте1т атора, выходы триггера - к одному из входов двух логических элементов 2И-НЕ, а другие входы этих же двух эл:ементов объединены и связаны с выходом компаратора, выходы этих логических элементов соединены с од1ним из входов двух других элементов 2H-HEj два оставшиеся входа которых объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы этих двух логических элементов подключены к входам двух усилител1ей импульсов управления, выход одного из которых предназначен для подключения к управляющим переходам тиристоров анодной группы выпрямителя, а выход другого - к уп-. равляющим переходам тиристоров катодной группы. На фнг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работн. Предлагаемое устройство содержит синхронизатор 1, выход которого соединен со счетным входом триггера 2 и через формир ователь 3 коротких импульсов - с. обнуляющим входом интегратора 4, выходом подключенного к входу компаратора 5. Выходы триггера соединены с одним из входов двух логических элементов 6 и 7, реализутепщх функцию 2И-НЕ, а оставшиеся входы элементов 6 и 7 объединены и связаны с выходом компаратора. Выходы элементов 6 и 7 соединены с одним из входов других элементов 8 и 9 соответственно , оставшиеся два входа которых объединены и подключены к , выходу неуправляемого генератора 10 тактовых импульсов. Выходы логических элементов 8 и 9 подсоединены к входам усилителей 11 и 12 импульсов управления соответственно, причем выход усилителя 11 связан с управляющими переходами тиристоров анодной группы силового выпрямителя 13, а выход усилителя 12. - с управляющими перех дами тиристоров катодной группы вып рямителя 13 выход которого связан с шинами питания инвертора 14 я через ускшитель 15 постоянного тока с регулирующим входом компаратора. Кроме того, выход маломощного неуправляемого выпрямителя 16 связан с выходом силового управляемого выпрямителя 13, выход которого соедине с шинами питания импульсных усилите лей 11 и 12. Предложенное устройство работает следующим образом. При подаче питающего напряжения (фиг. 2е() с выхода синхронизатора 1 на выход триггера 2 и формировате 3 коротких импульсов поступают импульсы прямоугольной формы с частотой, соответствующей частоте естес венной коммутации вентилей, но сдви нутые относительно этого момента на 2-3 эл. град. (фиг. 25). Этот угол необходим для обеспечения надежного регулирования угла зажигания вентилей выпрямителя 13 в диа пазоне 0-60 эл. град. Piмпyльcы, пос тупающие с выхода синхронизатора 1 на счетный вход триггера 2, обуслав ливают работу последнего в режиме деления частоты. Временные диаграммы напряжений на обоих выходах триг гера 2 приведены на фиг. 21., д . Из переднего фронта прямоугольных импульсов, поступающих с синхронизатора 1, формирователь 3 формирует короткие импульсы (фиг. 2 В), которые поступают на обнуляющий вход интегратора 4 и сбрасывают его показания в О, после чего интегратор 4 начинает интегрировать вновь (фиг. 2е). Крутизна вьпсодного напря жения интегратора 4 может меняться вручную потенциометром 17 (фиг. 1 и 2е). Компаратор 5 сравнивает выходное напряжение интегратора 4 с уровнем опорного напряжения Uj, на другом своем входе, который задается автоматически в режиме ста774билизации выходного напряжения силового выпрямителя сигналом, поступающим с В1 1хода усилителя 15 постоянного тока. Перевод из режима ручного регулирования выходного напряжения осуществляется замыканием переключателя 18, который связывает выход усилителя 15 постоянного тока с регулирующим входом компаратора 5. Пока величина 11 на одном входе компаратора 5 превыщает напряжение, поступающее с выхода интегратора 4 на другой вход, выходное напряжение компаратора 5 имеет положительную полярность (фиг. 2ж).. Когда уровень напряжения с выхода интегратора 4 превысит величину 0, напряжение на выходе компаратора 5 изменяет свою полярность на противоположную (фиг. 2 ж) . Выходное напряжение компаратора 5 поступает на объединенные входы логических элементов 6 и 7, два других входа которых связаны с выходами триггера 2. При совпадении на входах одного из логических элементов 6 и 7 напряжений положительной полярности, на выходе этого элемента сформируется напряжение логического О (фиг. 2, и), которое поступает на один из входов элементов 8 и 9, в результате чего на выходе одного из логических элементов 8 и 9 устанавливается высокий положительный уровень (фиг. 2к, л). Таким образом, осуществляется запрет для прохождения импульсов, вырабатываемых генератором 10 тактовых импульсов, с входа одного из логических элементов 8 или 9, т.е. прекращается пода:ча импульсов на соответствующий усилитель импульсов управления и, i таким образом, снимаются импульсы с тиристоров анодной или катодной групп выпрямителя 13. Длительность запрета для подачи импульсов управления определяет величину угла регулирования силового выпрямителя 13., Такие импульсы с выхода формирователя 2 коротких импульсов поступают на обнуляющий вход интегратора 3 через каждые 60, что обуславливает время интегрирования в том же диапазоне, следовательно, в зависимости от величины , на регулирующем входе компаратора 5 или в зависимости от крутизны выходного напряжения интегратора 4 угол регулирования силового выпрямителя 13 находится в диапазоне 0-60 эл. град. Достоинством предлагаемого устройства является то, что изменение угла регулирования выпрямителя осуществляется Б одном общем канале, следовательно, исключается асимметрия отпирающих импульсов между двумя каналами предлагаемого устройства. Введение небольшого угла 23 эл. град, между передним фронтом прямоугольных импульсов, который вырабатывает синхронизатор 1, и моментами естественной коммутации вентилей выпрямителя 13 приводит к тому, что на выходе усилителей 11 и 12 импульсов управления (фиг. 2к, л. ) поступают серии имnyjlbcoB, синхронизированные с моме тами естественной коммутации тирис .ров выпрямителя 13, причем в завис мости от необходимого угла зажигания тиристоров выпрямителя начала 77 этих пакек сдвинуты на заданный угол относительно моментов естественной коммутации, а концы пачек отстоят на некоторый небольшой постоянный угол, который обеспечивает возможность регулирования и стабилизации вьпсодного напряжения выпрямителя 13. Еще одним достоинством предлагаемого устройства является то, что на тиристоры выпрямителя подается широкая пачка импульсов, что особенно важно при больших углах .регулирования и малых токах нагрузки. Применение предлагаемого устройства обеспечивает повьшенную устойчивость работы тиристорного трехфазного выпрямителя преобразователя частоты при малых коммутируемых токах и режиме прерывистого тока за счет наличия постоянно поступающих импульсов управления в течение всего времени горения тиристоров.выпрямителя и широкой серии импульсов при больших углах регулирования выпрямителя.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, содержащее синхронизатор, интегратор, выходом подключенный к одному их входов компаратора, два усилителя импульсов управления, питающие выводы которых предназначены для соединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, кроме того, предь назиачен для связи через усилитель постоянного тока с регулирующим входом компаратора, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости работы выпрямителя в режимах прерывистого тока и малых токов нагрузки при глубоком регулировании мощности, оно снабжено формирователем коротких импульсов, счетным триггером, генератором тактовых импульсов и четьфьмя логическими элементами 2И-НЕ, причем выход синхронизатора подсоединен к счетному входу триггера и через формирователь коротких импульсов к обнуляющему входу интегратора, выходы триггера подключены ,к одному из входов двух логических элементов 2И-НЕ, а другие входы этих же двух элементов объединены и подключены к выходу компаратора, выходы этих логических элементов сл соединены с одним из входов двух других элементов 2И-НЕ,, два оставшиеся входа которых объединены и, подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы этих двух логических элементов 2И-НЕ подключены к входам двух усилителей им4: 4ib пульсов управления, выход одного из которых предназначен для подключения к управляющим переходам тирис торов анодной группы выпрямителя, а выход другого - к управляющим переходам тиристоров катодной группы.

Фиг. 2