Устройство для контроля системы управления преобразователем Советский патент 1985 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для контроля и наладки систем управления вентильных преобразователей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения возможности контроля амплитуды импульсов управления.

На фиг. 1 представлена схема устройства для контроля системы управле ния преобразователем; на диаграммы напряжений.

Устройство для контроля системы 1 управления преобразователем содержит трехфазный трансформатор 2, соединен ный по схеме треугольник-звезда с , первый источник 3 постоянног тока, положительный полюс которого подключен к нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора; второй источник 4 постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каж,дый из которых состоит из первого транзистора 5, базой подключенного к выводу вторичной обмотки трансформатора 2 соответствующей фазы, а эмиттером - к положительному полюсу источника 3 постоянного тока и к нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора 2. Коллектор транзистора 5 через последовательно включенные первый 6 и второй 7 резисторы подключен к аноду первого тиристора 8, а через последовательно включенны третий 9 и четвертый 10 резисторы подключен к аноду второго тиристора 11. К общей точке первого 6 и второго 7 резисторов подключен пятьп-i резистор 12, второй вывод которого подключен к общей точке третьего 9 и четвертого 10 резисторов, причем выводы пятого резистора 12 служат выходом устройства. Анод второго тиристора 11 через последовательно соединенные первый ключ 13 и шестой резистор 14 подключен к катоду тиристора 11, Анод первого тиристора 8 через последовательно включенные седьмой резистор 15, первый конденсатор 16 и второй ключ 17 подключен к управляющему электроду второго тиристора 11. Общая точка резистора 15 и конденсатора 16 подключена к катоду первого диода 18, анод которого подключен к управляющему электроду первого тиристора 8

Управляющий электрод тиристора 8 через последовательно соединенные

размыкающие контакты четвертой 19 и первой 20 групп основного переключателй 21 соединен с положительным выводом соответствующего канала системы управления преобразователем. Отрицательный вывод этого же канала системы 1 управления через последовательно соединенные размыкающие контакты второй 22 и третьей 23 групп переключателя 21 подключен к катодам тиристоров 8 и 11.

Второй транзистор 24 эмиттером подключен к отрицательному полюсу второго источника 4 постоянного тока и через замыкающий контакт группы 22 переключателя 21 - к отрицательному полюсу системы 1 управления преобразователем. База транзистора 24 подключена через замыкающий контакт группы 20 переключателя 21 к положительному полюсу системы 1 управления, а коллектор через второй конденсатор 25 подключен к первому входу выпрямительного моста 26 из четырех диодов 27-30. Второй вход моста 26 подключен к положительному полюсу источника 4 постоянного тока и к общей точке цепочки из последовательно соединенных восьмого 31 и девятого 32 дополнительных резисторов, которая включена параллельно конденсатору 25. Положительный полюс выпрямительного моста 26 через замыкающий контакт четвертой группы 19 переключателя 21 подключен к управляющему электроду тиристора 8 и аноду диода 18, а отрицательный полюс выпрямительного моста 26 через замыкающий контакт третьей группы 23 переключателя 21 подключен к катодам 8 и 11 и к отрицательному полюсу источника 3. Управляющий электрод тиристора 11 через резистор 33 подключен к его катоду. I

Потенциометр 34 подключен к дополнительному источнику 35 постоянного тока, положи1ельньш полюс которого соединен с эмиттером транзистора 24. Движок потенциометра через последовательно включенные дополнительный резистор 36 и замыкающий контакт дополнительного переключателя 37 соединен с базой транзистора 24 и выводом цепочки из параплельно включенных конденсатора 38 и размыкающего контакта переключателя 37. Другой вывод этой цепочки через замыкающий контакт первой группы 20 переключателя

3

21 соединен с положительным выводом системы 1 управления.

На фиг. 2 представлены диаграммы напряжений, где Е - анодное напряжение фазы А; с - угол регулирования; V(i - управляющий импульс системы 1 управления преобразователем (фиг.1); Ч cut напряжение смещения; Uf, , U,, потенциалы точек N , М относительного отрицательного полюса источника 3 постоянного тока и разность . потенциалов в точках MN; U - напряжение на коллекторе транзистора 24 (в точке К, фиг.1); U92 напряжение на выходе выпрямительного моста 26; и«2 lAiiz потенциалыточек MN относительно отрицательного полюса источника 3 постоянного тока и разность потенциалов в точках MN (фиг. 1). Индексы 1 соответствуют первому положению переключателя 21 (как показано на фиг.1), а индексы 2 - другому положению переключателя 21 .

Устройство для контроля системы управления преобразователем работает следующим образом.

Синусоидальное напряжение на базах транзисторов 5 синхронизовано с анодным напряжением преобразователя . Система управления преобразователем формирует сдвоенные импульсы, сдвинутые относительно друг друга, например, на 60 эл.град.

Нагрузкой транзистора 5 является мост, образованный элементами 6-11, Выходами устройства является резистор 12, включенный в диагональ моста Мост сбалансирован так (при разомкнутом ключе 13), что при равенстве между собой токов, протекающих по элементам 6-8 и 9-11, разность потенциалов в точках MN равна нулю. При разомкнутом ключе 13 ток через элементы 6-8 и 9-11 протекает только при одновременно открытых транзисторе 5 и тиристорах 8 и 11, т.е. когда к базе транзистора 5 приложено отрицательное напряжение и, од повременно, управляющие импульсы на тиристоры 8 и 11, поступающие от системы 1 импульсно-фазового управления .

Для измерения фазового сдвига управляющего импульса системы управления преобразователем (т.е. угла регулирования ей ) ключ 13 замыкают, ключ 17 размыкают, переключатели 21

82603 . 4

и 37 устанавлииают в первое положенно (как показано на фиг.1). Сопротивление резистора 14 устанавливают равным сопротивлению открытого тиристора J 11. При замкнутом ключе 13 и oi 0 токи, протекающие по элементам 6-10 и 13-14, равны между собой, так как тиристор 8 открывается управляющим импульсом в начале отрицательного

10 полупериода анодного напряжения, а тиристор 11 шунтирован резистором 14. При этом разность потенциалов в точках М иЫ равна нулю.

При OiOiJ- 180 ток через элементы 15 9, 10 и 13, 14 протекает в течение всего периода, а через элементы 6-8 только с момента прихода управляющего импульса от системы 1 управления и до конца полупериода. Так как средние значения токов в ветвях, образованных элементами 6-10 и 13-14, в этом случае не равны между собой, то средние значения потенциалов точек М и N также не равны, причем 25 разность потенциалов U д,( (фиг. 2) пропорциональна разности средних токов в ветвях за период (или разности длительностей протекания токов в ветвях, образованных элементами 6-10 30 и 13-14), т.е. пропорциональна углу регулирования fti .

Поступление второго из сдвоенных импульсов не изменяет состояния схемы, так как ключ 17 разомкнут. Таким

5 образом, фазовый сдвиг управляющего импульса системы управления преобразователем относительно анодного напряжения (т.е. угол регулирования ni ) определяется средним значением на-

0 пряжения на выходе устройства (резистор 12).

Для измерения длительности управляющего импульса переключатель 21 устанавливают в другое положение,

5 ключ 13 размыкают, ключ 17 замыкают, переключатель 37 устанавливают в первое положение (как показано на фиг.1). При этом на базу транзистора 24 поступают сдвоенные положительные

0 импульсы управления (J системы 1 управления преобразователем, сдвинутые относительно друг друга, например, на 60 эл. град. При поступлении первого из сдвоенных импульсов Ид на

5 коллекторе транзистора 24 формирует, ся импульс и 1(2 прямоугольной формы (фиг.2),, длительность которого равна длительности импульса управления Un Импульс i),j затем дифференцируется КС-цегшчкой, состоящей из элементои 25 и 32. Полученные после дифференцирования импульсы Ijpj (фиг. 2) выпрямляются выпрямительным мостом 26 и через замыкающие контакты 19 и 23 переключателя 21 поступают на управляющий электрод тиристор.а 8. При пос туплении пторого из сдвоенных ммпульсов U , сдвинутого относительно первого на 60 эл. град., на коллекторе транзистора 2А формируется второй импульс (2 (сдвинутый относительно первого на 60°), которьй затем диффе 1снцируется RC -цепочкой, состоящей из элементов 25 и 32. Полу ченные после дифферен1дирования еще два импульса У выпрямляются выпрямительным мостом 26 и через замыкающие контакты 19 и 23 переключателя 2 поступают на управляющий электрод тиристора 8. Таким образом, в течени полупериода анодного напряжения на управляющий элeктpo тиристора 8с выпрямительного моста 26 поступают две пары импульсов U f,2 со сдвигом между napa№i 60 эл. град., а фазовый сдвиг между импульсами в паре равен ширине импульса управления (J f, . Пока закрыт тиристор 8, дисд 18 имеет обратное смещение, равное, при мерно, напряжению источника 3 постоянного тока. Первый из продифференцированных импульсов иg2 (фиг,2), сдвинутый относительно анодного напряжения Е на некоторьй угол, открывает только тиристор 8 и потекцигш точки М возрастает до значения U ,г,г. Через тиристор 8 и резисторы 15 и 33 разряжается конденсатор 16, подготавливая тем самьЕм к включению тирис тор 11. При поступлении второго из импульсов Ug открытое состояние тиристора 8 не изменяется, а тиристор 11 открывается, что приводит Б; увеличению потенциала точки N до значения и ц-2 (фиг.2), Вторая пара им,пульсов и , сдвинутая относительно первой пары импульсов на 60 эл.град не изменяет состояние схемы (потенииадь точек М и N ), так как тиристоры 8 и 11 уже открыты первой парой импульсов и.,, . Таким обра-эом, сред нее значение разности потенцисшов ll 11,1 пропорционально фазовому сдвигу между продифференцированными импульсами Уд (или Ug ) первой пары. Т.е. пропорционально длительности импульса управления О ). При изменении полярности напряжения на базе тpaF зиcтopa 5 он запирается, а вместе с ним запираются тиристоры 8 и 11. Для контроля наличия сдвоенных импульсов переключатель 21 устанавливают в первое положение (как показано на фиг.1), ключ 13 размыкают, ключ 17 замыкают. При этом первый из сдвоенных импульсов открывает тиристор 8. По элементам 6-9, 12 проходит ток, потенциа.т1 точки М. возрастает и его значение сохраняется до конца полупериода (т.е. до тех пор, пока открыт тиристор 8). Конденсатор 16, ранее заряженньй до напряжения источника 3 питания по цепи эмиттер-коллектор транзистора 5 - последовательно включенные резисторы 6, 7, 15 - ключ 17 резистор 33, разряжается по цепи резистор 15 - открытый тиристор 8 резистор 33 и тем самым подготавливает к включению тиристор 11. Второй из сдвоенных импульсов открывает, тиристор 11, не изменяя открытого состояния тиристора 8. При этом по элементам 9-11 проходит ток и потенциал точки N возрастает до значения потенциала точки М . При этом ток в резисторе 12 становится равным нулю, разность потенциалов между точками М и N тоже становится равной нулю и не изменяется до конца полупериода. Таким образом, разность потенциалов между точками М и N (ток через резистор 12) появляется только в течение времени между первым и вторым из сдвоенных импульсов. Уменьшение среднего значеиия разности потенциалов между точками М и N (или среднего тока через резистор 12) при замыкании ключа 17 (при неизменном угле о(, ) свидетельствует о наличии второго из сдвоенных импульсов. Если же разность потенциалов при замыкании ключа 17 не уменьшается, то из системы управления поступает только один импульс. Для измерения амплитуды управляющего импульса переключатели 27 и 37 устанавливают во второе положение, ключ 13 замыкают, ключ 17 размыкают. При этом на базу транзистора 24 поступают сдвоенные импульсы управлеНИИ и системы 1 управления преобразователем, сдвинутые относительно друг друга, например, на 60 эл.град. Одновременно на базу подается отрицательное напряжение смещения U с/ i-и . Для исключения влияния источника 35 на работу системы 1 управления импульсы управления 1). подаются на б.азу транзистора через конденсатор 38, обеспечивающий развязку источимка 35 постоянного тока и системы 1 управления по постоянному току. При измерении амплитуды импульсов управления устанавливают угол регулирования в пределах (180 . Импульсы от системы 1 управления nofcTyпают через замыкающие контакты 20 и 22 и конденсатор 38 на базу транзистора 24. На нагрузке транзистора (з точке К ) формируются прямоугольные импульсы UKJ , которые дифференцируются с помощью элементов 25 и 32, выпрямляются диодным мостом 26 и через замыкающие контакты групп 19 и 2 переключателя 21 подаются на управляющий электрод тиристора 8. Первый из дефференцированных импульсов открывает тиристор 8. Послелующие импульсы не изменяют состояние тиристора 8 в течение всего полупериода. При этом ток через элементы 9, 10 и 13, Н протекает в течение всего полупериода, а через элементы 6-8 только с момента прихода первого из продифференцированных импульсов и до конца полупериода. Таким образом, разность потенциалов Um(4 (фиг.2) пропорциональна разности средних токов в ветвях, образованных элементами 6-10 и 13-14 за период, т.е. пропорциональна углу . При увеличении напряжения смещения до значения Ucj, - U rn Управляющие импульсы системы 1 управления не поступают на базу тиристора 24, так как конденсатор 38 заряжен до. напряжения Ujd, и в периоды пауз (отсутствия импульсов 11 ) не может разрядиться. Потенциал базы транзистора 24 при поступлении импульса (J в этом случае равен нулю и в нагрузке транзистора 24 (точка К ) прямоугольный импулЬс не формируется. Это приводит к тому, что тиристор 8 остается закрытым в течение всего периода, а разность потенциалов /ли определяется средним током в ветви, образованной элементами 9, 10 и 13, 14 что соответствует углу регулирования об 180 . По изменению разности потенциалов и от некоторого значения, определяемого текущим значением угла регулирования О oi 180 (при ) до максимального значения, соответствующего Л 180° (при f.fn UniT,), судят об амплитуде управляющих импульсов. Увеличивая напряжение смещения (Jc, от нуля, регистрируют в точках fl (фиг.1) его значение., при котором разность потенциалов } увеличивается до максимального зна- . чения. Это значение UCM численно равно амплитуде управляющих импульсов системы 1 управления. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет снимать характеристики системы управления преобрахователем одновременно по всем каналам, определять асимметрию импульсов управления, контролировать наличие сдвоенных импульсов системы управления, их длительность и амплитуПрименение изобретения позволяет расширить функциональные возможности устройства для контроля системы управления преобразователем путем обеспечения контроля амплитуды импульсов управления.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ по авт.св. № 1108555, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности контроля амплитуды импульсов управления, в каждый из каналов введены потенциометр, а также дополнительные источник постоянного тока, переключатель, второй конденсатор и восьмой резистор, при этом база дополнительного транзистора соединена с замыкающим контактом первой группы переключателя через второй дополнительньм конденсатор, включенньш параллельно размыкающему контакту дополнительного- переключателя, замыкающий контакт которого через восьмой дополнительный резистор соединен с подвижным контактом потенциометра, подключенного к выходу дополнительного источника постоянного тока, S положительный вывод которого соеди(Л нен с эмиттером дополнительного транзистора.