Устройство для управления @ -фазным инвертором Советский патент 1985 года по МПК H02M7/48 

ИГзобретение относится к электротехнике,В частности к системам управления преобразователей с сетевой коммутацией. Цель изобретения - повышение надежности инвертора за счет обеспечения постоянства угла опережения вклю чения тиристоров инвертора. На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемого устройства} на фиг.2, 3 и 4 - временные диаграммы напряжений на входах элементов устройства. . . Устройство состоит из двух одинаковых каналов формирования импульсов Такая структура устройства для, управ jieHsf;) нииер горем позволяет, раздельно по полупериодам получить поконтур ное регулирование, при котором отпиранне вентилей (тиристоров) данного контура силовой схемы инвертора производят в зависимости от сигналов, полученных из предьщущего цикла рабо ты этого же контура. . .Устройство для управления (п -фазным инвертором содержит задатчик угл запаса 1, выход которого соединен с первым входом введенного дополнитель ного элемента И2. Второй вход элемен та И2 соединен с вторыми входами в.то рого элемента ИЗ и третьего элемента И4, а также с выходом датчика ком мутащи 5 и входом одновибратора 6, выход которого через дополнительный второй элемент НЕ7 подключен к треть им входам элементов ИЗ и ИА, первые входы второго элемента ИЗ и первого элемента И8 подключены к выходу датчика полярности полупериодов 9, а первые входы TpeTbefo и четвертого элементов И4 и И10 подключены к выходу датчика полярности полупериодов 9 через первый .элемент НЕ11. Выход элемента И8 соединен с вычитающим входом первого реверсивного счетчика 12, выход второго элемента ИЗ соединен с суммирующим входом этого же рчетчика, выход .элемента И10 соединен с сумьшрующим входом второго реверсивного счетчика 13, а выход элемента И4 - с вычитающим входом этого счетчика. Выходы реверсивных счетчиков 12 и 13 соединены с третьи ми входами фазосдвигающих блоков 14 и 15 соответственно. Первый вход фазосдви;гающего блока 14 соединен с выходом датчика полярности полупериодов 9 непосредственно, а первый вхо фазосдвигающего бх}ока 15 - с выходом датчика полярности полупериодов 9 через элемент НЕ 11. Выход генератора тактовых импульсов 16 соединен с третьими входами фазосдвигающих блоков 14 и 15 и с вторыми входами элементов И8 и И10,третьи входы которых соединены с выходом введенного элемента И2, а также через управляемый делитель тактовых .импульсов 17 с четвертьми входами элементов ИЗ и И4. Делитель 17 имеет шину для изменения коэффициента деления. Выходами устройства являются выходы фазо- сдвигающих устройств 14 и 15. На фиг.1 также показаны силовой инв.ер.тор 18 и силовой трансформатор 19. .На фиг.2 приведены временные диаграммы напряжений на выходах соответствующих элементов одного из кан.алов устройства, когда длительность сигнала .Ну с выхода датчика коммутации 5 меньше длительности импульсов Омц с выхода одновибратора 6, а угол запаса инвертора больше заданного, т.е. отсутствует временное сов-, падение импульсов Ug с задатчика угла з апаса 1 и U у с выхода датчика угла коммутации 5. На фиг.З приведены временные диаграммы напряжений на выходе соответствующих элементов устройства, когда длительность импульсов Uip с выхода датчика коммутации 5 больше длительности импульсов il g с выхода одновибратора 6, а временное совпадение импульсов Уи и {Jc по-прежнему отсутствует. На фиг.4 приведены- временные диаграммы напряжений на выходах соответствующих элементов устройства, когда имеет место временное совпадение импульсов О у и Ug . Каждый из каналов устройства работает следующим образом. Задатчик угла запаса 1, синхронизированный напряжением питающей сети, формирует в конце каждого, полупериода питакицего инвертор- 18 напряжения, прямоугольные импульсы У о , длительность которых равна заданной величине угла запаса S инвертора (см. фиг.2, 3, 4). Импульсы lit:с выхода задатчика угла запаса 1 поступают на первый вход дополнительного элемента И2, на выходе которого импульсы отсутст- . вуют, пока длительность импульсов с выхода датчика коммутации 5, подава-i емых на второй вход элемента НЕ2, будет такой, что величина фактического угла запаса -От вентилей инвертора будет больше заданного угла запаса 0 , т.е. пока Ьд, о з при этом на третьем входе элемента И8 ,логический О, тактовые импульсы на вычитающий вход реверсивного счет .чика 12 не подаются. Код из реверсивного счетчика 12 в начале каждого положительного полупериода питающего напряжения переписывается в фазосдвигающем блоке 14, формирующем импульсы управления вентилями инвертора И л , фаза которых сдвинут относительно начала полупериода на угол Kin N-и, где /3 - угол опереж ния инвертора. На суммирующий вход реверсивного счетчика 12 тактовые импульсы не попадают, пока инвертиру емый ток инвертора 18, увеличиваясь будет иметь такое Значение, при котором зависящая от его величины длительность импульсов У у с выхода датчика коммутации 5 меньше длитель ности импульсов и идя с выхода одновибратора 6. При этом на втором и третьем входах второго элемента ИЗ нет временного совпадения логических 1 , Когда при дальнейшем росте тока длительность импульсов (J г с выхода датчика коммутации 5 станет больше длительности импульсов одц С выхода одновибратора 6 (см.фиг.3), проис ходит временное совпадение логически единиц с выходов датчика коммутации 5 и второго элемента НЕ2 на втором и третьем входах второго элемента ИЗ, что приводит к прохождению на суммирующий вход реверсивного счетчика 12 тактовых импульсов.от генератора 16 через делитель 17. Код в счетчике 12 увеличивается, что приводит к ростуугла зажигания вентилей инвертора и уменьшению фактического угла запаса 5д, вентилей инвертора 18 Делитель 17 имеет шину для изменения коэффициента деления. Поэтому изменение кода в счетчике 12 можно вести, управляя коэффициентом деления от цифрового вычислительного устройства и учитывая зону работы инвертора, величину 6 я и т.п. Фактический угол запаса уменьшается до тех пор, пока он не станет равным заданному углу запаса Sj (см.фиг.4), формируемому задатчиклм угла запаса 1. При Sqj s &з (фиг.4) на входах дополнительного элемента И2 совпадают во времени импульсы Ug с задатчика угла запаса 1 и импульсы Ну с выхода датчика коммутации 5. Наличие логической единицы на выходе элемента И2 приводит к прохождению импульсов тактового генератора 16 через первьй элемент ИВ на вычита- 1 ющии вход реверсивного счетчика 12. Так как частота импульсов генератора 16 на порядок выше частоты импульсов с выхода делителя 17, то реверсивный счетчик 12 начинает изменять код К.д так, что дальнейшее уменьшение фактического угла запаса прекращается и инвертор 18 начинает работать с постоянным углом запаса, равным заданному значению угла запаса Sg. Работа второго канала устройства, синхронизированного с отрицательным полупериодом питающего напряжения, протекает аналогично работе первого канала. Эффективность устройства заключается в повьш1ении устойчивости инвертора, т.е. в предотвращении возможности его опрокидьшания в момент начала входа в режим инвертирования за счет того, что вход в режим инвертирования осуществляется не с постоянным углом запаса, а с постоянным углом опережения включения вентилей инвертора, что исключает в регулируемой системе положительную обратную связь по току инвертора и обусловливает отрицательную обратную связь, благодаря чему снижается скорость нарастания инвертируемого тока.

фиг. Z

. 3

Я

2 3 (t

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ т-ФАЗНЬМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее задатчик угла запаса, датчик коммутации, датчик полярности .полупериодов питающего напряжения, выход которого, подключен к первым входам первого фазосдвигающего блока гг первым входам первого и второго элементов И и через элемент НЕ к первым входам второго фазосдвигающего блока и третьего и четвертого элементов И, генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к вторым входам фазосдвигающих блоков и вторым входам первого и четвертого элементов И, реверсивные-счетчики, вычитающий и суммирующий входы первого реверсивного счетчика соединены с выходами первого и второго элементов И, вычитающий и суммирующие входы второго счетчика соединены с выходами третьего и четвертого элементов И, выходы счетчиков соединены с третьими входами фазосдвигающих блоков, отличающееся тем, что, с целью повышения надёжности инвертора за счет обеспечения постоянства угла опережения включения S тиристоров инвертора, в него введены одновибратор, управляемый делисл тель, дополнительный элемент НЕ и дополнительньш элемент И, выход которого подключен к третьим входам первого и четвертого элементов И, первый вход подключен к выходу задатчика угла запаса, второй вход подключен к выходу-датчика коммутации, вторым входам второго и третьего элементов И и к входу одновибратора, выход которого через дополнительный элемент НЕ подключен к третьим входам второго и третьего элементов И, четвертые входы которых . соединены с выходом управляемого делителя частоты тактовых импульсов, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

П 2Я ЗУГ (t

Zyt ЗУ ( Фиг.