Устройство для управления широтно-импульсным регулятором переменного тока Советский патент 1986 года по МПК H02M5/22 

90 и 270 зл. град. С выхода блока 8 через генератор напряжения 2 ступенчатой формы поступает сигнал на пороговый элемент 3,, которъ й устанавливает триггер 7 в единичное , состояние, В результате блок 8 раз™ регаает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 90 эл, град. При равенстве напряжения генератора 2 и напряжения задания срабатывает элемент сразнения 4S -в результате чего

Изобретение относится к электротехнике, Б частности к устройствам управления и1иротн0- р;мпульсньгми ре™ I y.ri я тор ами н апряже ыия пер еме нно го тока,;

Целью изобретения является повы- ше1ше надежности за счет исключения бросков тока амагничивания при вкллочении,.

На фиг„1 приведена фунрсциональ- ная схема устройства управления ый-- ротно-импульсным регулятором; на фиг,2 принципиальная схема блока формирования интервала включен- тюго состояния тиристоров ; н а фиг. 3 и 4 - временные диаграммьи

Устройство содержит датчик 1 фа- зь напряжения, вырабатывающий короткие импульсы в моменты времениj соответствующие фазе сете)зог о напряжения 90 н 270 эл„град.5 генера- тор 2 напряжения ступенчатой формы„ пороговый орган 3,, элемент сравнения 4, элементы 5 и 6 И, триггер 7j блок формирования 8 интервала включенного состояния тиристоровS генератор 9 высокочастотных импульсовэ выходной усилитель 10,

Устройство управления работает следующим образом,

С перБого и второго выходов датчика 1 фазы напряжения на первый и третий входы блока формированкл i J интервала включенного состояния тиристоров аоступагат короткие Ш плуль- сы в моменты времени, соответствующие фазе сетевого напряжения 90 к 270 эл.градог первого выхода бло-- ка формирований 8 интервала в:.г1Р,пфи помощи лог кческих элементов блок 8 запрещает прохояодение импульсов генератора 9 на вход усихштеля 10, Е следующие моменты включение усилителя производится в моменты времени 90 и 270 эл.град.р когда переходный npoLi ecc при включении отсутствует, а поскольку перед включением сердечник трансформатора размагничен, то выбросы тока намагничивания отсутствуют. 4 ил.

чанного состояния тиристоров импульсы поступагот на вход л енератора 2 напряжения ступенчатой фармы, синхронизируя его с частото и питающей сети, В конце периода напряжения .ступенчатой формы в момент времени 1;,-(фиг,3) срабатьшает пороговый орган 3 и устанавливает триггер 7 3 единичное состояние к блок форми

рования 8 интервала включенного состояния тирист -оров разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовьм углом 90 эл.град. При равенстве напряжения ступенчатой формы и напряжения задания V, ( с.j ) срабатывает элемент сравнения 4 и короткий импульс с фазовым углом 270 зл.град. с первого выхода блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров через первый элемент И 5 проходит на вход триггера 7, который устанаЕ-;ливается в нз левое состояние, блок формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров запрещает прохождение импульсов генератора 9 высокочастотных импульсов через второй элемент И 6 на вход выходного усилителя 10о В момент времени t на

первый вход блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристора поступает очередной импульс с фазовым углом 90 эл.град и на ее втором выходе появляется кратковре- менный сигнал5 разрешающгй работу выходного усилителя 10,

В момент времени tj срабатывает пороговый орг ан 3 и три1 Г ер 7 уста3

навливается в единичное состояние - и схема формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град В момент времени tg срабатывает схема сравнения 4 и короткий .импульс с фазовым углом 90 эл.град с перво- то выхода блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров через первый элемент И 5 устанавливает триггер 7 в нулевое состояние и блок формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров запрещает работу выходного усилителя 10. После прихода очередного импульса с фазовым углом 270 эл.град. (момент t- на втором выходе блока формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров появляется кратковременный сигнал, разрешающий работу выходного усилителя 10.

Таким образом, блок формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров формирует угол задержки момента включенного выходного усили теля 10 в первом периоде каждого интервала включенного состояния поочередно величиной 90 и 270 эл.град. (мменты времени .t ,ty,t9 ) ,а после окочания интервала включенного состояния кратковременно повторно включае выходной усилитель 10 с задержкой момента повторного включения на 90 эл.град относитёль но последнего момента перехода напряжения питающей сети через нуль на интервале включенного состояния (моменты t,

ty , t 1-t ) .

Принципиальная схема блока формирования В интервала включенного состояния тиристоров содержит триггер 11, двухвходовые элементы И-НЕ 12, 13 и 14, трехвходовые элементы И-НЕ 15 и 16, формирователь 17 импульсов по срезу входного сигнала, эдновибратор 18, элементы НЕ 19 и 20 и элемент ИЛИ 21 .

Блок формирования 8 интервала включенного состояния тиристоров работает следующим образом.

Предположим, что в момент времени t (фиг. 3 и 4) пороговый орган 3 устанавливает триггер 7 в единичное состояние, а триггер 11 - в нулевое состояние. С инверсного выхода Т-триггера- уровень логической единицы поступает на второй вход

249264

второго и третьего элементов И-НЕ 13 и 15, а с прймого выхода уровень логического нуля - на второй вход первого и четвертого элементов И-НЕ

и 16. С выхода пятого элемента И-НЕ 14 импульсы с фаэовым углом 270 эл.град, поступают на вход генератора 2 напряжения ступенчатой формы. С выхода триггера 7 уровень

Q логической единицы поступает на первый вход элемента ИЛИ 21. При этом на выходе элемента ИЛИ 21 появляется уровень логической единицы, разрешающий работу выходного

5 усилителя 10 с фазовым углом

90 эл.град. При равенстве напряжения ступенчатой формы и напряжения задания Vj (фиг.З) срабатывает схема сравнения 4 и очередной импульс с

,| фазовым углом 270 эл.град. с выхода пятого элемента И-НЕ 14 через первый элемент И 5 устанавливает триггер 7 в нулевое состояние и элемент ИЛИ 21 запрещает работу выходного уси5 лителя 10. Одновременно с этим короткий импульс с выхода формирователя 17 импульсов по срезу выходного сигнала запускает одновибратор 18 (момент tj). В момент времени t одновременно на всех входах третьего элемента И-НЕ 15 устанавливается уровень логической единицы, поступающий с первого выхода датчика 1 фазы напряжения, инверсного выхода Т-триггера 11 и с выхода одновибра5 тора 18. На выходе третьего элемента И-НЕ 15 появляется уровень логического нуля, который после инвертирования элементом НЕ 19 поступает на третий вход элемента ИЛИ 21, с выхода которого высокий логический уровень разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град. В момент времени третий элемент И-НЕ 15 закрывается уровнем

. логического нуля, поступающим с первого выхода датчика 1 фазы напряжения и выхода одновибратора 18 и на его выходе устанавливается высокий логический уровень. При этом сигнал

50 с выхода элемента ИЛИ 21 запрещает работу выходного усилителя 10.

В момент tf пороговый орган устанавливает триггер 7 в единичное состояние.

55 Элемент ИЛИ 21 разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град. Одновременно с этим с выхода пятого элемента И-НЕ 14 на

30

40

51

вход генератора 2 напряжения ступенчатой формы поступают импульсы с фазовым углом 90 эл.град. При равенстве напряжения ступенчатой формы и напряжения задания Vj (момент tе) срабатывает элемент сравнения 4 и очередной импульс с фазовым углом 90 эл.град, через первый элемент И 5 возвращает триггер 7 в исходное состояние, а элемент ИЛИ 21 запрещает работу выходного усилителя 10. Одновременно с этим запускается одно- вибратор 18. В момент времени t.7 на всех входах четверто.го элемента 1 б устанавливается высокий логический уровень, поступающий с гфя- мого выхода Т-триггера 11, со второго входа датчика 1 фазы напряжения и выхода одновибратора. На выходе четвертого элемента И-НЕ 16 появляется уровень логического нуля, который после инвертирования элементом НЕ 20 поступает на второй вход элемента ИЛИ 21, с выхода которого высокий логический уровень разрешает работу выходного усилителя 10 с фазовым углом 270 эл.град. В момент времени ta четвертый элемент И-НЕ 16 закрывается уровнем логического нуля, поступающего со второго вы-, хода датчика 1 фазы напряжения и выхода одновибратора 18, и на его выходе устанавливается уровень логической единицы. При этом сигнал с выхода элемента ИЛИ 21 запрещает работу выходного усилителя 10. Следующий цикл работы регулятора начи- нается с фазовым углом 90 эл.град.. . Использование нового узла - блока формирования интервала включенного состояния тиристоров позволяет повысить надежность и энергетические показатели по сравнению с известным устройством, поскольку при включении трансформаторной нагрузки возникают выбросы тока намагничивания, которые могут вызывать ошибочные срабатывания систем защиты, приводить к повышенному нагреву транс- формн д ора, снижать коэффициенты мощности питающей сети.

В предлагаемом устройстве выбросы тока намагничивания, отсутствуют, так. как перед включением сердечник трансформатора размагничен, а включение производится в моменты времени 90 и 270 эл.град. Переходный гфоцесс при включении отсутствует.

2249266

Формула изобретения

0

5

0

5

Устройство для управления широт- но-импульсным регулятором переменного тока, содержащее датчик фазы сетевого напряжения с первым выходом, соответствующим 90 эл.град. и вторым выходом, соответствующим 270 эл.град., генератор напряжения ступенчатой формы, один из выходов которого подключен к одному из входов элемента сравнения, другой вход которого предназначен для подключения сигнала задания, триггер, один из входов которого подключен к выходу порогового органа, а другой вход - к выходу первого элемента И, выходной усилитель, ко входу которого подключен выход второго элемента И, вход которого подключен к выходу генератора высокочастотных импульсов,отличающееся тем, что,с целью повышения надежности за счет исключения бросков тока намагничивания при включении, в него введен блок формирования интервала включенного состояния тиристоров , содержащий триггер, пять элементов И-НЕ, одновибратор, элемент ИЛИ, два элемента НЕ, первые входы первого и второго элементов И-НЕ, каждый из которых соединен с соответствующими входами третьего и четвертого элементов И-НЕ, первый вход элемента ШШ и счетный вход триггера являются входами блока формирования интервала включенного состояния тиристоров, прямой выход триггера подклнзчен ко вторым входам первого и четвертого элементов ИЛИ-НЕ, а инверсный выход триггера подключен ко вторым входам третьего и второго элементов И-НЕ, третьи входы которых подключены к выходу одновибратора, вход которого через формирователь импульсов соединен с первым, входом элемента ИЛИ, второй вход которого через первый элемент НЕ подключен к выходу четвертого элемента И-НЕ, а третий вход через второй элемент НЕ подключен к выходу третьего элемента И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ подключен ко второму входу пятого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого является первым выходом блока формирования интервала

0

5

0

5

0

5

7

включенного состояния тиристоров, подключенным ко второму входу первого элемента И и ко входу генератора напряжения ступенчатой формы, вторым выходом блока формирования. интервала включенного состояния тиристоров является выход элемента ИЛИ, который подключен ко второму входу второго элемента И, первый и

2249268

третий входы блока формирования интервала включенного состояния тиристоров подключены соответственно к первому и второму выходу датчи- 5 ка фазы напряжения, второй вход блока формирования включенного состояния тиристоров подключен к выходу триггера,ачетвертый его вход подключен к выходу порогового органа.

фае.2

Uc

Изобретение позволяет повысить надежность устройства для управления широтно-импульсньм регулятором переменного тока за счет исключения бросков тока намагничивания при включении. Это достигается тем, что .в схему управления вводят -блок формирования 8. С датчика фазы напряжения 1 на входы блока 8 поступают импульсы в моменты времени, соответствующие фазе сетевого напряжения (Л к to 4 СО 05

Л

3

t,

tz

.fL

n

n

3 ч

Uf4

.J

J

T

(& y-

Редактор Н. Горват

фаг.

Составитель Е. Калинкин

Техред И.Попович Корректор I- Демчик

Заказ 1959/54 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113D35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная,4