Устройство для контроля токового режима управляемого вентильного преобразователя Советский патент 1986 года по МПК H02H7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления вентильных преобразователей.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства путем уменьшения запаздывания информации о токовом режиме управляемого преобразователя за счет измерения экстремального значения тока нагрузки.

На фиг. 1 , представлена функциональи формирование импульса, соответствующего по времени моменту экстремума.

Сигнал с выхода экстрематора 8 через формирователь 9 импульсов (фиг. 2 в), в котором происходит уменьшение длительности 5 импульсов, поступаюш,их с экстрематора 8, до 10-100 МКС, замыкает ключ 10 в момент прохождения экстремума сигнала тока нагрузки, тем самым осуш,ествляется выборка информации об амплитудном максимальном

ная схема устройства; на фиг. 2 - вре- ю зна чении тока (фиг. 2 г -Сигнал U (фиг. 2г)

менные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство для контроля токового режима управляемого преобразователя содержит силовой блок 1 тиристорного преобразовапоступает на вход компаратора 11, где происходит его сравнение с сигналом Uo, поступающим на другой вход компаратора 11. Сигнал LJon определяется амплитудой тока нагрузки в граничном режиме работы претеля, нагрузку 2, систему 3 управления пре- 15 образователя. Соотношение между величиобразователем, датчик 4 контроля состояния вентилей, формирователь 5 коротких импульсов управления, первый элемент 6 совпадения, к одному из входов которого подсоединен выход датчика 4, а к другому - выход формирователя 5, RS-триггер 7, выход которого подсоединен к системе 3 управления, экстрематор 8, формирователь 9 импульсов, ключ 10, компаратор 11, выпрямитель 12, датчик 13 тока, вход которого

20

ной среднего тока за интервал проводимости вентилей преобразователя и его экстремальным значением является величиной, определенной для большой зоны углов управления. В режиме непрерывных токов интервал проводимости совпадает с интервалом вентильности преобразователя, а в области граничного режима интервал проводимости близок к вентильности преобразователя. Следовательно, измеряя максимальную

подключен к силовому блоку 1 преобразова- 25 величину тока нагрузки на интервале протеля, а выход - через ключ 10 к входу компаратора 11 и непосредственно через выпрямитель 12 к входу экстрематора; элемент РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14, второй элемент 15 совпадения, элемент ИЛИ 16, логический инвертор 17, выход экстрематора 8 через формирователь 9 импульсов подключен к первому входу элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14, к управляющему входу ключа 10, выход которого подсоединен к входу компаратора 11, другой вход последнего подсоединен к источнику опорного напряжения Uon, а выход - к второму входу элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 и к первому входу элемента ИЛИ 16, второй вход которого соединен с выходом элемента И 6, выход элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 соединен с первым входом элемента И 15, а второй его вход подсоединен к выходу датчика 4 контроля состояния вентилей; выход элемента И 15 подсоединен к входу R RS-тригге- ра 7, а к входу S последнего через логический инвертор 17 подсоединен выход элемента ИЛИ 16.

30

водимости вентилей, можно определить среднее значение тока преобразователя, определяющее закон управления преобразователем.

В рассматриваемом прерывистом режиме тока на выходе компаратора 11 - нулевой сигнал (момент ti, фиг. 2а), так как максимальное значение тока преобразователя ниже уровня опорного напряжения, определяющего граничный режим работы.

Сигнал УЗ (фиг. 20) с выхода форми- 35 рователя 9 и сигнал IJf (фиг. 2д) с выхода компаратора 11 поступают на входы элемента 14, выполняющего функцию РАВНОЗНАЧНОСТЬ. Единичный сигнал на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 появляется тогда, когда сигналы УЗ и Uj совпадают по логическому уровню. Таким образом, в момент времени, например, ti на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 - нулевой уровень сигнала. В прерывистом режиме тока преобразователя совпадения сигналов LJ2 (фиг. 26) и Ue (фиг. 2е) не происходит и на выходе первого элемента 6 совпадения - нулевой сигнал, который приходит на вход элемента ИЛИ 16, на другой вход которого поступает сигнал с выхода компаратора 11. На выходе логическо40

45

Сигнал УЗ (фиг. 20) с выхода форми- 35 рователя 9 и сигнал IJf (фиг. 2д) с выхода компаратора 11 поступают на входы элемента 14, выполняющего функцию РАВНОЗНАЧНОСТЬ. Единичный сигнал на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 появляется тогда, когда сигналы УЗ и Uj совпадают по логическому уровню. Таким образом, в момент времени, например, ti на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 - нулевой уровень сигнала. В прерывистом режиме тока преобразователя совпадения сигналов LJ2 (фиг. 26) и Ue (фиг. 2е) не происходит и на выходе первого элемента 6 совпадения - нулевой сигнал, который приходит на вход элемента ИЛИ 16, на другой вход которого поступает сигнал с выхода компаратора 11. На выходе логическоУстройство работает следующим образом. Когда тиристоры силового блока 1 преобразователя находятся в режиме прерывистого тока Ui (фиг. 2а, t,-t2) на выходе дат- 50 го инвертора 17 - единичный уровень сиг- чика 4 контроля состояния вентилей формиру- нала U4 (фиг. 2г), который поступает на

S вход RS-триггера 7.

На входы элемента И 15 в прерывистом режиме приходят сигналы с выходов датчика НИ;(и элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ

ется единичный уровень сигнала на период протекания тока (фиг. 26). Сигнал о наличии тока поступает с датчика 13 тока через выпрямитель 12 на вход ключа 10 и вход

экстрематора 8. В экстрематоре определя- 55 141)7 (фиг. 26 и ж). С выхода элемен- ется момент достижения экстремального зна- та И 15 сигнал Ug (фиг. 2ы) поступает чения выпрямленного тока преобразователя на R-вход RS-триггера, на выходе которого

и формирование импульса, соответствующего по времени моменту экстремума.

Сигнал с выхода экстрематора 8 через формирователь 9 импульсов (фиг. 2 в), в котором происходит уменьшение длительности импульсов, поступаюш,их с экстрематора 8, до 10-100 МКС, замыкает ключ 10 в момент прохождения экстремума сигнала тока нагрузки, тем самым осуш,ествляется выборка информации об амплитудном максимальном

зна чении тока (фиг. 2 г -Сигнал U (фиг. 2г)

зна чении тока (фиг. 2 г -Сигнал U (фиг. 2г)

поступает на вход компаратора 11, где происходит его сравнение с сигналом Uo, поступающим на другой вход компаратора 11. Сигнал LJon определяется амплитудой тока нагрузки в граничном режиме работы пре образователя. Соотношение между величи

ной среднего тока за интервал проводимости вентилей преобразователя и его экстремальным значением является величиной, определенной для большой зоны углов управления. В режиме непрерывных токов интервал проводимости совпадает с интервалом вентильности преобразователя, а в области граничного режима интервал проводимости близок к вентильности преобразователя. Следовательно, измеряя максимальную

величину тока нагрузки на интервале про0

водимости вентилей, можно определить среднее значение тока преобразователя, определяющее закон управления преобразователем.

В рассматриваемом прерывистом режиме тока на выходе компаратора 11 - нулевой сигнал (момент ti, фиг. 2а), так как максимальное значение тока преобразователя ниже уровня опорного напряжения, определяющего граничный режим работы.

Сигнал УЗ (фиг. 20) с выхода форми- 5 рователя 9 и сигнал IJf (фиг. 2д) с выхода компаратора 11 поступают на входы элемента 14, выполняющего функцию РАВНОЗНАЧНОСТЬ. Единичный сигнал на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 появляется тогда, когда сигналы УЗ и Uj совпадают по логическому уровню. Таким образом, в момент времени, например, ti на выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 - нулевой уровень сигнала. В прерывистом режиме тока преобразователя совпадения сигналов LJ2 (фиг. 26) и Ue (фиг. 2е) не происходит и на выходе первого элемента 6 совпадения - нулевой сигнал, который приходит на вход элемента ИЛИ 16, на другой вход которого поступает сигнал с выхода компаратора 11. На выходе логическо0

5

0 го инвертора 17 - единичный уровень сиг- нала U4 (фиг. 2г), который поступает на

устанавливается нулевой потенциал (UBUX, фиг. 2л), соответствующий режиму прерывистого тока.

В режиме непрерывного тока (в момент времени t2-ts, фиг. 2 а) на выходе .датчика 4 - единичный уровень сигнала на период протекания тока. В момент достижения током экстремального значения срабатывает экстрематор 8 и на выходе формирователя 9 импульсов - импульсы Us

ИЛИ 16 через логический инвертор 17 поступает на S-вход RS-триггера 7, переклю чая его в состояние, соответствующее непре рывному режиму работы управляемого пре образователя.

Формула изобретения Устройство для контроля токового режи(фиг. 20), соответствующие времени прохож- 10 ма управляемого вентильного преобразоватедения током экстремального значения. В этот момент происходит замыкание ключа 10 и амплитудное значение тока преобразователя сравнивается с опорным сигналом Uon на компараторе 11. При достижении током значеля, включающего силовой блок преобразователя и систему управления, содержащее датчик контроля состояния вентилей, ключ, формирователь коротких импульсов управления, первый элемент совпадения и RS-тригния выще граничного, определяемого Uon, гер, причем выход RS-триггера предназначен срабатывает компаратор 11 (фиг. 2). Надля подключения к входу системы управ- выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 -ления преобразователем, вход формировате- единичный уровень сигнала (фиг. 1ж), кото-ля коротких импульсов управления предназ- рый, пройдя совместно с сигналом датчи-начен для подключения к выходу систе- ка 4 через эл емент И 15, поступает на R-вход20 управления преобразователем, а его RS-триггера 7 (фиг. 2ы). Импульсы с выхо-выход подключен к первому входу первого да компаратора 11 и с выхода элемента И 6 поступают на входы элемента ИЛИ 16, выходное напряжение которого через логический инвертор 17 (Uio, фиг. 2к:) прикладывается к S-входу RS-триггера. На входы25 му блоку преобразователя, отличающееся последнего устанавливается сигнал Ueu, on-тем, что, с целью повышения быстродейст- ределяющий непрерывный режим работы уп-вия, в него введены экстрематор, формиро- равляемого преобразователя.ватель импульсов, компаратор, источник При переходе из режима непрерывногоопорного напряжения, логический инвертор, тока в прерывистый (момент времени ts,второй элемент совпадения, элемент ИЛИ, фиг. 2а) срабатывания компаратора 11 элемент РАВНОЗ-НАЧНОСТЬ, выпрямитель происходит, так как амплитуда тока нагруз-и датчик тока, причем вход датчика тока

элемента совпадения, к второму входу которого подсоединен выход датчика контроля Состояния вентилей, входы которого предназначены для подключения к силовоки становится меньще значения граничного тока, определяемого величиной Uon. На выходе элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ 14 (фиг. 1ж) в этот момент - нулевой сигнал, который, пройдя через второй элемент совпадения совместно с сигналом с выхода датчика 4, поступает на R-вход RS-триггера 7 (фиг. 2и), переводя его в состояние, соответствующее режиму преры35

предназначен для подключения к силовому блоку преобразователя, а выход подключен к входу выпрямителя, выход которого подключен к входу экстрематора и через ключ к одному входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход экстрематора через формирователь импульсов соединен с управляющим входом ключа и первым вховистого тока. В случае перехода из пре- 40 Дом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход

рывистого режима тока нагрузки в непрерывный, когда амплитуда тока не достигла еще граничного значения, но уже имеется область непрерывного тока (фиг. 2а, момент времени U), импульсы управления

компаратора подключен к второму входу элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, выход элемента РАВНОЗНАЧс выхода формирователя 5 коротких импуль- 45 НОСТЬ соединен с первым входом второго

сов совпадают с сигналом U2 (фиг. 26).элемента совпадения, второй вход котороВыходной сигнал (Us, фиг. 2з) эле-го подсоединен к выходу датчика контромента И 6 поступает на вход элементаля состояния вентилей, а выход - к вхоИЛИ 16, на другой вход которого прихо-ду R RS-триггера, к входу S которого чедит сигнал и (фиг. 2(3) с выхода ком-рез логический инвертор подсоединен выход

паратора И- Выходной сигнал элементаэлемента ИЛИ.

ИЛИ 16 через логический инвертор 17 поступает на S-вход RS-триггера 7, переключая его в состояние, соответствующее непрерывному режиму работы управляемого преобразователя.

Формула изобретения Устройство для контроля токового режиправляемого вентильного преобразоватема управляемого вентильного преобразователя, включающего силовой блок преобразователя и систему управления, содержащее датчик контроля состояния вентилей, ключ, формирователь коротких импульсов управления, первый элемент совпадения и RS-триггер, причем выход RS-триггера предназначен для подключения к входу системы управ- ления преобразователем, вход формировате- ля коротких импульсов управления предназ- начен для подключения к выходу систе- управления преобразователем, а его выход подключен к первому входу первого му блоку преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродейст- вия, в него введены экстрематор, формиро- ватель импульсов, компаратор, источник опорного напряжения, логический инвертор, второй элемент совпадения, элемент ИЛИ, элемент РАВНОЗ-НАЧНОСТЬ, выпрямитель и датчик тока, причем вход датчика тока

гер, причем выход RS-триггера предназначен для подключения к входу системы управ- ления преобразователем, вход формировате- ля коротких импульсов управления предназ- начен для подключения к выходу систе- управления преобразователем, а его выход подключен к первому входу первого му блоку преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродейст- вия, в него введены экстрематор, формиро- ватель импульсов, компаратор, источник опорного напряжения, логический инвертор, второй элемент совпадения, элемент ИЛИ, элемент РАВНОЗ-НАЧНОСТЬ, выпрямитель и датчик тока, причем вход датчика тока

элемента совпадения, к второму входу которого подсоединен выход датчика контроля Состояния вентилей, входы которого предназначены для подключения к силово

предназначен для подключения к силовому блоку преобразователя, а выход подключен к входу выпрямителя, выход которого подключен к входу экстрематора и через ключ к одному входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу источника опорного напряжения, выход экстрематора через формирователь импульсов соединен с управляющим входом ключа и первым вхоДом элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ, выход

компаратора подключен к второму входу элемента РАВНОЗНАЧНОСТЬ и к первому входу элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента совпадения, выход элемента РАВНОЗНАЧи

пп m

Uw

К

л

иВых

СРиг. 2

Редактор В . Петраш Заказ 2233/55

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

nnnni

Составитель О. Мещерякова Техред И. ВересКорректор Г. Решетник

Тираж 612Подписное

Изобретение относится к электротехнике и может быть испольаовано в системах управления вентильными преобразователями. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства. Устройство содержит силовой блок 1 тиристорного преобразователя, нагрузку 2, систему управления, датчик 4 контроля состояния вентилей, формирователь 5 коротких импульсов управления, первый элемент 6 совпадения, RS-триггер 7, ключ 10. Введение экстрематора, фюрмирова- теля 9 импульсов, компаратора 11, выпрямителя 12, датчика 13 тока, элемента 14 РАВНОЗНАЧНОСТЬ, второго элемента 15 совпадения, элемента 16 ИЛИ, логического инвертора 17 обеспечивает повышение быстродействия за счет уменьшения запаздывания информации о токовом режиме управляемого преобразователя путем измерения экстремального значения тока нагрузки. 2 ил. е S (Л Ю Ю со 00 ср со фиг. 1