Устройство для импульсно-фазового управления преобразователем Советский патент 1986 года по МПК H02M7/145 

f

Устройство относится к электротехнике и может использоваться при построении силовых управляемых тиристорных преобразователей.

Цапь изобретения - повышение точности работы устройства.

В предлагаемом устройстве поставленная цель достигается за счет введения в каждый капал управления последовательно включенных релейного элемента и пропорционально- дифференцирующего звена, причем вход релейного элемента соединен с четвертым входом соответствующего сумматора, а выход пропорционально-дифференцирующего звена подключен к пятому входу соответствующего сумматора.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы ее сигналов; на фиг. 3 - то же.

Устройство (фиг. 1) содержит сумматоры 1 и 2, интеграторы 3 и 4, релейные элементы 5 и 6, формирователи 7 и 8 импуль- СОЕЗ, тиристоры 9-12, образующие одно- фазную мостовую схему выпрямления переменного напряжения сети, инвертор 13, входом соединенный с источником напряжения сети, дополнительные релейные элементы 14 и 15, пропорционально-дифференди- рующие звенья 16 и 17, клемма 18 для под ключения к источнику напряжения сети, клемма 19 для подключения источника эталонного сигнала, клемма 20 для подключения источника сигнала управления и выходные клеммы 21 и 22 мостового выпрямителя,

Релейные элементы 5 и 6 выполнены с симметричной неинвертирующей петлей гистерезиса.

Релейные элементы 14 и 15 имеют без- гистерезисную передаточную характеристику.

Звенья 16 и 17 реализуют передаточную функцию вида

W TT S

что в зависимости от соотношений постоян- ной времени Т, Ту позволяет получить на выходе импульсы малой длительности, либо сигнал, повторяющий по форме входное воздействие с нулевым значением постоянной составляющей.

Блоки 7 и 8 формируют импульсы управления тиристорами 9-12 синхронно с передним фронтом сигнала на выходе релейных блоков 5 и 6.

На фиг. 1-3 введены следующие обозначения; У1з() - выходной сигнал инверто- ра 13; У|5 (t), Yi6 (tg) - выходные сигналы блоков 15 и 16 соответственно; U (t) - напряжение сети; Uo - напряжение эталонного источника; L/ynp(() - напряжение сигнала управления.

Принцип работы устройства следующий.

Блоки 1, 3, 5, 7 и 2, 4, 6, 8 в совокупности

образуют два канала управления СИФУ,

2

которые имеют одинаковый принцип действия.

Канал, состоящий из блоков 1, 3, 5, 7, синхронизируется непосредственно напряжением сети, которое подключается к клемме 18 (фиг. 1), и управляет тиристорами 11 и 12 силового моста.

Синхронизация канала, состоящего из блоков 2, 4, 6, 8 осуществляется выходными сигналами инвертора 13, который представляет собой синусоиду, инвертированную по отношению к сигналу, подключенному к клемме 18. При этом второй канал устройства управляет моментами времени включения тиристоров 9 и 10.

При отсутствии релейных элементов 14- 17 каскады, состоящие из блоков 1, 3, 5 и 2, 4, 6 входят в синхронизм с частотой напряжения сети. Выходные сигналы интеграторов 3 и 4 имеют синусоидальную форму и сдвинуты относительно синхронизирующего воздействия на угол, определяемый как параметрами блоков 3, 4, 5, 6, так и амплитудой сигнала синхронизации.

Под действием сигнала управления, подключаемого к клемме 20, происходит вертикальное смещение выходного сигнала интеграторов 3 и 4 относительно пороговых уровней релейных элементов 5 и 6. Это приводит к изменению фазового положения переднего фронта выходных импульсов релейных элементов 5 и 6 по отношению к соответствующей полуволне синусоидального напряжения сети, что влечет за собой изменение продолжительности открытого состояния соответствующей пары тиристоров силового моста.

С помощью источника эталонного напряжения, подключаемого к клемме 19, осуществляется начальная установка угла «зажигания тиристоров 9-12.

Недостатком известного устройства является возможность возникновения в СИФУ режима собственных автоколебаний в замкнутых релейных контурах. Происходит это в тех случаях, когда при переходе сигналом синхронизации через нуль производная dU(f)/dt оказывается меньшей, чем производная выходного сигнала интегратора 3 или 4 в режиме собственных автоколебаний. В результате в известном устройстве формируются ложные импульсы управления.

В предлагаемом устройстве под действием напряжения с выхода инвертора 13 (фиг. 5, а) на выходе релейного элемента 15 формируются импульсы типа «меандр со средним нулевым значением (фиг. 2, б). Далее с помощью пропорционально-дифференцирующего звена 17 происходит выделение переменной составляющей (фиг. 2, в) выходного напряжения релейного элемента 5 (фиг. 2, б). Амплитуда сигнала на выходе пропорционально-дифференцирующего звена 17 должна удовлетворять условиям работы указанного канала в режиме синхронизации. Обычно, когда частота собственных автоколебаний релейной системы гораздо выше частоты синхронизирующего сигнала, таким условием является /AiyXg 2,0, где Ai7 - амплитуда выходного сигнала пропорционально-дифференцирующего звена. 17. Учитывая, что в момент изменения 5 знака сигнала на выходе пропорционально- дифференцирующего звена 17 его производная имеет бесконечно большое значение, это исключает переход указанного канала в режим собственных автоколебаний. Однако синхронизация устройства лишь прямоугольными импульсами исключает возможность «самокоррекции угла «зажигания тиристоров при нестабильности напряжения сети. Данное обстоятельство является очевидным

В тех случаях, когда диапазон нестабильности сетевого напряжения сравнительно невелики, параметры пропорционально-дифференцирующих звеньев 16 и 17 целесообразно выбирать такими, чтобы импульсы коррекции Yi7{t) имели малую длительность (фиг. 3, а, б, в), но достаточную для ликвидации режима собственных автоколебаний релейных трактов СИФУ при изменении знака сигнала синхронизации (фиг. 3, а. г).

Формула изобретения Устройство для импульсно-фазового управления преобразователем, построенным по мостовой однофазной схеме, содержащее

так как амплитуда импульсов на выходе 15 в первом и втором каналах последовательно релейных элементов 14 и 15 имеет фикси-включенные сумматор, интегратор, релейный

рованное значение, которое не зависит от элемент и формирователь импульсов, причем параметров (амплитуды) напряжения сети. Поэтому для исключения отмеченного недостатка входы сумматоров 1 и 2 подключены не только к выходам пропорционально- дифференцирующих звеньев 17 и 16, но и соединены непосредственно с клеммой 18, т. е. с сигналом сети. Таким образом, автоколебательные каскады устройства синхро20

выход релейного элемента подключен к первому входу сумматора, второй и третий входы которого соединены с источником эталонного сигнала и сигнала управления соответственно, четвертый вход сумматора первого канала подключен к источнику напряжения сети, а выход подключен к четвертому

входу сумматора второго канала, выходы

низируются с суммарным сигналом (фиг. 2, г)25 формирователей импульсов первого и второкоторый имеет высокий уровень производнойго каналов предназначены для подключения

в моменты времени изменения знака и несетк управляющим электродам соответствуюинформацию о величине амплитуды напря-щих тиристоров мостовой однофазной схемы,

жёния сети, при изменении которой проис-отличающееся тем, что, с целью повышения

ходит частичная коррекция угла формио-точности работы устройства, каждый его

ходит частичная коррекция угла формиро-зо канал снабжен последовательно включенными релейным и пропорционально-дифференцирующим звеньями, а сумматор снабжен пятым входом, выход пропорционально- дифференцирующего звена подключен к пятому входу соответствующего сумматора, а вход релейного элемента соединен с четвертым входом соответствующего сумматора.

вания импульсов управления силовыми тиристорами.

Таким образом, предлагаемое устройство характеризуется более высокой точностью работы при колебаниях напряжения питающей сети.

U..(tjl-l}--y f

vy

I j «( rf;

е о

УпМ I

(-l)-U(t)fU,-,ft}

В тех случаях, когда диапазон нестабильности сетевого напряжения сравнительно невелики, параметры пропорционально-дифференцирующих звеньев 16 и 17 целесообразно выбирать такими, чтобы импульсы коррекции Yi7{t) имели малую длительность (фиг. 3, а, б, в), но достаточную для ликвидации режима собственных автоколебаний релейных трактов СИФУ при изменении знака сигнала синхронизации (фиг. 3, а. г).

Формула изобретения Устройство для импульсно-фазового упэлемент и формирователь импульсов, причем

выход релейного элемента подключен к первому входу сумматора, второй и третий входы которого соединены с источником эталонного сигнала и сигнала управления соответственно, четвертый вход сумматора первого канала подключен к источнику напряжения сети, а выход подключен к четвертому

канал снабжен последовательно включенными релейным и пропорционально-дифференцирующим звеньями, а сумматор снабжен пятым входом, выход пропорционально- дифференцирующего звена подключен к пятому входу соответствующего сумматора, а вход релейного элемента соединен с четвертым входом соответствующего сумматора.

г о

(ftii.Z

Составитель О. Парфенова

Редактор И. СегляникТехред И. Верес. Корректор С. Черни

Заказ 5037/55Тираж 631Подписное

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

fu.S

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в силовых тиристорных преобразователях. Целью изобретения является повышение точности работы устройства. Устройство содержит два канала управления, принцип действия которых одинаков. Под действием сигнала управления происходит вертикальное смещение выходного сигнала интеграторов 3 и 4 относительно пороговых уровней релейных элементов 5 и 6. С помощью источника эталонного напряжения осуществляется начальная установка угла «зажигания тиристоров. Под действием напряжения с выхода инвертора 13 на выходе релейного элемента 15 формируются импульсы типа «меандр. С помощью пропорционально-дифференцирующего звена 17 происходит выделение переменной составляющей выходного напряжения релейного элемента 15. Амплитуда сигнала на выходе пропорционально-дифференцирующего звена 17 должна удовлетворять условиям работы канала в режиме синхронизации. На входы сумматоров 1 и 2 подается также сигнал сети. Таким образом, автоколебательные каскады устройства синхронизируются с суммарным сигналом, имеющим высокий уровень производной и несущим информацию о величине амплитуды напряжения сети. 3 ил. Q $ (Л to ел 00 сд