Устройство для управления углом отпирания вентилей Советский патент 1987 года по МПК H02M1/08 

1319181

Boro значения напряжения предшествующей фазы. Ток в фазе отсутствует, на выходе оптодиодной пары 11 ф(5рмирует- ся сигнал логической единицы, поступающий на вход инвертора 12 и элемента И-НЕ 20. Счетчик 3 обнуляется и триггер 15 подготавливается к переключению. При достижении напряжением фазы А нулевого значения на выходе

1

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для управления одно- и многофазными преобразователями переменного тока и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1192062,

Целью изобретения является повышение надежности путем ограничения максимального угла управления вентилями .

На чертеже представлена функциональная схема предлагаемого устройства.

Устройство для управления углом отпирания вентилей 1 содержит нуль- орган 2, подключенный последовательно с вентилями 1, выход которого подключен к установочному входу счетчика 3 тактовых импульсов и к управляющему входу трехвходового ключа 4, информационные входы которого подключены к выходам порогового элемента 5 и элемента И 6, реализующего функцию ИЛИ, входы которого подключены к. датчику 7 нулевого значения напряжения последующей фазы и счетчику 3, счетньй вход которого подключен к вьпсоду генератора 8 тактовых импульсов, вход которого вместе с входом порогового элемента 5 подключен к источнику 9 управляющего сигнала. Нуль-орган 2 выполнен на транс форматоре 10 тока, вторичная обмотка которого через выпрямитель и опто диодную пару 11 подключена к инвертору 12.

Трехвходовый ключ 4 выполнен на инверторе 13, вход которого образует управляющий вход ключа 4, элементе И-НЕ 14, один из входов которого под

элемента И-НЕ .20 появляется логический нуль что приводит к появлению на выходе ключа 4 сигнала логической единицы и включению одного из вентилей 1. Введение датчика 7 нулевого значения напряжения и элемента ИЛИ 6 позволяет ограничить максимальный угол управления вентилями, 1 ил.

10

15

20

25

30

35

40

ключен к выходу инвертора 13, а другой образует первьй информационный вход ключа 4 и RS-триггера 15 на элементах И-НЕ 16 и 17, R-вход которого подключен к выходу инвертора 13, первьй SI-ВХОД подклочен к выходу элемента И-НЕ 14, а второй 32-вход, являющийся вторым информационным входом ключа 4, подключен к выходу элемента И 6 (управление нулевыми сиг- налами для которого реализует функцию ИЛИ), один из входов которого подключен к выходу счетчика 3, а другой - к выходу датчика 7 нулевого значения напряжения последующей фазы.

Датчик 7 нулевого значения напряжения последующей фазы выполнен на трансформаторе 18, вторичная обмотка которого через выпрямитель и оптоди- одную пару 19 подключена к одному из входов элемента И-НЕ 20, второй вход которого подключен к выходу оптодиодной пары 11 нуль-органа,2.

Устройство работает следующим образом.

При достижении на.пряжением какой- либо фазы питающей сети нулевого значения (напр)имер фазы А) первичная обмотка трансформатора 18 датчика 7 нулевого значения напряжения (в фазе С) теряет питание, теряет питание и оптодиодная пара 19, что приводит к появлению на первом входе элемента И-НЕ 20 сигнала логической единицы, на втором входе элемента 20 также присутствует сигнал логической единицы, поскольку светодиод оптодиодной пары 11 также не имеет питания. На выходе элемента 20 появляется сигнал логического нуля, которьй попадает на

313

первый вход элемента И 6. Это приводит к появлению на втором информационном 82-входе ключа 4 и элементе И-НЕ 17 сигнала логического нуля . На инверсном выходе элемента И-НЕ 17 устанавливается сигнал логической единицы, что адекватно подаче импуль са управления на вентильную группу 1 Как только происходит открытие любого вентиля 1 в фазе и по нагрузке течет ток, вторичная обмотка трансформатора 10 оказывается под током, что приводит к подключению светодиода оп- тодиодной пары 11 в цепь вторичной обмотки трансформатора 10 тока. .

На входе инвертора 12 нуль-органа 2 и элемента И-НЕ 20 датчика 7 нулевого значения напряжения одновременно устанавливается сигнал логического нуля. На выходе инвертора 12 ус- танавливается логическая единица, которая одновременно попадает на уста- новочньм вход счетчика 3 и запирает его и управляющий вход ключа 4 (вход инвертора 13). Это равносильно появ- лению на установочном R-входе ключа 4 сигнала логического нуля, а на первом S1 и втором S2 информаицонном входах того же ключа 4 - сигналов логической единицы, что приводит к появлению на всех входах элемента И-НЕ 17 триггера 15 сигналов логической единиць1 а это соответствует снятию управляющего импульса с группы вентилей 1. Указанное управление осуществляется в случае, если угол управления вентилями равен или превосходит угол, равный 120 эл.град. Если сигнал от датчика 7 нулевого значения напряжения поступает На первый вход элемента 6 раньше, чем аналогичный (нулевой), сигнал по цепочке источник 9 управляющего сигнала - управляемый генератор 8 тактовой частоты - счетчик 3 импульсов тактовой частоты пос тупает на второй вход элемента 6.

При достижении током какой-либо фазы питающей сети (например фазы С) нулевого значения запираются вентили 1 и вторичная обмотка трансформато- ра 10 тока нуль-органа 2 обесточивается. Это приводит к потере питания светодиодом оптодиодной пары 11 и появлению сигнала логической единицы одновременно на входе инвертора 12 нуль-органа 2 и элемента И-НЕ 20 датчика нулевого значения напряжения. На втором входе элемента И-НЕ 20

81. 4

присутствует сигнал логической единицы, что не изменяет сигнал логического нуля на выходе датчика нулевого значения напряжения. Сигнал логического нуля одновременно попадает на управляющий вход ключа 4 (вход инвертора 13) и установочный R-вход счетчика 3, при этом на выходе инвертора 13 появляется сигнал логической единицы, а счетчик 3 тактовых импуль сов обнуляется и с этого момента начинает заполняться импульсами управляемого генератора 8 тактовглх им- (Пульс ов. Сигнал логической единицы с выхода инвертора 13 попадает одновременно на вход элемента И-НЕ 14 и на R-вход триггера 15. На выходе элемента И-НЕ 14 и на S1-входе триггера 15 устанавливается сигнал логической единицы, поскольку с выхода порогового элемента 5 на первый ин- формационньш вход ключа 4 поступает сигнал логического нуля. Вввиду того что синхроимпульсом с нуль-органа 2 счетчик 3 обнуляется, на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицы, который поступает на первый вход элемента И 6, на втором входе которого присутствует аналогичный сигнал, поступающий с выхода элемента И-НЕ 20 датчика 7 нулевого значения напряжения. Сигнал логической единицы поступает с выхода элемента И 6 на второй информационный вход ключа 4 (на 82-вход триггера 15), поэтому RS-триггер 15 подготовлен к переключению и на его инверсном выходе (и входе ключа 4) присутствует сигнал логического нуля.

При заполнении счетчика 3 импульсами генератора 8 на его инверсном выходе появляется сигнал логического нуля, который, попадая на второй вход элемента И 6, остается неизменным (нулевым) на его выходе, поэтому, попадая на 52-вход триггера 15, переключает его, вьщавая тем самым на вьрсоде ключа 4 сигнал логической еди- нрщы, из которого формируется импульс управления одним из вентилей 1.

Включение одного из вентилей 1 вызьшает включение оптодиодной пары 11 и появление на входе инвертора 12 и на втором входе элемента И-ЙЕ 20 сигнала логического нуля. Это приводит к появлению сигнала логической единицы на управляющем входе ключа 4 и установочном R-входе счетчика 3.

На выходе инвертора 13 появляется сигнал логического нуля, который поступает на R-вход триггера 15, вызывая его переключение, так как на его S1-и82-входах присутствуют сигналы логической единицы. Происходит снятие сигнала управления с управляющих электродов вентилей 1. С некоторым сдвигом во времени напряжение в фазе А достигает нулевого значения, первичная обмотка трансформатора 18 иоптодиодная пара 19 теряют питание, что приводит к появлению -на первом Входе элемента И-НЕ 20 сигнала логи- единицы, однако не приводит К изменению сигнала на выходе этого элемента, так как на втором его входе присутствует сигнал логического нуля, поступающий с выхода оптодиод- ной пары 11 нуль-органа 2. Через Полпериода тока питающей сети весь цикл повторяется снова.

Таким образом происходит работа устройства с фазовым углом управления.

10

13191816

углами управления), то на его выходе появляется сигнал логической единицы. Если это происходит при закрытых вентилях 1, то и на втором входе элемента И-НЕ 14 присутствует сигнал логической единицы. Это вызывает появление сигнала логического нуля на S1-входе триггера 15 и его переключение. На выходе ключа 4 появляется сигнал логической единицы, формирующий управляющий импульс вентилей 1 . Сигнал с выхода счетчи:йа 3 после его заполнения проходит позже и только подтверждает логическую единицу на выходе ключа 4. Сигнал логического нуля с выхода датчика нулевого значения напряжения может попасть на 52-вход ключа 4 еще позже и также подтверждает единичное состояние на выходе ключа 4, если включение вентилей 1 еще не произошло. Если включение вентилей 1 к этому

fS

20

времени произошло, то сигнал логического нуля датчика нулевого значения

не превьщ1ающим 120 эл.град. В случае, 25 напряжения блокируется логическим

есош угол управления вентилями 1 ста- .новится равным 120 эл.град., а включение вентилей 1 не происходит, управление передается датчику нулевого значения напряжения. При этом ток в фазе отсутствует, поэтому теряют питание вторичная обмотка трансформатора 10 тока и оптодиодная пара 11 и на выходе последней формируется сигнал логической единицы, который одновременно поступает на вход инвертора 12 и элемента И-НЕ 20. Выходным сигналом инвертора 12 обнуляется счетчик 3 и подготавливается к переключению RS-триггер 15. Однако появ- ление сигнала логического нуля на инверсном выходе счетчика 3 задерживается. При этом по достижении напряжением фазы А нулевого значения на

низации управляющих импульсов.

Формула изобретения

50

первом входе элемента И-НЕ 20 появля- 45 преимущества принцийа токовой синхро- ется логическая единица, что приводит к появлению на его выходе логического нуля, который, попадая без изменения на второй информационный S2- вход ключа 4, приводит к появлению на выходе ключа 4 сигнала логической единицы и включению одного из вентилей 1. .

В случае, когда значение сигнала от источника 9 управляющего сигнала превышает порог срабатьшания порогового элемента 5 (этот режим наблюдается при работе устройства с малыми

Устройство ,цля управления углом отпирания вентилей по авт. ев. № 1192062, отличающее ся тем, что, с целью повьппения надежности путем . ограничения максимального угла уп- 55 равления вентилями, каждая фаза канала снабжена датчиком нулевого значения напряжения предшествующей фазы и элементом ИЛИ, причем выход

времени произошло, то сигнал логического нуля датчика нулевого значения

нулем оптодиодной пары 11. В этом случае сигнал нуль-органа 2 переключает RS-триггер 15 в первоначальное состояние и снимает сигнал управления с вентилей 1.

При снижении уровня сигнала источника 9 ниже порога срабатывания элемента 5 устройство вновь начинает работать с фазовым углом управления.

Таким образом, введение элемента, реализующего функцию ИЛИ (в приведенном исполнении элемент И 6), и датчика нулевого значения напряжения в каждый канал управления с соответствующим его подключением позволяет повысить надежность работы устройства путем ограничения максимального угла управления вентилями, сохранив все

низации управляющих импульсов.

преимущества принцийа токовой с

Формула изобретения

преимущества принцийа токовой синхро-

преимущества принцийа токовой синхро-

Устройство ,цля управления углом отпирания вентилей по авт. ев. № 1192062, отличающее ся тем, что, с целью повьппения надежности путем ограничения максимального угла уп- равления вентилями, каждая фаза канала снабжена датчиком нулевого значения напряжения предшествующей фазы и элементом ИЛИ, причем выход

7 1319181 .. 8

счетчика тактовых импульсов подклю- вход элемента ИЛИ, второй вход кото- чен к второму информационному входу рого подключен к выходу датчика нуле- трехвходового ключа через первый вого значения напряжения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями переменного тока. Целью изобретения является повышение надежности. В случае, если угол управления равен 120эл.град, а включение вентилей 1 не происходит, управление передается датчику 7 нулеНа включение нтиАЯ Первый канал i СЛ С до ;о loo ГЧ)