Устройство для управления многофазным тиристорным преобразователем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/155 H02M7/515 

113

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в системах управления мощными многофазными тиристорными преобразователями частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 650200.

Целью изобретения является обеспечение непрерывного контроля уровня асимметрии и возможности восстановления заданнЬй симметрии управляющих импульсов для повышения КПД преобразователя.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - схема блока формирования коротких импульсов; на фиг. 3 - принципиальные электрические схемы блока распределения импульсов и блока задания допуска ас:имметрии; на фиг. 4 - приниципиальные электрические схемы блока определения характера асимметрии управляющих импульсов и блока индикации асимметрии импульсов.

Устройство для управления многофазным тиристорным преобразователем содержит подключенньй к питающему напряжению сети фазосмещающий мост 1 выход которого соединен с входом формирователя 2 основной гармоники, формирователь 3 коротких импульсов, пересчетную схему А, модуляторы 5-10 прямоугольного напряжения, активные RC-фильтры 11-16, операционные усилители 17-28, нуль-органы 29-40, нечетные выходы которьпс соединены с входами блока 41 формирования коротких импульсов (содержащего первую дифференцирующую RC-цепь: конденсатор 47 - резистор 48, шунтированный диодом 49, с инвертором 50 на выходе и вторую - шестую дифференцирующие RC-цепи: конденсаторы 51-55 - резисторы 56-60, щунтированные соответственно диодами 61-65), первьй выход инвертора 50 подкл10чен к входу генератора 42 тактовых импульсов и входу .установки распределителя 43 импульсов (содержащего три триггера 66-68 и шесть схем И 69-74), .второй вход которого подключен к выходу генератора тактовьпс импульсов, выходы распределителя 43 импульсов соединены с входами блока 44 задания допуска асимметрии (содержащего шесть дифференцирующих ЕС-цепей: конденсаторы 75- 80 - резисторы 81-86, пгунтированные соответственно диодами 87-92) и соот

3 2

ветствующими входами блока 45 определения характера асимметрии управляющих импульсов (содержащего шесть инверторов 93-98, пять двухвходопых

элементов И 99-103 и пять трехвходо- вьк элементов И 104-108,причем выходы инверторов 93-97 соединены с вторыми входами двухвходовых элементов И 99-103, выходы инверторов 94-98 с третьими входами трехвходовых эле- ментов И 104-108), выходы блока задания допуска асимметрии подключены к входам блока 45 и входам блока 46 индикации асимметрии импульсов (содержащего триггеры 109-113 со светодио- дами 114-118 на выходе с ограничивающими резистора 119-123 в канале определения операжающих управляющих импульсов и триггеры 124-128 со светодиодами 129-ГЗЗ и резисторами 134- 138 на выходе в канале определения отстающих управляющих импульсов), выходы блока определения характера асимметрии управляющих импульсов также соединены с соответствующими входами блока 46 индикации.

Устройство работает след /ющим образом.

На вход устройства подают напряжение питающей сети (фиг. 1), например фазы А, которое сдвигается фазо- смещающим мостом 1, затем формирователь 2 основной гармоники выделяет основную гармонику напряжения питаюЩбй сети, поступающую на формирователь 3 коротких импульсов, на выходе последнего формируется серия коротких импульсов с интервалом 30 эл.град и поступает на вход пересчетной схемы

4. С выходов пересчетной схемы 4 на входы модуляторов 5-10 поступают прямоугольные импульсы одной полярности, а с их выходов снимаются переменные прямоугольные напряжения, имеющие

частоту питающей сети, которые поступают на входы активных RC-фильтров 11-16, формирующих синусодиальные напряжения, подаваемые затем на усилители фазных и противофазных опорных

напряжений 17-28.

Опорные напряжения, снимаемые .с услителей 17-28., подаются на входы нуль-органов 29-40, где после сравнения с соответствующими управляющими напряжениями V с выходов указанных нуль-органов снимают управляющие импульсы, подаваемые на соответствующие формирователи и усилители системы управления преобразователя.

Особенностью системы управления преобразователя является то, что она позволяет осуществлять непрерывный контроль состояния уровня ассиметрии управляющих импульсов, для чего с вы- ходов нечетных нуль-органов 29-39 управляющие импульсы подаются на блок 4 (фиг. 2),с выхода которого снимаются узкие импульсы, следующие через интервал 2iF/ni. Управляющий им- пульс, снимаемый с выхода нуль-органа 39, инвертируется в блоке 41 инвертором 50 и запускает генератор 42 тактовых импульсов, кроме того, этот же импульс подают на распределитель 43 импульсов входы S триггеров 66-68 (фиг. 3).

Выходные сигналы с блока 4 i с вто второго по шестой подают на вход блока 45 определения характера асиммет- рии управляющих импульсов. После прихода первого импульса с блока 4I на вход блока 42 с его выхода снимается серия логических нулей с интервалом 2/Г/т между ними, при этом интервал между щестым и вторьм логическими нулями равен 4 /т.

Симметрия выходных импульсов блока 42 контролируется специальным узлом индикации со светодиодом на выхо- де, который погашается при нормальной симметрии указанных импульсов.

Импульсы с блока 42 поступают на второй вход блока 43 счетный вход С первого триггера 66 (фиг. 3), пред- ставляющего собой счетчик последовательного действия, синхронизируемый первым импульсом с выхода блока 41, поступающим на вход S первого триггера 66 (фиг. 3). С шести выходов бло- ка 43 (выходы схем И 69-74) снимаются логические нули длительностью , сдвинутые друг относительно друга на интервал . Эти импульсы подаются на блок 44 задания допуска асимметрии и соответствующие входы блока 45.

В блоке 44 в результате дифференцирования логических нулей с помощью дифференцирующих RC-цепей 75,81; 76, 82; 77,83; 78,84; 79,85; 80,86, щун- тированных соответственно диодами 87-92, формируют узкие импульсы, длительность которых задается параметрами указанных RC-цепей и определяет заданный допуск асимметрии (,).

Импульсы с блока 44 с первого по пятый подают на входы S триггеров

109-128 блока 46 индикации асимметрии импульсов (фиг. 4). Импульсы с второго по шестой блока 44 подают на вход блока 45, на другие входы этого блока подают импульсы с выхода блока 43.

При отсутствии асимметрии управляющих импульсов (в заданном допуске АОП выходов блока 45 снимаются постоянные напряжния, которые подаются на счетные входы С триггеров 109 I28 блока 46 индикации асимметрии импульсов. В этом случае светодиоды 114-118 и 129-133 в блоке 46 погашаются (фиг. 4).

В случае же наличия ассиметрии управляющих импульсов, которые оказываются за пределами зоны допуска t pj, , с выходов блока 45 снимаются логические нули, которые в блоке 46 вызывают свечение соответствующих светодиодов, индицирующих опережение или отставание управляющ}гх.

Устройство при опережении или отставании управляющих импульсов системы управления тиристорного преобразователя работает следующим образом.

В блоке 45 определения характера асимметрии управляющих импульсов певыми пятью схемами совпадения И 99-103 (фиг.4) осуществляется суммирование импульсов в случае, когда управляющие импульсы находятся в зоне опережения, т.е. интервалы ме-ж- ду ними меньще .

При этом на одни входы схем совпадения подаются импульсы с блока 43 а на другие входы этих схем - узкие импульсы с блока 41, сформированные в момент прохождения передних фронтов управляющих импульсов системы управления преобразователя.

При нарушении симметрии управляющих импульсов, например -в сторону опережения, т.е. когда второй импульс с блока 4 и остальные выходные импульсы блока 41 с третьего по шестой сдвинуты друг относительно друга на угол, меньший 2 /т, то на выходах первых схем И 99-103 совпадения формируется серия логических нулей, которая подается на счетные входы триггеров 109-113 в блоке 46 (фиг. 4), на входы S этих триггеров блока 46 подаются и сигналы логических нулей с блока 44. В этом случае напряжения на прямых выходах

513

триггеров 109-113 блока 46 имеют импульсный характер, а светодиоды 114-118 светятся, сообщая о наличии асимметрии управляющих импульсов в сторону опережения.

Остальные, пять схем И 104-108 совпадения блока 45 осуществляют суммирование импульсов в случае отставания управляющих импульсов, т.е. когда интервал между ними больше . При этом на одни из входов схем И совпадения блока 45 поступают сигналы логических нулей с второго по шестой длительностью с блока 44, а на другие входы этих схем И подаются узкие импульсы с блока 41 (с второго по шестой). На третьи входы схем И 104-108 совпадения блока 45 (с второго по шестой выходы) с блока 43 поступают прямоугольные импульсы длительностью (фиг.З).

При нарушении симметрии управляющих импульсов системы управления преобразователя в сторону отставания, т.е. когда второй выходной импульс блока 41 сдвинут относительно первого импульса этого блока, а остальные один относительно другого сдвинуты на угол более 2/r/m+t on 13. выходах последних пяти схем И совпадения 104- 108 формируются узкие логические нули, которые подаются на счетные входы С триггеров блока 46. В этот же момент на входы S триггеров 124-128 блока 46 поступают сигналы логических нулей с выхода блока 44. При этом напряжения на прямых выходах триггеров 124-128 блока 46 имеют импульсный характер, благодаря чему осуществляется свечение светодиодов 129-133, индицирующих асимметри 0 управляющих импульсов системы управления тиристор ного преобразователя, в указанном случае в сторону отставания.

Таким образом, в предлагаемой системе управления тиристорным преобразователем осуществляется визуальная индикация асимметрии всех каналов управления. Для восстановления заданного уровня симметрии системы управления преобразователя не требуется прерывания технологического никла (не нужно выключать тиристорный преобразователь), нет необходимости применения .специальных измерительных приборов и т.д. Восстановление симметрии достигается за счет сдвига соответствующего напряжения, снимаемого с соответствующего активного

92036

RC-фильтра (11-16), до исключения свечения светодиодов 114-118 и 129- 133 в блоке 46.

Таким образом, устройство для

управления многофазным тиристорным преобразователем обеспечивает непрерывный контроль уровня ассиметрии и позволяет восстанавливать заданный уровень симметрии управляющих импульO сов, что дает возможность повысить КПД преобразователя, что снижает расход энергии, повышает срок службы электрооборудовани и уменьшает различные эксплуатационные расходы.

5

Формула изобретения Устройство для управления многофазным тиристорным преобразователем по авт. св. № 650200, отличаю0 щ е е с я тем, что, с целью обеспечения непрерывного контроля уровня асимметрии и возможности восстановления заданной симметрии управляющих импульсов для повьш1ения КПД преобра5 зователя, оно снабжено генератором тактовых импульсов, распределителем импульсов, блоком определения характера асимметрии управляющих импульсов , блоком индикации асимметрии

0 импульсов, блоком задания допуска асимметрии на шести дифференцирующих RC-цепя х, блоком формирования коротких импульсов на шести дифференцирующих КС-цепях с инвертором на выходе

J2 первой КС-цепи, при этом блок определения характера асимметрии управляющих импульсов содержит шесть инверторов , пять двухвходовых элементов И и пять трехвходовых элементов И,

0 причем выходы инверторов с первого по пятый соединены с вторыми входами двухвходовых элементов И, выходы инверторов с второго по шестой - с третьими входами трехвходовых элементов

45 И, блок индикации асимметрии импульсов содержит пять триггеров со свето- диодами на выходе в канале определения опережения управляющих импульсов и пять триггеров со светодиодами

50 на выходе в канале определения отставания управляющих импульсов, при этом выходы нечетных нуль-органов соединены с входами блока формирования коротких импульсов, первый выход кото55 рого через инвертор подключен к входу генератора тактовых импульсов и входу установки распределителя импульсов, счетный вход которого подключен к выходу генератора тактовых

713

импульсов, выходы блока формирования тактовых импульсов с второго по шестой соотвественно подсоединены к первым входам двухвходовых элементов И и вторым входам .трехвходовых элементов И блока определения характера асимметрии, выходы распределителя импульсов соединены с входами блока задания допуска ас1даметрии и входами инверторов блока определения характе ра асимметрии управляющих импульсов,

92038

выходы блока задания допуска асимметрии с первого по пятый соединены с входами установки триггеров блока индикации асимметрии импульсов и со с второго по шестой с первыми входами трехвходовых элементов И блока определения характера асимметрии управляющих импульсов, выходы которого подключены к счетным входам соответ- fO ствующих триггеров блока индикации асимметрии импульсов.

tt

0-Ц1)

2

W

f/

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты. Целью изобретения является обеспечение непрерьшного контроля уровня асимметрии и возможности восстановления заданной симметрии управляющих импульсов. Введение в схему блока определения характера асимметрии управляющих импульсов и блока индикации асимметрии импульсов обеспечивает непрерывный контроль уровня асимметрии и позволяет восстанавливать заданный уровень симметрии, что дает возможность повысить КПД преобразователя. 4 ил. с & (Л 14)

fe. I-

Составитель A. Придатков Редактор И. Шулла Техред Н Глущенко Корректор Г. Решетник

Заказ 2525/52 Тираж 660Подписное

ВНИЖШ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. , д. 4/5

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