Устройство для раздельного управления тиристорным преобразователем Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

(21)3900122/24-07

(22)27.05.85

(46) 07.04.88. Бюл. № 13

(71)Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники и Томский политехнический институт им. С. М. Кирова

(72)В. В. Болотов, И. А. Гачик, И. А. Яну- щик, В. А. Гордовой, В. П. Перепелицин и А. В. Кобзак

(53) 621.316.727(088.8) (56) Писарев А. Л. Управление тиристор- ными преобразователями. М.: Энергия, 1975, с. 182.

Авторское свидетельство СССР № 1005266, кл. Н 02 М 7/12, 1983.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

(57) Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для управления реверсивными электродвигателями постоянного тока двухзонных электроприводов. Цель изобретения - повышение надежности и улучшение массогабаритных показателей. Логика переключений тиристоров обеих групп, переход с выпрямительного режима в инверторный и наоборот осуш.ествляются просто и реализованы в основном на цифровых элементах, что повышает надежность работы в целом. Этому способствует также жесткая привязка импульсов управления инверторного режима к моментам перехода через нуль фазного напряжения, блокировки - к команде на реверс и к моменту разрешения включения ранее неработавшей группы с учетом времени на восстановление запираюш,их свойств тиристоров, в течение которого не могут пройти помехи. 2 ил.

СО 00

4

05

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено в основном для управления реверсивными электродвигателями постоянного тока двухзон- ных электроприводов.

Цель изобретения - повышение, надежности и улучшение массогабаритных показателей.

На фиг. 1 приведена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняюш,ие его работу.

Устройство (фиг. 1) содержит блок 1 синхронизации с линейным напряжением сети, прямой и инверсный выходы которого соединены с первыми входами перво10

напряжение дифференцируется и положительные импульсы через элементы И-НЕ 18 (22) поступают на управляющие входы тиристоров преобразователя и по обмотке протекает, нарастая, ток (время ti-12). Одновременно в блоке 17 формируются прямоугольные напряжения а и а, синхронизированные с фазным напряжением, отстающим на фазе от линейного напряжения на 30°, Напряжения а и а дифференцируются цепочками 15 и 16, через элементы И-НЕ 19, 20, 23 и 24 поступают в преобразователь импульсы инверторного режима, не влияющие на выпрямительный режим. В выпрямительном режиме, когда открыт тиго и второго элементов И-НЕ 2 и 3 соот- r ристор 28, через диод оптронного тиристоветственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами блока 4 фазового управления, выполненного в виде последовательно соединенных генератора 5 пилообразного напряжения и первого входа блока 6 сравнения, второй вход которого предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, блок 7 блокировки в виде трех элементов И-НЕ 8-10, выходы элементов 8 и 9 соединены с входами элемента 10, выход которого соединен с третьим входом блока 6 сравнения, первый 11, второй 12 и третий 13 инверторы, логический переключающий блок 14, первый выход которого соединен с входом инвертора 12 и одним входом элемента

ра 29 ток управления протекает постоянно, но не может открыться, поскольку включен встречно. Тиристор 29 при постоянном токе управления представляет собой нулевой диод. Когда на тиристоре 28 напря20 жение сети снижается до нуля, он закрывается, а тиристор 29 в момент ts открывается под действием ЭДС обмотки возбуждения, а ток через нее медленно уменьшается до момента времени 1з, пока не открыва ется тиристор 28 и т.д.

По команде на реверс (время t4) срабатывает блок 7, выходное напряжение 26 которого заблокирует выходные импульсы блока 4 (усилитель узла 6 входит в насыщение и дифференцирование прекращается).

И-НЕ 8, второй выход - с входом инвер- зо Одновременно по команде на реверс протора 13 и одним входом элемента И-НЕ 9, второй вход элемента И-НЕ 2, вход инвертора 11 и другой вход элемента И-НЕ 8 соединены с формирователем команды на реверс, выход инвертора 11 соединен с вторым

исходит несовпадение сигналов 27 и Ui2 в элементах И-НЕ и с тиристора 29 снимается постоянное напряжение управления (прекращается протекание постоянного тока через его диод). По команде на реверс с

входом элемента И-НЕ 3 и другим вхо- з5 тиристоров 28 и 29 снимаются импульсы

дом элемента И-НЕ 9, первую 15 и вторую 16 дифференцирующие цепочки, входы которых соединены с прямым и инверсным выходами блока 17 синхронизации с фазным напряжением сети, восемь элементов И-НЕ

управления выпрямительного режима и остаются импульсы инверторного режима. В результате при отрицательном напряжении на тиристоре 28 ток протекает встречно напряжению сети - происходит рекупера18-25, первые входы элементов И-НЕ 18- ция энергии, а при положительной полувол22 соединены с выходом блока 6 сравнения элементов И-НЕ 19-23 - с выходом дифференцирующей цепи 15, элементов И-НЕ 20 и 24 - с выходом дифференцирующей

не напряжения сети ток замыкается через тиристор 29 и т.д., пока он не снижается до нуля в момент времени t,. Напряжение и 12 в момент времени ts изменяется с логицепи 16, элемента И-НЕ 21 с выходом фор- . ческой «1 на логический «О, а напряжение

мирователя инвертора 11, вторые входы элементов И-НЕ 18-21 соединены с выходом инвертора 1 элементов 22-25 - с выходом инвертора 13.

Устройство работает следующим образом.

Ui3 (разрешение на включение ранее неработающей второй группы) в момент времени te через выдержку времени - наоборот. В этот же момент времени напряжение 26 также изменяется с «1 на «О,

При наличии напряжения сети и отсут- 0 разблокируется и при положительном напряжении на тиристоре 30 второй группы последний в момент времени t включается. При первом открывании основного тиристора 31 в момент времени t блок 4 устанавливается в режим готовности для 55 следующего переключения по команде на реверс.

Таким образом, логика переключений тиристоров обеих групп, переход с выпрямиствии сигнала блокировки 26 с блока 1 через элементы 2 и 3 в блок 4 поступают прямоугольные напряжения ас и ас, одно из которых согласно напряжению 27 (27) проходит, и в течение его длительности происходит формирование пилообразного напряжения. В результате сравнения последнего с напряжением U управления в узле 6 его выходное также прямоугольное

напряжение дифференцируется и положительные импульсы через элементы И-НЕ 18 (22) поступают на управляющие входы тиристоров преобразователя и по обмотке протекает, нарастая, ток (время ti-12). Одновременно в блоке 17 формируются прямоугольные напряжения а и а, синхронизированные с фазным напряжением, отстающим на фазе от линейного напряжения на 30°, Напряжения а и а дифференцируются цепочками 15 и 16, через элементы И-НЕ 19, 20, 23 и 24 поступают в преобразователь импульсы инверторного режима, не влияющие на выпрямительный режим. В выпрямительном режиме, когда открыт тиристор 28, через диод оптронного тиристора 29 ток управления протекает постоянно, но не может открыться, поскольку включен встречно. Тиристор 29 при постоянном токе управления представляет собой нулевой диод. Когда на тиристоре 28 напряжение сети снижается до нуля, он закрывается, а тиристор 29 в момент ts открывается под действием ЭДС обмотки возбуждения, а ток через нее медленно уменьшается до момента времени 1з, пока не открывается тиристор 28 и т.д.

По команде на реверс (время t4) срабатывает блок 7, выходное напряжение 26 которого заблокирует выходные импульсы блока 4 (усилитель узла 6 входит в насыщение и дифференцирование прекращается).

Одновременно по команде на реверс про Одновременно по команде на реверс происходит несовпадение сигналов 27 и Ui2 в элементах И-НЕ и с тиристора 29 снимается постоянное напряжение управления (прекращается протекание постоянного тока через его диод). По команде на реверс с

тиристоров 28 и 29 снимаются импульсы

управления выпрямительного режима и остаются импульсы инверторного режима. В результате при отрицательном напряжении на тиристоре 28 ток протекает встречно напряжению сети - происходит рекуперация энергии, а при положительной полуволне напряжения сети ток замыкается через тиристор 29 и т.д., пока он не снижается до нуля в момент времени t,. Напряжение и 12 в момент времени ts изменяется с логи ческой «1 на логический «О, а напряжение

ческой «1 на логический «О, а напряжение

Ui3 (разрешение на включение ранее неработающей второй группы) в момент времени te через выдержку времени - наоборот. В этот же момент времени напряжение 26 также изменяется с «1 на «О,

тельного режима в инверторный и наоборот осуществляются сравнительно просто и реализованы в основном на логических элементах, что повышает надежность устройства в целом. Этому способствует жесткая привязка импульсов инверторного режима к переходам через нуль фазного напряжения, а не к его величине, блокировки - к команде на реверс и к моменту времени разрешения включения тиристоров

соединены соответственно с прямым и инверсным выходами блока синхронизации с линейным напряжением сети, выходы - с первым и вторым входами генератора пилообразного напряжения, второй вход первого элемента И-НЕ, вход первого инвертора, первый вход первого элемента И-НЕ блока блокировки, первый вход третьего элемента И-НЕ предназначены для подключения к выходу формирователя команды на реранее неработающей группы с учетом време- О вере, второй вход второго элемента И-НЕ, ни на восстановление запирающих свойствпервый вход второго элемента И-НЕ блока

тиристоров, ранее неработающей группы, вблокировки, первый вход четвертого элетечение которого не может пройти помеха.мента И-НЕ соединены с выходом перВ устройстве отсутствуют регулировки ивого инвертора, первый выход логического

настройки, уменьшаются его массогабарит- г переключающего блока соединен с входом ные показатели.второго инвертора и вторым входом первого элемента И-НЕ блока блокировки,

Формула изобретениявторой вход второго элемента И-НЕ блока

блокировки и вход третьего инвертора соеУстройство для раздельного управления динены с вторым выходом логического пере- тиристорным преобразователем, предназ- 20 ключающего блока, выход третьего элемен- наченным для питания обмотки возбужде- та И-НЕ блока блокировки подключен к ния двигателя, содержащее блок синхрони- третьему входу блока сравнения блока фа- зации с линейным напряжением сети, блок зового управления, входы первой и второй фазового управления, выполненный в виде дифференцирующих цепочек соединены соот- последовательно соединенных генератора ветственно с инверсным и прямым выхо- пилообразного напряжения и первого входа дами блока синхронизации с фазным напряжением сети, причем первые входы пятого и шестого элементов И-НЕ соединены с выходом блока фазового управления, первые входы седьмого и восьмого элецирующие цепочки, отличающееся тем, что, зо бнтов И-НЕ - с входом первой диф- с целью повышения надежности и улучше- ференцирующей цепочки, первые в.ходы де- ния массогабаритных показателей, введены вятого и десятого элементов И-НЕ - с блок синхронизации с фазным напряжениемвыходом второй дифференцирующей цепочки,

сети, блок блокировки, выполненный в виде вторые входы третьего, пятого, седьмого и трех элементов И-НЕ, причем выходы пер- девятого элементов И-НЕ соединены с выхо- вого и второго элементов И-НЕ блока бло- 5 второго инвертора, а четвертого, щес- кировки соединены с входами третьего эле- того, восьмого и десятого элементов И-НЕ- мента И-НЕ блока блокировки, первый, с выходом третьего инвертора, выходы перевторой и третий инверторы и десять двух- численных элементов И-НЕ предназначе- входовых элементов И-НЕ, причем первыены для подключения к управляющим элеквходы первого и второго элементов И-НЕ тродам тиристоров преобразователя.

блока сравнения, второй вход которого предназначен для подключения к выходу источника управляющего напряжения, логический переключающий блок и две дифференсоединены соответственно с прямым и инверсным выходами блока синхронизации с линейным напряжением сети, выходы - с первым и вторым входами генератора пилообразного напряжения, второй вход первого элемента И-НЕ, вход первого инвертора, первый вход первого элемента И-НЕ блока блокировки, первый вход третьего элемента И-НЕ предназначены для подключения к выходу формирователя команды на ревере, второй вход второго элемента И-НЕ, первый вход второго элемента И-НЕ блока

Ос

д д л

т гт /т I

Л I I

t 3

t5 t7 Фи8.2

.

I 6 i 1