Устройство для управления @ -фазным мостовым тиристорным инвертором Советский патент 1988 года по МПК H02M7/48 

о

1- канал управления

л-е / она/} i//rpffS eHt/x

:

18

сл

00

00 00

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных инверторах. Цель изобретения - повьпление устойчивости работы и расширение функциональных возможностей. Устройство содержит задающий генератор 1, подключенный через распределитель-формирователь 2 к/2т идентичным каналам управления. В устройстве осуществляется однозначная регламентация порядка поступления управляющих импульсов на управляющие электроды тиристоров. Расширение функциональных возможностей осуществляется вследствие обеспечения регулирования длительности опорных импульсов и соответственно регулирования выходного напряжения. 3 кл. с S (Л

CfiUB.I

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах управления автономными тиристорными инверторами, работающими в составе регулируемого электропривода переменного тока.

Цель изобретения - повышение устойчивости работы тиристорного инвертора в динамических режимах и расширение функциональных возможностей путем введения режима пуска.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства для управления трехфазным тиристор- ным инвертором; на фиг,2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства; на фиг.З - принципиальна электрическая схема тиристорного инвертора.

Устройство для управления трехфазным тиристорным инвертором (фиг.1) содержит задающий генератор 1, соединенный с распределителем-формирователем 2 импульсов с 2т выходами на 2т идентичных каналов управления, которые содержат элемент ИЗ, усилитель 4 мощности, выход 5 которого предназначен для подключения к управляющему электроду основного тиристора инвертора, общий для всех каналов управления генератор 6 заполняющих импульсов, подключенный своим выходом к первым входам элементов ИЗ, каядого канала управления, в которые также входят второй 7, третий 8 и четвертый 9 элементы И, первый 10 и второй 11 RS-триггеры двоичный счетчик 12, первьй 13, второй 14, третий 15 и четвертый 16 элементы И-НЕ и второй усилитель 17 мощности, выход 18 которого предназначен для подключения к управляющему электроду коммутирующего тиристора инвертора. При этом первые входы элемента И 7 каждого канала обьеди- нены и предназначены для подключения пускового блока, а вторые соединены одновременно с выходом распределителя-формирователя 2 импульсов с R- входом первого 10 и S-входом второго 11 RS-триггеров, а также с первым входом элемента 8, второй вход которого соединен с выходом RS-триггера 10, а выход с входом второго усилителя 17 мощности, счетный и установочный входы двоичного счетчика 12 подключены соответственно к выходам

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

элементов 3 и 7, а первый и четвертый выходы соединены с входами элемента 13, второй и третий - с входами элемента 14, выход которого подключен к R-входу RS-триггера 11, а также к объединенным входам элемента 15, подключенного к одному из входов элемента 16, второй вход которого соединен с четвертым выходом двоичного счетчика 12, а выход подключен к второму входу элемента 3 и к первому входу элемента 9, второй вход которого соединен с выходом RS-триггера 11, а выход подключен к входу первого усилителя 4 мощности, S-вход RS-триггера 10 соединен с выходом элемента 1 З-о

Кроме того, приведены следующие временные зависимости (фиго2): 19 - диаграмма опорного сигнала управления, поступающего с одного из выходов распределителя-формирователя 2; 20 - сигнал с выхода пускового блока; 21 - диаграммы сигнала на выходе элемента 7; 22-25 - диаграммы сигналов, формирующихся на первом втором, третьем и четвертом выходах двоичного счетчика 12 соответственно; 2629- диаграммы сигналов на выходах элементов 13-16 соответственно;

30- сигнал на выходе элемента 3;

31и 32 - диаграммы сигналов на выходах RS-триггеров 10 и 11 соответственно; 33 и 34 - диаграммы сигналов управления коммутирующим и основным тиристорами инвертора, формируемых на выходах усилителей 17 и 4 мощности.

Инвертор (фиг,3) содержит основные тиристоры 35 и 36 фазы инвертора и коммутирующие тиристоры 37 и 38 фазы инвертора, вентили 39 и 40 обратного тока, коммутирующие ковден- саторы 41 и 42 фазы инвертора, коммутирующий дроссель 43 фазы инвертора, выходные клеммы 44 - 46 тиристорного инвертора, предназначенные для подключения нагрузки.

Устройство для управления га-фазным мостовым тиристорным инверотором работает следующим образом.

Задающий генератор 1 формирует последовательность импульсов напряжения, частота которых соответствует требуемой частоте силового напряжения на выходе и)1вертора, и подает его на вход распределителя-формирователя 2, который формирует и рас314

пределяет по 2m-каналам прямоугольные последовательности опорных сигналов 19 (фиг.2) в соответствии с заданным алгоритмом форМ1фова1П1я выходного напряжения инвертора Число каналов устройства управления соответствует числу основных тиристоров инвертора Для мостового трехфазнот о инвертора (фиГоЗ) количество каналов в устройстве для управления должно равным шести. Причем опорные сигналы, предназначенные для управления тиристорами одной фазы, представляют собой две последовательности противофазных друг относительно друга импульсов Угол сдвига между идентичными импульсами опорных сигналов : отдельных фаз равен 2/l/m, где m - число фаз инвертора

В калодьш канал управления помимо опорного сигнала 19 управления с выхода генератора 6 заполняющих импульсов поступают прямоугольные импульсы тактовой частоты. При подаче ступенчатого сигнала 20 (фиг,2) пусковым блоком на выходе элемента 7 формируется прямоугольное напряжение 21, которое поступает на R-вход двоичного счетчика 12, что является командным сигналом для начала счета импульсов генератора 6 счетчиком 12, на первом, второй третьем и четвер том выходах которого формируются прямоугольные последовательности ш-шуль сов 22 - 25 соответственно Сигналы 22 и 25 с первого и четвертого выходов двоичного счетчика 12 поступают на входы элемента 13, с выхода которого сигнал 26 поступает на S-вход первого RS-триггера 10, на его выхог де появляется сигнал 31 лог 1ческой единицы Этот сигнал складывается с опорным сигналом 19 управления элемента 8, с выхода которого напряжение в виде прямоугольного импульса 33 подается на вход второго усилителя 17 мощности, где усиливается до необходимого уровня, затем подается на управлякхций. электрод коммутирующего тиристора 38. Сигналы 23 и 24 с второго и третьего выходов двоичного счетчика 12 поступают на входы элемента 14, с выхода которого напряжение в виде сигнала 27 nocTvnaeT на R-вход второго RS-триггера 11 и на объединенные входы элемента 15„ В результате чего на выходе второго RS-триггера 11 появляется сигн.ал 32

538:

5

0

5

0

5

0

5

0

55

в виде логической единицы, а сигнал 28 с выхода элемента 15 поступает на вход элемента 16, на другой вход которого приходит сиг-нал с четвертого выхода двоичного счетчика 12, в результате чего на выходе элемента 16 формируется прямоугольный импульс 29, поступающий одновременно на входы элементов 3 и 9. При появлении на входе элемента Н 3 сигнала логического нуля поступление импульсов генератора 6 на С-вход двоичного счетчика 12 прекращается и сигналы на его выходах остаются неизменными до окончания опорного импульса. В результате логического суммирования сигналов 29 и 32, поступаюпщх на вход элемента 9, на его выходе форм фуется сигнал 34 и поступает на вход первого усилителя 4 мощности, где он усиливается до необходимого уровня и подается на управляющшЧ электрод основного тиристора 35 первой фазы инвертора (фиг.З).

Таким образом, на выходах 5 и 18 каждого канала устройства управления трехфазшлм тиристорным инвертором формируются две взаимосвязанные последовательности и fflyльcoв управления основным и кoм fyт фyющим тиристорами инвертора, длите. шность которых, а также сдвиг этих импульсов относительно друг друга определяются реальными параметрами коммутирующих контуров инвертора и времени восстановления зап1фающих свойств основных Т1фисторов и могут регулироваться путем изменения частоты заполняющих импульсов генератора 6

Устройство для утгравлення т-фазным мостовым Т1фистор {ым инвертором позволяет в значительной степени повысить устойчивость работы тиристорно- го мостового инвертора напряжения за счет однозначной регламентации порядка поступления управляющих импульсов на управляющие электроды коммутирующих и основных тиристоров инвертора с увязкой их параметров с динамическими свойствами как самих тиристоров, так и коммутирующих контуров инвертора

Расширение функциональных возможностей предлагаемого устройства для управления трехфазным тиристорным инвертором осуществляется вследствие обеспечения регулирования длительности опорных импульсов и, COOTветственно, регулирования выходного напряжения тиристорного инвертора. Кроме того, стабильность формирования управляющих импульсов независимо от режима работы преобразователя позволяет использовать предлагаемое устройство для управления динамическими режимами регулируемого электропривода.-

Предлагаемое техническое решение может быть использовано в частотно- регулируемых преобразователях частоты не только с заранее определенным алгоритмом переключения вентилей

инвертора, но и в наиболее перспективных преобразователях, реализующих частотно-токовое управление с формированием синусоидального тока нагрузки.

Формула изобретения

Устройство для управления т-фаз- ным мостовым тиристорным инвертором, содержащее задающий генератор, сое- диненный с распределителем-формирователем импульсов с 2т-выходами, 2т идентичных каналов управления, кажды из которых содержит злемент И, усилитель мощности, выход которого пред- назначен для подключения к управляющему электроду соответствующего основного тиристора инвертора, общий для всех каналов управления генератор заполняклцих импульсов, подключенный выходом к первым входам элементов И каждого канала управления, о т личающееся тем, что, с цель повышения устойчивости работы тиристорного инвертора в динамических ре- жимах и расширения функциональных возможностей путем введения режима пуска, в каждый канал дополнительно

введены второй, третий и четвертый элементы И, первьй и второй RS-триг-- геры, двоичный счетчик, первый, второй, третий и четвертый элементы и второй усилитель мощности, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду коммутирующего тиристора, противофазного вьщ1е- указанному основному, при этом первые входы вторых элементов И каждого канала объединены и предназначены для подключения пускового блока, а вторые соединены одновременно с соответствующим выходом распределителя-формирователя импульсов, с R-входом первого и S-входом второго RS-триггеров соответственно, а также с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого RS-триггера, а выход - с входом второго усилителя мощности, счетный и установочный входы двоичного счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а первый и четвертый выходы соединены с входами первого элемента И-НЕ, а второй и третий - с входами второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к R-входу второго RS-триггера, а также к объединенным входам третьего элемента И-НЕ, подключенного к первому входу четвертого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с четвертым выходом двоичного счетчика, а выход подключен к второму входу первого элемента И и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго RS-триггера, а выход подключен к входу первого усилителя мощности, S - вход первого RS-триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ

21 23

ппппппп

ппп

2

о

25

27

28 29

п

32 JJ J«

I I

ппппп

п

г

1 п

фиг. 2

.JL