Устройство для управления тиристорами Советский патент 1989 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использо- в аться в синхронных: системах управления тиристорными преобразователями (выпрямителями, инверторами, преобра - зователями частоты с непосредственной связью и естественной коммутацией тиристоров) о

Цель изобретения - повышение надежности и снижение асимметрии импульсов з равления тиристорами.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для управления ти- ристорами; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие работу устройства для управления тиристорами..

Устройство для управления тиристорами содержит каналы по числу фаз, каждый из которых содержит узел 1 синхронизации с фазньпч напряжением питающей сети, выполненный в виде последовательно соединенных фильтра 2, компаратора 3 и элемента НЕ 4, фазосдвиг.ающий блок 5, выполненный в виде генератрра пилообразного напряжения (ГПН) 6, выход которого соединен с первым входом узла 7 сравнения, второй вход которого соединен с источником напряжения управления (и„„р), выход узла 7 сравнения сбеди- нен с входом формирователя 8 импульсов и входом узла 9 обратной связи, выход которого соединен с первым входом узла 7 сравнения, первый распределитель 10 импульсовJ вход которого соединен с выходом формирователя 8 им пульеов фазосдвигающего блока 5, а первый и второй вы ::оды подключены к входам первого 11 и второго 12 выходных каскадов соответственно, вьпсоды которых предназначены для под1шюче- ния к управляющим электродам тиристоров .

0

5

0

5

0

5

0

Первые входы первого 13 и второго 14 формирователей последовательности импульсов трехкратной частоты сети по фронтам входных импульсов и формирователя 15 трех последовательностей импульсов двухкратной частоты сети соединены с выходом элемента НЕ 4 узла 1 синхронизации п ервого кй-. . нала, вторые входы указанных элементов соединены с выходом элемента НЕ

4узла 1 синхронизации второго канала, третьи входы - с выходом элемента НЕ 4 узла 1 синхронизации третьего канала. Выходы первого 13 и второго 14 формирователей импульсов трехкратной частоты сети по фронтам входных импульсов соединены с входами первого 16 и второго 17 формирователей рмпульсов длительностью, меньшей шестой части периода синхронизирующего напряжения, но не меньшей длительности импульса синхронизации фазосдвигающего блока 5 соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ 18. Выход последнего соединен с входом формирователя 19 импульсов шестикратной частот ты сети, рыходом соединенного .с входом второго распределителя 20 импульсов, управляющие входы которого соединены с выходами формирователя 15 трех последовательностей импульсов двухкратной частоты сети. Первый, второй и третий выходы второго распределителя 20 импульсов соединены с входами ГПН 6 фазосдвигающих блоков

5первого, второго и третьего каналов соответственно и входами установки

в исходное состояние узлов 9 обратной связи фазосдвигающих блоков 5 первого, второго и третьего каналов соответственно. Первый управляющий вход первого распределителя 10 им

пульсов каждого канала соединен с выходом элемента НЕ 4 узла 1 синхронизции данного канала, а второй - с выходом компаратора 3 узла 1 синхро- низации данного канала.

Устройство работает следующим образом.

На вход узла 1 синхронизации каждого канала поступают фазные напряже ния синхронизации ,р д , .B. сиихр.с- Эти напряжения фильтруются фильтрами 2, на выходе компараторов 3 формируются прямоугольные импульсы с частотой синхронизирующих напряжений и сдвинутые один относительно другого на 120 эл.град (выходы X , у , z ). На выходе элементов НЕ 4 также получаются прямоугольные имг пульсы, сдвинутые один относительно другого на 120 эл.град. и совпадающие по фазе с положительными полу-- волнами напряжений на выходе фильтра 2 (выходы а , Ь , с ). Из этих импулсов формирователи 13 и 14 импульсов формируют последовательность прямоугольных импульсов (фиг. 2, U, причем длительность импульсов равна 60 эл. град., частота следования в

15

ю25,

64267

мирователь 19 импульсов шестикратной частоты сети формирует прямоугольные импульсы (фиг. 2, и,, ) необходимой длительности для синхронизации фазо- сдвигающего блока 5, причем передние фронты импульсов совпадают с моментами перехода через нуль напряжений на выходах фильтров 2, а длительность всех импульсов одинакова.

Из прямоугольных импульсов на выходе элементов НЕ 4 формирователь 15 формирует три последовательности импульсов (фиг. 2, g, к, 1) причем длительность импульсов составляет 60 ЭЛ .град., передние фронты совпадают с моментами перехода через нуль соответствующих напряжений на выходах фильтров 2, а частота следования импульсов в два раза превышает частоту синхронизируюгцих напряжений. Эти последовательности импульсов управляют работой распределителя 20 импульсов, на выходах которого формируются из последовательности импульсов шестикратной частоты сети три последовательности импульсов для синхронизации работы ГПН 6 и установки в исходное состояние узлов 9 положительной об20

Изобретение относится к преоб- р зовательной технике и может исполъ в зоваться в синхронных системах управления тиристорными преобразователями. Целью изо бретения является повышение надежности и снижение асимметрии импульсов управления тиристорами. На выходах блоков 1 синхронизации формируются последовательности импульсов, совпадающих по фазе с положительными полуволнами синхронизирующих напряжений. По фронтам этих импульсов ф.ормирователи 13 и 14 формируют последовательности импульсов, трехкратной частоты сети. Из указанных последовательностей формирователями 16 и 17 формируют две последова- тельности импульсов с длительностью менее шестой части периода синхронизирующего напряжения, но не менее длительности импульсов синхронизации фазо- сдвигающего блока 5, которые посту (Л с:

три раза превышает частоту синхрони- 30 ратной связи этих каналов,

зирующих напряжения, а передние фронты импульсов совпадают с моментами перехода через нуль напряжения на выходах фильтров 2, при этом последо- .вательности импульсов противофазны одна другой.

Из этих двух последовательностей импульсов формирователи 16 и 17 импульсов формируют прямоугольные им35

В течение длительности импульса синхронизации ГПН 6 и узел 9 обратной связи (например, в канале фазы А) переходят в исходное состояние. Б момент окончания импульса синхронизации начинает нарастать пилообразное напряжение (фиг. 2, Ug), которое поступает на первый вход узла 7 сравнения. На другой его вход поступает

пульсы длительностью, меньшей 1/6 пе- 40 напряжение управления с) величи риода синхронизирующего напряжения ны которого зависит момент фо рмирова- (фиг. 2, U,g ), ноле меньшей длитель- ния импульсов управления тиристором, ности импульса синхронизации фазосдви- При увеличении пилообразного напрягающего блока 5, передние фронты которых совпадают с моментами пере- 45 хода через нуль напряжения на выходах фильтров 2. Эти импульсы поступают на входы элемента ИЛИ 18, на выходе

жения до уровня Uupp узел 7 сравнения срабатывает и на его выходе появляется сигнал (фиг. 2, U), которьм поступает на вход узла 9 обратной связи, Последний срабатывает и вьщает на вход узла 7 сравнения сигнал положителькоторого получается последователь-

жения до уровня Uupp узел 7 сравнения срабатывает и на его выходе появляется сигнал (фиг. 2, U), которьм поступает на вход узла 9 обратной связи, Последний срабатывает и вьщает на вход узла 7 сравнения сигнал положительность прямоугольных импульсов (фиг.2, 50 ° обратной связи,который надежно фики

g ) шестикратной частоты сети длительностью, меньшей 1/6 периода синхронизирующего напряжения, но не меньшей длительности импульса синхронизации фазасдвигающего блока 5, передние фронты которых совпадают с моментами перехода через нуль напряжения на выходах фильтров 2. Из этой последовательности импульсов форсирует это состояние узла 7 сравнения, Сигнал с выхода узла 7 также поступает вход формирователя 8 импульсов, который формирует импульс управ- 55 ления тиристорами (фиг. 2, Ug ). При приходе следующего импульса синхронизации ГПН 6, узел 9 обратной связи и узел 7 .сравнения переходят в исходное состояние. Таким образом, на выратной связи этих каналов,

В течение длительности импульса синхронизации ГПН 6 и узел 9 обратной связи (например, в канале фазы А) переходят в исходное состояние. Б момент окончания импульса синхронизации начинает нарастать пилообразное напряжение (фиг. 2, Ug), которое поступает на первый вход узла 7 сравнения. На другой его вход поступает

напряжение управления с) величи ны которого зависит момент фо рмирова- ния импульсов управления тиристором, При увеличении пилообразного напряжения до уровня Uupp узел 7 сравнения срабатывает и на его выходе появляется сигнал (фиг. 2, U), которьм поступает на вход узла 9 обратной связи, Последний срабатывает и вьщает на вход узла 7 сравнения сигнал положитель ° обратной связи,который надежно фиксирует это состояние узла 7 сравнения, Сигнал с выхода узла 7 также поступает вход формирователя 8 импульсов, который формирует импульс управ- ления тиристорами (фиг. 2, Ug ). При приходе следующего импульса синхронизации ГПН 6, узел 9 обратной связи и узел 7 .сравнения переходят в исходное состояние. Таким образом, на выходе формирователя 8 импульсы следуют с частотой, в два раза превышающей частоту синхронизирующих напряжений. Эти импульсы поступают на вход первого распределителя 10 импульсов, на управляющие входы которого поступают сигналы с выходов а и X узла 1 синхронизации.

Импульсы с выходов первого распределителя 10 импульсов, следующие с частотой синхронизируюшзнх напряжений, поступают на входы выходных каскадов 11 и 12 (фиг. 2, и„ ), а с выходов последних - на тиристоры.

Положительный эффект от использования устройства заключается в снижении асимметрии импульсов управления тиристорами, что позволяет уменьшить низкочастотные составляющие выходного напряжения преобразователя, соответственно, уменьшить установленную мощность выходного сглаживающего фильтра, повысить надежность преобразователя в целом,

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорами, содержащее каналы по числу фаз, каждый из которых содержит узел синхронизации с фазньм напряжением питающей сети, выполненный в виде последовательно соединенных фильтра,, компаратора и элемента НЕ, фазосдви- гающий блок, выполненньй в виде генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом узла сравнения, второй вход которого соединен с источником напряжения управления, выход узла сравнения соединен с входом формирователя импульсов и- входом узла обратной связи, выход которого соединен с первым

входом узла сравнения, первый распре- 45 трех последовательностей импульсов

делитель импульсов, вход которого соединен с выходом формирователя импульсов фазосдвигающего блока, а первый и второй выходы подключены к входам первого и второго выходных каскадов соответственно, выходы которых предназначены для подключения к управляющим электродам тиристоров, отличающее с я тем, что, с целью повышения надежности работы и снижения асимметрии импульсов управления, введены два формирователя последовательности и:мпульсов трехкратной частоты сети по фронтам входных

импульсов, формирователь трех последовательностей импульсов двухкратной частоты сети, два формирователя импульсов длительностью, меньшей шестой части периода синхронизирующего напряжения, но не меньшей длительности импульса синхронизации фазосдвигаю- щего блока, формирователь импульсов

шестикратной частоты сети, элемент ИЛИ и второй распределитель импульсов, а узел обратной связи вьшолнен с входом установки в исходное состояние, причем первые входы первого и

второго формирователе последовательности импульсов трехкратной частоты сети по фронтам входных импульсов и формирователя трех последовательностей импульсов двухкратной частоты сети соединены с выходом элемента НЕ узла синхронизации первого канала, вторые входы указанных элементов соединены с выходом элемента НЕ узла синхронизации второго канала, третьи

входы - с вькодом элемента НЕ узла синхронизации третьего канала, выходы первого и второго формирователей последовательности импульсов сети по фронтам входных импульсов трехкратной частоты соединены с входами первого и второго формирователей импульсов длительностью, меньшей шестой части периода синхронизирующего напряжения, но не меньшей длительности импульса синхронизации фазосдпИ- гающего блока соответственно, выходы которых соединены с первым и вторым входами элемента ИЛИ соответственно, выход которого соединен с входом формирователя импульсов шестикратной

частоты сети, выход которого соединен с входом второго распределителя импульсов, управляющие входы которого соединены с выходами формирователя

0

5

двухкратной частоты сети, первый, второй и третий выходы второго распределителя импульсов соединены с входами генераторов пилообразного напряжения фазосдвигаю1цих блоков первого, второго и третьего его каналов соответственно и входами установки в исходное состояние узлов об- ратной связи фазосдвигающих блоков первого, второго и третьего каналов соответственно, первы синхронизм- , рующий вход первого распределителя импульсов каждого канала соединен с выходом элемента КЕ узла синх 71464267

рониэации данного канала , а вто- ла синхронизации данного кана

рой - с выходом компараторч узла.

ла

ла.