Устройство для переключения ступени многомостового тиристорного преобразователя Советский патент 1989 года по МПК H02M7/00 

Изобретение относится к электро- . технике, в частности к преобразовательной технике, и может быть применено для управления работой многомос- тового выпрямительно-инверторного тиристорного преобразователя, используемого в электропроводе с многоступенчатым регулированием напряжения на нагрузке, преимущественно на . электрическом транспорте.

Цель изобретения - повышение коэффициента мощности преобразователя более полное использование мощности силового трансформатора.

На фиг.1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма напряжения, поясняющая работу устройства.

Устройство для переключения ступеней многомостового тиристорного преобразователя содержит формирователь 1 опорных импульсов, первый фа- зосдвигающий элемент 2, второй фазо- сдвигаюш,ий элемент 3, третий фазо- сдвигающий элемент 4, блок 5 синхронизации, входы которых предназначены для подключения к напряжению сети. Выход блока 5 синхронизации подключен к первому входу первого триггера с раздельным запуском 6, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ. 7, первый вход которого соединен с входом одновибратора 8. Выход одновибратора 8 подключен к вто рому входу первого элемента И-НЕ 7 , третий вход которого через первый элемент НЕ 9 и датчик угла коммутации 10 предназначен для подключения к силовой цепи многомостового тиристорного преобразователя 11. Выход первого фазосдвигающего элемента 2 соединен с пятым входом распределитег ля 12 импульсов, вторым входом второго элемента И-НЕ 13 и через второй элемент НЕ 14 со вторым входом третьего элемента И-НЕ 15. Первый вход третьего элемента И-НЕ 15 через первый элемент 16 задержки соединен со вторым выходом первого триггера с раздельным запуском 6, первый выход которого подключен к первому входу второго элемента И-НЕ 13. Выход второ го элемента И-НЕ 13 соединен с первым входом второго триггера с раздельным запуском 17, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И-НЕ 15, Первый ,и второй выходы триг

0

5

5

0

5

0

5

гера 17 соединены соответственно со вторым и третьим входами первого синх ронного ,триггера 18, первый вход которого соединен с выходом третьего фазосдвигающего элемента 4. Первый и второй выходы первого синхронного триггера 18 соединены соответственно с третьим и четвертым входами распределителя импульсов 12, второй вход которого соединен с выходом второго фазосдвигающего элемента 3. Выход распределителя 12 импульсов через блок 19 усилителей соединен с управляющими электродами тиристоров многомостового тиристорного преобразователя 11, силовая цепь которого подключена к выходу тягового трансформа- тора 20. Вход второго элемента 21 задержки соединен с выходом формирователя 1 опорных импульсов, вторым входом четвертого элемента И-НЕ 22 и входом третьего элемента НЕ 23, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ 24, второй вход которого подключен к выходу первого фазосдвигающего элемента 2, Выход пятого элемента И-НЕ 24 соединен с первым входом третьего триггера .с раздельным запуском 25, второй вход которого подключен к выходу элемента И-НЕ 15, Первый и второй выходы триггера 25 соединены соответственно с первым и вторым входами второго синхронного триггера 26, третий вход которого подключен к выходу третьего фазосдвигающего элемента 4, Первый и второй выходы второго синхронного триггера 26 соединены соответственно со вторым входом шестого элемента И- НЕ 27 и первым входом четвертого элемента И-НЕ 22, Выход второго элемента 21 задержки подключен к входу одновибратора 8 и первому входу щесто го элемента И-НЕ 27, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И-НЕ 28, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И-НЕ 22, Выход седьмого элемента И-НЕ 28 соединен с первым входом распределителя 12 импульсов. Нагрузкой преобразователя является двигатель 29 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом,

В начале каждого прлупериода выходного напряжения тягового трансформатора 20 формирователь 1 опорных импульсов формирует импульс U, с фазой cf-g, С ПОМОЩЬЮ второго элемента 21 задержки осуществляется фазовый сдви этого импульса, поэтому фаза оС, его выходного импульса больше фазы oip . Величина фазы oioi выбирается такой, чтобы при этом анодное напряжение тиристоров многомостового тиристор- ного преобразователя 1i на первой зоне регулирования было достаточным дпя их надежного включения. С помощью датчика 10 угла коммутации, первого элемента НЕ 9, одновибратора 8, первого элемента И-НЕ 7, первого с раздельным запуском триггера 6 (фиг.2) осуществляется селективное суммирование импульсов U и U,, . Фаза импульса Ug, формируемая на первом выходе первого триггера с раз дельным запуском 6, равна сумме фазы обо, г каждый полупериод выходного напряжения силового транс- Форматора 20 тиристоры многомостовог тиристорного преобразователя 11 откры ваются в начальной фазе cdp, и регулируемой oif, , поэтому датчик 10 угла коммутации за тот же промежуток времени выдает импульсы (фиг.2) дпительностью Jf , формируемые от импульсов o6j,, и длительностью J , формируемые от импульсов oip, , Длительность импульсов и J равна времени коммутации соответствующих тиристоров МНОГОМОСТО.ВОГО тиристорного преобразователя 11. Импульсы Uj первого фазосдвигакщего элемента 2 засинхронизированы напряжением сети, а их фаза cLp, при изменении напряжения управления изменяется от макси- мального до о, так как данный элемент имеет обратную фазовую характеристику. На выходе второго элемента И-НЕ 13 формируется импульс О при выполнении условия ai р, с + у . С помощью этого импульса происходит переброс из одного состояния в другое второго триггера с раздельным запуском 17, а затем и первого синхронного триггера. Выходные импульсы триггера 18 являются командой перехода с пер- вой зоны на вторую. На выходе третьего элемента И-НЕ 15 с помрщью первого элемента 16 задержки и второго элемента НЕ 14 формируется сигнал лог. О при выполнении условия otp, bcZ, +- у + А где Д - фазовый сдвиг импульса с.д + , заданный первым элементом 16 задержки.

JQ Js 20 25 gg г. дс

35

0

5

Далее этот сигнал лог. О используется дпя переброса второго триггера с раздельным запуском 17, а затем и первого синхронного триггера 18. Таким образом формируется обратный переход со второй ка первую зону, Синхронизация работы первого синхронного триггера 18 осуществляется с помощью третьего фазосдвигающего элемента 4. Первый элемент 16 задержки задает коэффициент возврата устройства при переходе с первой зоны на вторую и обратно и, тем самым, исключается режим звонковой работы устройства, который мог происходить при асимметрии выхо,цных импульсов первого фазо- сдвиганяцего элемента 2. Блок 5 синхронизации формирует имЪульсы с фазой, равной фазе перехода выходного напряжения силового трансформатора 20 через нуль. Сигнал с выхода блока 5 , синхронизации подается на первый вхЬд первого триггера с раздельным запуском 6,

Таким образом, при выполнении условия eip, fti о, +у первый синхронный триггер 18 формирует сигнал перехода с первой зоны регулирования на вторую. Однако на распределитель 12 импульсов будут продолжать поступать импульсы oigj , так как вторые входы щестого элемента И-НЕ 27 и седьмого элемента И-НЕ 28 при этом поданы раз решакщие сигналы лог, 1, Разрешение на прохождение импульсов („ будет существовать до тех пор, пока выполняется условие , Как только 01 PI 3 выходе пятого элемента И-НЕ 24 формируется сигнал лог, О, который перебросит третий триггер с раздельным запуском 25, а

затем и второй синхронный триггер 26 I

в противоположное состояние. Указанный триггер запретит прохождение импульсов oig, через шестой элемент И-НЕ 27 и разрешит прохождение импульсов oio через четвертый элемент И-НЕ 22, Таким образом, при «Jp, oioz на вход седьмого элемента И-НЕ 28, а затем и на первый вход .распределителя 12 импульсов подается сигнал о(.„ , при dtp, «LOZ указанные элементы (см, фиг. 2) будет подан сигнал odo2 Обратный процесс запрещения обд и разрешения ы,,, происходит синхронно с обратным переходом со второй зоны на первую, т.е, при (х; р, У Л .

При этом на выходе третьего элемента И-НЕ 15 формируется сигнал лог. О, который возвращает в исходное состоя П ние третий триггер с раздельным запуском 25, а затем и второй синхронный триггер 26 и тем самым происходит запрет прохождения импульсов ci и разрешение импульсов oLg,.

Распределитель 12 импульсов, который может состоять, например, из элементов И-НЕ, с помощью сигналов первого синхронного триггера 18 рас- ,

выходом с первым входом второго триг,- гера с раздельным запуском, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента ИтНЕ, первый и второй выходы второго триггера соединены соответственно с вторым и третьим входами первого синхронного триггера, первый вход которого соединен с выходом третьего фазосдвигающе о элемента, а первый и второй выходы первого синхронного триггера соединены с соответствующими входами распределителя импульсов, следующий вход кото

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многомостовым выпрямительно-инверторным тиристорным преобразователем электроподвижного состава. Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и более полное использование мощности силового трансформатора. Цель достигается за счет уменьшения величины начального угла открытия тиристоров при переходе в следующую зону регулирования. При увеличении напряжения питания преобразователя и при выполнении условия L_P1≤L₀₁+γ, где L₀₁ - минимальный угол открытия тиристоров первой зоны регулирования, L_P1 - регулируемый угол открывания тиристоров первой зоны регулирования , γ - угол коммутации, синхронный триггер 18 формирует сигнал перехода L₀₂, причем L₀₂Λ₀₁. На распределитель импульсов 12 продолжают поступать импульсы L₀₁ до тех пор, пока L_P1Λ₀₂. Как только L_P1≤L₀₂, на выходе элемента И-НЕ 24 формируется сигнал, переключающий триггеры 25 и 26 в противоположное состояние и запрещает прохождение импульсов L₀₁ через элемент И-НЕ 24 и разрешает прохождение импульсов L₀₂ через элемент И-НЕ 22. 2 ил.

пределяет импульсы alp, , aJp2 или 15 рого соединен с выходом второго фазоЫ-ду. через блок 19 усилителей по управ-, ляющим цепям 1соответствующих тиристоров многомостового тиристорного пре- образователя 11, Таким образом осуществляется плавное регулирование выход-Q ного напряжения указанного преобразователя. Источником питания данного преобразователя является силовой трансформатор 20,

сдвигающего элемента, а выход распределителя импульсов через блок усили- ; телей предназначен для подключения к управляющим электродам тиристоров многомостового тиристорного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности, более полного иcпciль- зования мощности силового трансформаФормула изобретения

Устройство для переключения ступе- : ней многомостового тиристорного преобразователя, содержащее формирователь опорных импульсов, три фазосдви- гающих элемента, блок синхронизации, входы которых объединены и предназначены для подключения к напряжению сети, выход блока синхронизации подключен к первому входу первого триггера с раздельным запуском, второй вход которого соединен с выходом первого элемента Й-НЕ, соединенного первым входом с входом одновибратора,

вторым входом с его выходом, а третий вход предназначен для подключения к силовой цепи многомостового тиристорного преобразователя через первый элемент НЕ и датчик угла коммутации, 8ЫХОД первого фазосдвигакядего элемента соединен с одним из входов распределителя импульсов, с вторым входом второго элемента И-НЕ и через второй элемент НЕ - с вторым входом третьего элемента И-НЕ, первый вход которого через первый элемент задержки соединен с вторым выходом первого триггера с раздельным запуском, подключенного первым выходом к первому входу второго элемента И-НЕ, соединенного

0

сдвигающего элемента, а выход распределителя импульсов через блок усили- ; телей предназначен для подключения к управляющим электродам тиристоров многомостового тиристорного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности, более полного иcпciль- зования мощности силового трансформа5 тора, оно снабжено третьим элементом НЕ, четвертым - седьмым элементами И-НЕ, третьим триггером с раздельным запуском, вторым синхронным триггером, вторым элементом задержки, при0 чем вход последнего соединен с выходом формирователя опорных импульсов, вторым входом четвертого элемента И-НЕ и через третий элемент НЕ - с первым входом пятого элемента И-НЕ,

с второй вход которого подключен к

5

выходу первого фазосдвигающего элемента, а его выход соединен с первым входом третьего триггера с раздельным запуском, второй вход которого подк.пючен к выходу третьего элемента И-НЕ, а его выходы соединены с первым и вторым входами второго синхрон- нЬго триггера, третий вход которого подключен к выходу третьего фазосдвигающего элемента, первый и второй выходы второго синхронного триггера соединены соответственно с вторым входом шестого элемента И-НЕ и первым входом- четвертого элемента И-НЕ, выход второго элемента задержки подключен к входу одновибратора и через шестой и седьмой элементы И-НЕ - к первому входу распределителя импульсов, а выход четвер- 5-того элемента И-НЕ подключен к второму Е1ХОДУ седьмого элемента И-НЕ.

0