Устройство для управления вентильным преобразователем Советский патент 1989 года по МПК H02M7/12 

СП

о

4

О

фиг./

3 1504760

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для управления вентильными преобразо- вателями.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управле-tO ния вентильным преобразователем; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы.

Устройство для управления вентильТретьи входы усилителей-формирователей 10-15 соединены с выходами блока логики, сигнал на которых опе режает сигнал на первых их входах на 60, например, третий вход усилителя-формирователя 10 соединен с первым входом усилителя формирователя 13, т.е. с вькодом канала 5.

На фиг. 2 приведены временные ди граммы работы устройства, где I l.t ll,2 - выходные сигналы блока ;

и,.

2-1

и

г-г

- выходные сигналы блока

2i Uj,, , и3-2 выходные сигналы ным преобразователем содержит блок 1 15 блока 3; U.,, U j - выходные сигимпульсно-Лазового управления, блок 2 ограничения максимального угла регулирования, блок 3 формирования диапазона управления, каналы 4 -6 блока логики, каждый из которых выполнен на RS-триггере 7 и двух элементах И-НЕ 8 и 9 (на чертеже показана структура канала 4, каналы 5, 6 выполнены аналогично), усилители-формирователи 10-15, каждый из которых выполнен идентично в виде последовательно соединенных элемента И-КЕ 16 и усилителя 17. Источник 18 управляющего сигнала состоит из последовательно соединенных первого инвертирующего элемента НЕ 19, элемента 20 задержки,элемента И-НЕ 21, второго элемента НЕ 22; второй и третий входы элемента 21 соединены соответственно с выходом узла 23 формирования сигнала защиты и выходом элемента 19. Вход элемента 19 является входом источника 18 и соединен с третьим входом элемента 16, входами усилителей-формирователей 10-15 и с выходом формирователя 24 длительности импульсов, который входом соединен с выходом дифференцирующего блока 25.

I Дифференцирующий блок 25 своими

входами соединен с выходами каналов 4-6.

Выход первого элемента 8 в каналах 4-6 соединен с одним из S-вхо- дом триггера 7, выход второго элемента 9 соединен с одним из R-BXO- дов триггера 7. При этом выходы триггера 7 являются выходами каналов 4-6 и соединены с первыми входами усилителей-формирователей 10-15

Входы элементов В и 9 соединены соответственно с блоками 1 и 3 и с источником 18.

Третьи входы усилителей-формирователей 10-15 соединены с выходами блока логики, сигнал на которых опережает сигнал на первых их входах на 60, например, третий вход усилителя-формирователя 10 соединен с первым входом усилителя формирователя 13, т.е. с вькодом канала 5.

На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства, где I l.t ll,2 - выходные сигналы блока ;

и

г-г

- выходные сигналы блока

0

5

0

налы канала 4; - выходной сигнал источника 18; , , U - выходные сигналы усилителей-формирователей 10 и 11; 124 выходной сигнал формирователя 24.

Устройство работает следующим образом.

Блок 1 формирует на своих выходах сигналы задания угла управления тиристорами вьшрямителя. При этом фронт изменения сигнала U, задает момент (фазу) включения тиристора анодной группы выпрямителя, а фронт изменения сЯгнала U.,- момент (фазу) включения тиристора катодной группы выпрямителя (фиг.2). Блок 2 формирует на своих выходах сигналы U., и U . в виде импульсов нулевого уровня. Сигналы

и

2-1

и аракТеризуются тем, что

их спады совпадают с фазой максимального угла регулирования вьшрямителя (и , 1 - для тиристора анодной группы; - для тиристора катодной группы), По спаду выходных сигналов

блока 2 при отсутствии единичных сигналов на выходе блока осуществляется принудительное переключение триггера 7 в моменты, соответствующие максимальному углу регулирования. Одновременно с этим формируются импульсы управления на выходе усилителя-формирователя 10 или 11 с максимальным углом регулирования выпрямителя. Блок 3 задает зоны изменения углов управления, при этом уровню Лог.1 сигналов Uj., и и соответствуют разрешенные зоны изменения углов управления тиристоров анодной и катодной групп соответственно. Источник 18 формирует

на своем выходе сигнал принудительной установки угла управления тиристоров, равного максимальному значению угла управления; при этом нулевой уровень сигнала соответствует установке

5 .

угла управления, равного максимальному значению.

На 9ХОДЫ элементов 8 и 9 канала 4 поступают выходные сигнатш блока 1, блока 3 и источника 18. При наличии единичных сигналов на входах элементов 8 и 9 на их выходах формируются нулевые импульсы, опрокидьшающие триггер 7. Срабатывание триггера 7 может быть приведено также сигналами Uj, , U.j с выходов блока 2. На выходах триггера 7 формируются сигналы и. , и и. Задающие угол управления тиристорами фазы А. Работа каналов 5 и 6 осуществляется аналогично. На выходе канала 5 формируются сигналы задания угла управления тиристоров фазы В, а на выходе канала 6 - сигналы для тиристоров фазы С вьшрямителя.

Сдвиг по фазе углов управления тиристорами для фаз В и С относительно фазы А составляет 120 и 240 эл. град, соответственно.

В моменты изменения сигналов на выходах каналов 4-6 дифференцирующим блоком 25 формируются узкие импульсы, поступающие на вход формирователя 24. Формирователем 24 формируются нормированные по длительности импульсы управления , поступающие на входы элементов 16 усилителей-формирователей 10-15. На другие входы элементов 16 усилителей- формирователей поступают сигналы с других выходов блока логики, С помощью усилителя 17 выходные сигналы элемента 16 усиливаются и потенциально разделяются с цепями устройства.

I

При но рмальном функционировании

устройства на выходе усилителей- формирователей 10-15 формируются спаренные импульсы управления тиристорами преобразователя. Фронт первого из двух импульсов управления ( , и ) задается блоком 1, диапазон изменения фазового угла указанного первого импульса задается блоком 3, а максимальное значение угла управления блоком 2. Наличие второго из управляющих импульсов (отстающего на 60 эл.град. относительно первого) обеспечивает функционирование устройства в режиме пре рьшистого тока за счет одновременной подачи импульсов на тиристоры соседних фаз преобразователя.

04760

Формирователь 24 задает длитель- . ность выходных импульсов устройства минимальной величины, при которой

обеспечивается устойчивое включение тиристоров преобразователя (то есть обеспечивается за время указанной длительности импульса нарастание тока через тиристор вьшрямителя до

0 амплитуды, превышающей- ток удержания тиристора). За счет управления вен- тильным 1 преобразователем спаренными нормированными по длительности узкими импульсами уменьшается потреблеJ5 ние Электрической энергии усилителями-формирователями 10-15, а значит, улучшаются энергетические показатели устройства.

При поступлении на входы элементов

20 8 и 9 каналов 4-6 сигнала нулевого уровня с выхода источника 18 (например, при аварийной ситуации is преобразователе - наличии аварийного тока через тиристоры) на выходе элемен5 тов 8 и 9 формируются сигналы высокого уровня.Переключение тиристоров 7 каналов 4-6 осуществляется выходны- ;ми сигналами блока 2 в моменты спада выходных сигналов этого блока. При

этом на выходах усилителей-формирователей 10-15 формируются спаренные импульсы управление с максимальньм значением фазы угла регулирования, вследствие чего уменьшается ЭДС вьшря- мителя, что обеспечивает закрывание тиристоров выпрямителя (прекращается протекание тока).

Источник 18 работает следующим

Q образом.

На вход элемента J9 с выхода формирователя 24 поступают импульсы На входы логического элемента 21 поступают сигналы с вькода узла 23,

, выходной сигнал элемента J9 и сигнал с вькода элемента 20. В нормальном режиме работы выходной сигнал узла равен J. При этом на выходе,элемента 2J формируются импульсы, инверс-

п ные импульсам формирователя 24. Спад выходных сигналов элемента 21 отстает от соответствующего фронта сигнала формирователя 24 на 20-30 мкс. Сигнал элемента 21, проинвертированный

элементом 22 (выходной сигнал U источника 18 управляющего сигнала/, поступает на входы элементов 8 и 9 каналов 4-6, осуществляя блокирование переключателя триггера 7 на время действия управляющего импульса и в течение 20-30 мкс после него.

Блокирование переключения триггера 7 на время действия управляющего импульса служит для предотвращения ложных переключений триггеров 7 в других каналах устройства от действия сигналов электромагнитных помех в выходном сигнале блока 1. За счет этого достигается высокая помехозащищенность устройства и обеспечивается надежное формирование спаренных импульсов управления на выходе устройства при одноканальном принципе фор- мирования этих импульсов.

При аварийной ситуации в преобразователе на вькоде узла 23 формируется сигнал 0, что приводит к появлению на выходе источника 18 нулевого сиг- нала, при.этом выходные импульсы устройства формируются с максимальным значением угла управления.

Таким образом, устройство осуществляет управление вентильным преобра- зователем импульсами нормированной минимальной длительности, необходимой для устойчивой работы, преобразовател в режимах непрерывного и прерывистого токов и.в аварийных режимах.

Улучшение энерге-тических показателей достигается за счет управления преобразователем узкими импульсами нормированной минимальной длительности, что исключает дополнительные электрические потери на бесполезное потребление энергии усилителями- формирователями в интервалы времени, когда не требуется наличия импульсов на тиристорах (из условия устойчиво- го включения тиристоров силовой схемы выпрямителя в режиме прерьгоистого тока.) Формула изобретения

Устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее многофазный блок импульсно-фазовото управления, блок ограничения максимального угла регулирования, блок формирования диапазона управления, трехка нальный блок логики, содержащий в каждом канале RS-триггер и первьй элемент И-НЕ, первый вход которого .подключен к соответствующему нечетному выходу многофазного блока им- пульсно-фазового управления, второй вход - к соответствующему нечетному выходу блока формирования диапазона управления, третий вход

5 0

5 О

0

5

к выходу источника управляющего сигнала, выход первого элемента И-НЕ соединен с первым S-входом RS-триг- гера, второй S-вход которого подключен к соответствующему нечетному выходу блока ограничения максимального угла регулирования, каждый выход каждого RS-триггера блока логики соединен с первым входом соот- ветствующего усилителя-формирователя, выходы усилителей-формирователей являются выходами устройства, отличающееся тем, что, с целью улучшения энергетических показаталей, оно снабжено дифференцирующим блоком и формирователем длительности импульсов , а каждый канал блока логики снабжен вторым элементом И-НЕ,.каждьш усилитель-формирователь снабжен входным элементом И, входы которого являются входами усилителя-формирователя, источник управляющего напряжения вьтолнен в виде двух элементов НЕ, элемента задержки, элемента И-НЕ и узла формирования сигнала защиты, причем выходы всех RS-триггеров через дифференцирующий блок и формирователь длительности импульсов соединены с вторьми входами усилителей-формирователей и входом источника управляющего сигнала, в источнике управляющего сигнала входом является вход первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом элемента И-НЕ и через элемент задержки - с вторым входом элемента И-НЕ, третий вход которого подключен к выходу узла формирования сигнала защиты, выход элемента И-НЕ через второй элемент НЕ соединен с выходами источника управляющего сигнала, в каждом канале блока логики выход второго элемента И-НЕ соединен с первым R-входом RS-триггера, второй

R-вход которого подключен к соответствующему четному входу блока ограничения максимального угла регулирования, первый и второй входы второго элемента И-НЕ подключены к соответствующим четным выходам многофазного блока импульсно-фазового управления и блока формирования диапазона управления, третий вход - к выходу источника управляющего сигнала, а третий вход каждого усилителя формирователя соединен с тем выходом канала блока логики, сигнал на котором опережает сигнал на первом входе на 60.

/./

1-2

f.l

гj j-f

t

JL

i

Г

i

u

-i

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями. Целью изобретения является улучшение энергетических показателей. Устройство содержит блок 1 импульсно-фазового управления, блок 2 ограничения угла регулирования, блок 3 формирования диапазона управления, каналы 4-6 блока логики, каждый из которых содержит RS-триггер 7 и элементы И-НЕ 8, 9. Каналы блока логики соединены с усилителями-формирователями 10-15, которые соединены с источником 18 управляющего сигнала, содержащим элемент НЕ 19, элемент 20 задержки, элемент И-НЕ 21, элемент НЕ 22 и узел 23 формирования сигнала защиты. Кроме того, устройство снабжено последовательно соединенными дифференцирующим блоком 25 и формирователем 24 длительности импульсов. 2 ил.

Нпппппппппппг f n П ПП

u,

10

V:

24

П n П П 0 fl П П П в П П

11

Jl 0

фиг. 2