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

сд

00 to

315

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в аппаратуре управления статическими преобразователями, тиристоры которых находятся на различных потенциальных уровнях, а управляющий сигнал формируется в виде пачки импульсов с увеличенной дпительностью первого импульса.

Целью изобретения является повьппе ние надежности работы преобразователя путем обеспечения стабильности импульсов в пачке.

На фиг,1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы одного канала устройства.

Устройство для управления тиристорами многофазного преобразователя (фиг.1) содержит тактовый генера тор I, общий для всех фаз п-каналь- ный фазосмещающий блок 2 с выходами 2.1, 2.2,...,2,п, где 1,2,..,,п - номера каналов управления соответствующих тиристоров преобразователя, регистры 3,1, 3,2,,,.,3.п сдвига, счетчики 4.1, 4,2,..,,4.п, элементы И 5.1, 5.2,.,., 5 .п и элементы ИС1ШОЧАЮ ЩЕЕ ИЛИ 6.1, 6.2,... ,б,П5 при этом ключевые элементы 7.1,7.2,,..,7,п, импульсные трансформаторы 8.1,8.2,. ...,8.п и диоды 9.1, 9.2,,.,,9.п образуют усилители 10.1, 10.2,,..,10.п мощности, к выводам которых подключают управляющие переходы соответствующих тиристоров преобразователя (не показаны), З стройство содержит также элементы НЕ 11.1, 11.2,... ...,.п.

Выход генератора . 1 соединен с динамическим С-входом каждого регистра 3.1, 3,2,,,.,3.п, один из разрядов которого связан с его р-входом, а один из разрядов соединен с С-БХОДОМ соответствующего счетчика 4.1, 4.2,, ,,,,4,п, выходы которого соединены с входом запрещения счета этого же счетчика через соответствующий элемент И 5i1, 5,2,,,.,5.п. Один из выходов счетчика 4,1, 4.2,,,,,4.п каждого канала соединен с одним из двух входов соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЖ 6,1, 6,2,.,.,6,п, второй вход которого соединен с -соответствующим выходом 2.1, 2.2,.,,,2.п фазосмещающего блока 2, с которым через соответствующий элемент НЕ

4

11,1, 11i2,,.,,11.п связаны R-входы соответствующего регистра 3,1, 3,2,,, ,.,3.п и счетчика 4,1, 4.2,...,4.п,

Выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.1, ,,.,,6,п каждого канала управления соединен q входом соответствующего усилителя 10,1, 10.2,...10.п мощности,

Каждый усилитель 10.1, 10.2,... ,,.,10,п мощности содержит соответствующий ключевой элемент 7.1, 7.2,.., ,.,,7,п, управляющие клеммы которого являются входом усилителя, а к

основным клеммам подключена первичная обмотка соответствующего импульсного трансформатора 8.1, 8.2,,.. ,,s,8.n, вторичная обмотка которого через соответствующий диод 9.1, 9,2,,,

,,,,9,п связана с выходом усилителя мощности.

В представленных на фиг,2 временных диаграммах, которым присвоены номера с I2 по 24, показана форма

импульсов на выходах блоков.1 (соответствует диаграмме 12), 2(13),

11.1(14), 3,1(15-18), 4.1(19-22), 5.1(23) и 6.Г(24),

Рассмотрим работу устройства на примере работы одного канала.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульсы постоянной частоты, которая вьше частоты, на которой работает силовое оборудование статического преобразователя. На выходе каждого канала фазосмещающего блока. 2 формируется последовательность-прямоугольнь1х импульсов с частотой, на которой работает преобразователь. Передний фронт каждого импульса определяет момент формирования переднего фронта управ- ляющего импульса в соответствующем канале (тиристоре), а задний фронт совпадает с моментом формирования переднего фронта отпирающего импульса в одном из последующих каналов

(тиристоров), При четном числе каналов п обычно задний фронт совпадает с моментом формирования отпирающего . импульса для противофазного тиристора, В этом случае скважность импуль- сов на выходе каждого канала фазосмещающего блока 2 равна двум и инверторы 11 могут быть исключены из схемы устройства, а R-входы регистра и счетчика соответствующего канала

подключают непосредственно к входу противофазного канала блока 2.

Предположим, что в исходном сос- тоянии в рассматрива-емом канале управляющий импульс для тиристора не формируется (интервал O-t--,фиг.2), На этом интервале на выходе фазо- смещающего блока в 1-м канале (выход 2.1, фиг.1) присутствует О (диаграмма 13, фиг.2), а на выходе инвертора 11,1 - 1 (диаграмма 14, фиг.2), При этом предполагается, что длительность пачки импульсов меньше длительности импульса на выходе блока 2, В результате на интервал 0-t на инверсных выходах регистра 3,1 и прямых выходах счетчика 4,1 (фиг,1) принудительно сохраняется потенциал I и О соответственно (диаграммы 15-18 и 19-22), так как их R-входы (установка в О при Г) соединены с каналом 2.1 блока 2 через инвертор 11,1. На выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ.6,1 на этом интервале в соответствии с таблицей истинности (два О или две 1 дают О) сохраняется О. При таком сигнале ключевой элемент 7,1 усилителя 10,1 мощности закрыт и формирование отпирающих импульсов в канале невозможно, В момент t формируется передний фронт импульса на выходе 2;1 фазосмещающего блока 2, Б результате, во-первых, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6,1 формируется 1 (на одном входе элемента 6,1 сохраняется О, на другом входе появляется 1), чТо определяет передний фронт управля ющего импульса в этом канале, во-вторых, становится возможной работа регистра 3,1 и счетчика 4,1., так как на их R-входах происходит смена 1 на О. Первым вступает в работу регистр 3.1, В интервале 0-t прямые выходы всех разрядов регистра 3,1 имеют потенциал О, а инверсные - 1 (на фиг,1 представлен четырехразрядный регистр с инверсными выходами), При наличии инверсных выходов перекрестная обратная связь на этом регистре организуется соединением соответствующего инверсного выхода с D-входом, При отсутствии в регистре инверсных выходов перекрестная обратная связь образуется соединением одного из прямых выходов с D-входом через инвертор, В результате после момента t первый же импульс с выхода генератора 1 уста5

18276

навливает на выходе 1-го разряда регистра 3,1 О,при этом меняется информация на его D-входе с 1 на о. При поступлении 2-го импульса появляется О на 2-м разряде, а на 1-м разряде устанавливается 1. Временные диаграммы на инверсных выходах четырехразрядного регистра показаны

0 на фиг,2 (15-18), После формирования переднего (положительного) фронта на 4-м выходе регистра 3.1 начинает работать двоичный счетчик 4,1, так как этот выход связан с тактируемым

5 входом счетчика 4,1, При этом на

младшем разряде этого счетчика формируется 1, В результате на выходе элемента 6,1 формируется уровень О, так как на его двух входах в этот мо0 мент присутствуют сигналы с уровнем 1, Этот момент t (фиг,2) определяет задний фронт первого импульса в пачке импульсов. Последующие импульсы с выхода регистра 3.1, поступающие

5 на тактируемый вход счетчика 4,1,. обеспечивают его функционирование в режиме двоичного счета. При этом появление импульса на выходе 1-го разряда, который связан с входом эле0 мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6,1, обеспечивает паузу, а его отсутствие - формирование импульса в пачке импульсов, следующих за первым импульсом, сформированным с помощью регистра 3,1, Временные диаграммы на выходах счетчика 4,1 и элемента 6,1 показаны на фиг,2 (18-24 соответственно)о Функционирование счетчика 4,1, а следова- .тельно, и дальнейшее формирование

Q импульсов на выходе элемента 6,I продолжаются до тех пор, пока на выходе элемента И 5,1 не появится сигнал, поступающий на вход запрета счета . счетчика 4,1 (момент tg, фиг,2, диас грамма 23), После этого момента подача отпирающих импульсов к тиристору через диод 9,1 и импульсный трансформатор 8,1, подключаемый с помощью ключевого элемента 7,1 к источнику

0 питания, прекращается.

Рассмотрим временнь 1е параметры пачки импульсов, формируемых предлагаемым устройством, а также зависимость этих параметров от разрядности

используемых регистров и счетчиков. Длительность первого импульса задается регистром и определяется по формуле

4,niT/flt,, (), .

где n - число используемых разрядов

в регистре;

Т - период импульсов, поступающих от генератора;

At

г

изменение длительности первого импульса.

Это изменение длительности находится в пределах

0.dt,iT,

Величина ЛЬ,, определяет величину изменения длительности всей пачки импульсов при условии высокой стабильности частоты генератора 1, Повышение разрядности регистра (при ИСПОЛБ- зовании всех его разрядов) означает повышение частоты генератора, а следовательно, уменьшение в.еличины At , т.е. стабильность длительности первого импульса может быть повышена до любой величины за счет увеличения разрядности регистра и использования генератора более высокой частоты, существенно отличающейся от частоты повторения остапьных импульсов в пач- ке. Максимальное количество остальных импульсов в пачке, достигаемое при равенстве числа входов элемента И числу,разрядов счетчика, находится в степенной зависимости от разрядное- ти счетчика.

Так при ч етырех разрядном счетчике СФИГ.1) это число равно 7 (фиг. 2), а при 8-разрядном счетчике - 127. Та- jcHM образом, общая длительность пач- ки импульсов 11 определяется длительностью первого импульса t ,, и количеством последующих импульсов, умноженном на период повторения этих импульсов. Частота повторения импульсов в пачке определяется произведением коэффициента деления регистра и счет- чика. Так, в схеме, изображенной на фиг,1, эта частота в 4 раза меньше астоты на выходе генератора 1 (коэф- фициент деления регистра и счетчика равны 2 у каждого). В предлагаемом устройстве отсутствуют в каждом канаде блока фазосмещения формирователь длительности пачки импульсов, что достигнуто за счет последовательного включения регистра и счетчика. При использовании предлагаемого устройства повышается надежность работы статического преобразователя вследствие повышения стабильности длительности импульсов управления путем исключения одновибратора в формирователе длительности первого импульса при одновременном упрощении фазо- смещающего блока за счет исключения в каждом канале функционального узла, задающего общую длительность пачки импульсов, выполняемого обычно в виде одновибратора.

Формула изобретения

Устройство дпя управления тиристорами многофазного преобразователя, содержащее п каналов формирования импульсов управления, выполненных в виде последовательно соединенных генератора пачек импульсов и усилителя мощности, тактовый генератор и фазо- смещающий блок с п, выходами причем каждый из генераторов пачек импульсов первым входом соединен с выходом тактового генератора, вторым входом - с соответствующим выходом фазосмещаю- щего блока, отличающееся тем, что,- с целью повьшгения надежности работы преобразователя путем обеспечения стабильности импульсов в пачке, генератор пачек импульсов выполнен в виде элемента. НЕ, регистра сдвига,счетчика, элемента И и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем С-вход регистра сдвига использован как первый вход генератора пачек импульсов, вход элемента НЕ и первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены и использованы как йторой вход генератора пачек импульсов, один из рядов регистра сдвига соединен с его D- ёзсоДом, выход, определяющий длину первого импульса в пачке, - с С-входом счетчика, выходы которого, определяющие длину пачки импульсов, соединены с соответствующими входами элемен та И, выход которого соединен.с входом запрещения счета .счетчика,- один из выходов которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ или, R-входы счетчика и регистра сдвига соединены с выходом элемента НЕ.

J2

13

/«

J5

}6

17

IB

19

20

21 22 23

Zk 0

M

Al

RC1

RC2

cm

CT.11

CT. 12

CT.13

/

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления статическими преобразователями, тиристоры которых находятся на различных потенциальных уровнях, а управляющий сигнал формируют в виде пачки импульсов с увеличенной длительностью первого импульса. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет обеспечения стабильности импульсов в пачке. Указанная цель достигается конструкцией формирователя пачек импульсов, который выполнен в виде регистра сдвига 3 с инверсными выходами и динамическим С - входом, счетчика 4, элемента И 5, элемента НЕ 11 и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Схема соединения регистра сдвига 3 со счетчиком 4, а также соединение одного из выходов регистра сдвига 3 с его D входом, обеспечивает стабильность длины первого импульса в пачке, которая определяется частотой тактового генератора 1. Схема соединения остальных элементов генератора пачек импульсов обеспечивает стабильность длительности пачек импульсов. Момент начала генерации пачки импульсов определяется фазосдвигающим блоком 2. 2 ил.

Составитель A, Киселев Редактор A, Лежнина Техред И.Верес Корректор О, Ципле

Заказ 5909/55

Тираж 648

ВНИИПИ- Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5

Фиг. 2

Подписное