Устройство для импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения Советский патент 1990 года по МПК H02M5/22 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфазными тиристорными регуляторами напряжения, преобразователями.

Целью изобретения является упрощение.

На фиг.1 изображена схема устройства; на фиг.2 - диаграмма формирования управляющих импульсов.

Устройство, содержит нуль-органы 1-4. Неинвертирующие входы нуль-органа 1 и 3 соединены с инвертирующими входами нуль-органов соответственно 2 и 4. При этом входы нуль-органов 1 и 2 присоединены к одной из фаз сети (например. С), к другой фазе (А) которой присоединены входами нуль-органы 3 и 4. Выходы нуль-органов 1 и 3 через первый элемент И 5 соединены с одним из входов элемента ИЛИ 6, к второ,му

входу которого через элемент И 7 подключены выходы нуль-органов 2 и 4.

Выход элемента ИЛИ 6 подключен к входу первого ключевого элемента 8, выход которого соединен с входом первого интегрирующего звена 9. Выход последнего соединен с иеинвертирующим входом первого компаратора 10, инвертирующий вход которого предназначен для подключения постоянного, регулируемого по величине, напряжения управления Uynp, а выход через дифференцирующую цепь 11 и второй ключевой элемент 12 соединен с входом второго интегрирующего звена 13. Выход последнего соединен с инвертирующими входами второго 14 и третьего 15 компараторов, инвертирующие входы которых соединены со средними выводами делителей 16 и 17 напряжения, подключенных к выходу источника 18 питания.

ел ю

00

о

Выход третьего компаратора 15 под- гшЕОчеи к элементу НЕ 19 и к одному из входов элемента ИЛИ 20, к другому входу которого через элемент НЕ 21 подключен анход второго компаратора 14. Выходы элемента ИЛИ 20, элемента НЕ 19 и второго компаратора 14 предназначены для подключения к цепям управления тиристоров соответствующих фаз силовой части 22 регулятора напряжения.

В качестве источника 18 питания может быть использован общий источник питания устройства.

. Устройство работает следующим образом.

Нуль-органы 1 иЗ подключены неинвертирующими входами к фазам С и А сети и совместно с элементами И 5 формируют на выходе последнего прямоугольные импульсы и5{фиг.2) на интервалах 60 эл.град., когда одновременно полуволны напряжений фаз А м С положительны, Аналогично нуль- органы 2 и 4, подключенные к этим же фазам нвepтvфyющими входами, формируют на выходе элемента И 7 прямоугольные VIM- пульсы.и на интервалах 60 эл. град., когда одновременно полуволны напряжений фаз А и С отрицательны. Импульсы Us и U подаются на вход элемента ИЛИ 6, формируя на его выходе последовательность прямоугольных импульсов U6, каждый из которых имеет длительность 60 эл.град. Интервалы между импульсами Ue составляют 120 зл,град,, поскольку эти импульсы синхронизированы с фазными напряжениями обеих полярностей и начинают формироваться через каждые 180 эл.град,

Импульсы Ue, воздействуя через первый ключевой элемент 8 на вход первого интегрирующего звена 9, сбрасывает его. Это обеспечивает формирование, пилообразных напряжений Ug на выходе интегрирующего звена 9 на интервалах между импульсами Ue. Длительность пилообразных напряжений Ug составляет 120 эл.град., а интервалы между ними 60 эл.град. Таким образом, пилообразные напряжения Ug синхронизированы с определенными состояниями фазных напряжений сети как в положительной, так и в отрицательной их полярности. Частота их следования в 2 раза выше частоты напряжения сети.

Первый компаратор 10 производит . сравнение пилообразных импульсов Ug с напряжением управления Uynp и формирует импульсы на интервалах превышения импульсами Ug величины напряжения Uynp. Этим достигается регулировка угла отпирания тмристоров регулятора в диапазоне 120 эл.град. Передние фронты Un выхо

ных импульсов компаратора 10 с выхода дифференцирующей цепи 11 подаются на второй ключевой элемент 12, сбрасывая при этом второе интегрирующее звено 13. По- скольку период следования пилообразных импульсов Ug составляет 180 эл,град. относительно периода напряжения сети, а передние фронты Uii импульсов, снимаемые с выхода дифференцирующей цепи, имеют ограниченную длительность, то длительность пилообразных импульсов tJis, снимаемых с интегрирующего звена 13, составляет Прад,а начало каждого последующего импульса и 13 совпадает с окончани- 5 ем каждого предыдущего импульса Ui3.

Пилообразные импульсы Uis подаются на инвертирующие входы второго 14 и третьего 15 компараторов, на инвертирующие входы которых с выходов делителей 16 0 и 17 ндпряжения (потенциометров) подаются постоянные напряжения смещения Uie и Ui7. Их величины выбраны такими, что моменты равенства напряжений Uie и Ui с напряжением Ui3 отстают от передних 5 фронтов напряжения Ui3 соответственно на 60 и 120 эл.град. Таким образом, на выходах компараторов 14 и 15 формируются прямоугольные импульсы и14и Ui5 длительностью соответственно 120 и бОэл.град., синхрони- 0 зованные задними фронтами с задними фронтами соответствующих импульсов Ui3. Импульс Ui5. инвертируясь посредством элемента 19, формирует на его выходе прямоугольный импульс Ui9 длительностью 5 120 эл.град., начало которого совпадает с началом соответствующего пилообразного импульса Ui3. Импульс Ui4, будучи поданным на вход элемента ИЛИ 20 через элемент НЕ 21 (U2i), совместно с импульсом 0 Ui5, поданным на другой вход элемента ИЛИ 20, формируют на выходе последнего импульс U20 длительностью 120 эл.град. (так как длительность импульса Uai паузы между импульсами равна длительности им- 5 пульса Ui5 и составляет 60 эл.град.).

Таким образом, сформированные импульсы управления Ui4, Uig и U20 имеют длительность 120 эл.град., смещены один относительно другого на 60 эл.град и следуют 0 через каждые 60 эл.град. (относительно периода напряжений сети). Каждый из этих импульсов синхронизирован (тем самым) с одинаковыми состояниями соответствующих напряжений сети (Ue, Uc, UA как в положи- 55 тельной, так и в отрицательной полярности. Поэтому импульсы и 14, Uig и U20 предназначены для управления тиристорами силовой части 22, проводящими как положительную, так и отрицательную полуволну соответствующего фазного напряжения.

Изменением величины напряжения управления Uynp достигается фазовое смещение передних фронтов Uii и синхронный фазовый сдвиг импульсов управления Ui4, и 19 и U20. При зтом осуществляется регулирование величины выходных напряжений.

Длительность импульсов управления позволяет осуществить надежное включение тиристоров трехфазного регулятора напряжения независимо от величины угла отпирания тиристоров.

Положительный эффект предлагаемого устройства в сранении с известным заключается в упрощении управления тиристорамирегуляторанапряжения(преобразователя). Это обусловлено исключением из устройства управления фазорегулятора, а также тем, что непосредственно для формирования импульсов управления используется один интегратор вместо двух интеграторов с одинаковыми постоянными интегрирования. Кроме того, вместо одного двухканального делителя напряжения приняты два одноканальных потенциометра, что упрощает настройку моментов формирования управляющих импульсов. Формула изобретения Устройство для импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения, согдержащее первый нуль-орган, первый элемент НЕ, два интегрирующих звена, три компаратора, дифференцирующую цепь и первый делитель напряжения, подключенный к выходу источника питания, отличающееся тем, что, с целью упрощения, в него введены три нуль-органа, два элемента И, два элемента ИЛИ, два ключевых элемента, второй элемент НЕ, второй делитель напряжения, поДА S с

I- и

, ключенный к выходу источника питания, при зтом неинвертирующий вход первого нуль-органа соединен с инвертирующим входом вторго нуль-органа и предназначен 5 для подключения к фазе сети, неинвертирующий вход третьего нуль-органа соединен с инвертирующим входом четвертого нуль- органа и предназначен для под1слючения к фазе А сети, выходы первого и третьего 10 нуль-органов через первый злемент И соединены с первым входом первого элемента ИЛИ. к второму входу которого через второй злемент И подключены выходы второго и четвертого нуль-органов, выход первого 15 элемента ИЛИ подключен к входу первого ключевого элемента, выход которого соединен с входом первого интегрирующего звена, выход последнего соединен с неинвертирующим входом первого компа- 20 ратора, инвертирующий вход которого предназначен для подключения напряжения управления, а выход через дифференцирующую цепь и второй ключевой злемент соединен с входом второго интегрирующего 25 звена, выход последнего соединен с неинвертирующими входами второго и третьего компараторов, инвертирующие входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго делителей напряжения, 30 выход третьего компаратора подключен к первому элементу НЕ и к первому входу второго элемента ИЛИ, к второму входу которого через второй элемент НЕ подключен выход второго компаратора, при этом выхо- 35 ды второго элемента ИЛИ, первого элемента НЕ и второго компаратора предназначены для подключения к цепям управления тиристоров соответственно фаз А, С и В регулятора напряжения.

4П

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфазными регуляторами напряжения, преобразователями. Целью изобретения является упрощение устройства. Устройство содержит четыре нуль-органа, элементы И и элемент ИЛИ, которые образуют синхронизатор, формирующий импульсы, длительностью 120° и периодом повторения 180°. Выходной сигнал синхронизатора запускает узел фазового сдвига выполненный на интеграторе и компараторе. Применение второго генератора пилообразного напряжения, выполненного на люге и интеграторе, и компараторов с выходной логикой, позволяет сформировать необходимые импульсы управления, при одновременном упрощении устройства и его настройки. 2 ил.