Устройство для управления вентильным преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M7/155 

1

Уугр

Сущность изобретения: устройство содержит формирователь 1 синхроимпульсов, фазосдвигающий блок 2, элемент 2И 3, выходные формирователи 4, узел 5 ограничения. 1 ил.

сл

со сл о

Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, И может быть использовано как узел ограничения минимальных и максимальных углов регулирова- ния вентильного преобразователя.

Известно устройство для управления выпрямителем ЕЦАИ 687255.002ЭЗ тири- сторного преобразователя частоты ЭКТ-2 1. выпускаемого серийно Запорожским объединением Преобразователь с 1983 г., по ТУ 16.729.370-82, содержащее в каждой фазе формирователь синхроимпульсов, нуль-орган, фазосдвигающий узел, элементы совпадения, выходные формирователи, а также узел ограничения угла регулирования, выполненный в виде общего для всех фаз усилителя, а также двух компараторов на операционных усилителях, выходы которых подсоединены к входу общего усилите- ля, причем первый компаратор сравнивает напряжение управления с опорным напряжением, определяющим минимальный угол управления, а второй компаратор сравнивает напряжение управления с опорным на- пряжением, определяющим максимальный угол управления,

Недостатками данного устройства являются: пропадание установленных импульсов ограничения при исчезновении напряжения управления; наличие люфта электропривода, что видно на механической характеристике из-за сложности выполнения условия амин +огмакс 180 эл.град в диапазоне температур 2.

, Известно устройство для управления вентильным преобразователем по авт.св. № 1032982, кл. НО 2Р 13/16, содержащее в каждой фазе последовательно соединен- ные формирователь синхроимпульсов, фазосдвигающий узел, элементы совпадения, два выходных формирователя, узел ограничения, состоящий из последовательно соединенных генератора импульсов ограничения, двухвходовой схемы И, делителя частоты в виде счетчика, формирователей импульсов минимальных и максимальных углов ограничения, входы которых соединены с выходами младших и старших разрядов делителя частоты, а выходы - с устанс точными входами первого RS- триггера, прямой выход которого соединен с вторыми входами канальных элементов совпадения, второго RS-триггера, прямой выход которого сое инен с вторым входом схемы И, вход S соединен с выходом формирователя синхроимпульсов и установочным выходом делителя частоты, вход R-триггера

соединен с выходом формирователя импульсов максимальных углов ограничения. Недостатком данного устройства является ухудшенная динамика из-за наличия люфта электропривода, что видно на механической характеристике из-за сложности выполнения условия амин + #макс 180 эл .град (2). Так, например, исходя из приемлемого количества разрядов делителя частоты ( 8, что эквивалентно, например, последовательному соединению двух счетчиков KSIIHEI) и подходящей для получения заданного диапазона управления частоты генератора импульсного ограничения (10-12 кГц), выставляют амин 15 эл.град. Тогда 2макс, соответствующее отводу от последнего разряда, будет соответствовать 158 эл.град. Учитывая, что выводы от соседних отводов счетчика для «Мин отличаются на 4-8 зл.град, а «макс - порядка 20 эл.град, то подобрать частоту генератора ограничения для других «мин с соответствующим амакс,

ЧТОбЫ ВЫПОЛНЯЛОСЬ СГМин + 2Макс :180

эл.град, не меняя количества разрядов счетчика, сложно.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности электропривода путем улучшения динамических свойств электропривода.

Поставленная цель достигается за счет того, что в устройстве для управления вентильным преобразователем, содержащем в каждой фазе последовательно соединенные формирователь синхроимпульсов и фазосдвигающий блок, подключенный к первому входу элемента 2И, подключенного к выходному формирователю, узел ограничения, со- держащий генератор импульсов, подключенный к первому входу второго элемента 2И, подключенного к счетному входу счетчика, два триггера типа RS, причем прямой выход первого RS-триггера соединен с вторым входом первого элемента 2И, новым является то, что введены реверсивный счетчик, третий и четвертый элементы 2И, элемент 3VI, причем выход формирователя синхроимпульсов соединен с R-входами RS- триггеров и обоих счетчиков, один из младших разрядов счетчика соединен через первый вход третьего элемента 2И с S-вхо- дом первого RS-триггера, выход переполнения счетчика соединен с S-входом второго RS-триггера, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго и третьего элементов 2И и первым входом элемента ЗИ, а прямой выход соединен с первым входом четвертого элемента 2И, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами четвертого элемента 2И и элемента

ЗИ, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход четвертого элемента 2И соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход переполнения которого соединен с R-входом первого RS-триггера.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит из последовательно соединенных формирователя 1 синхроимпульсов, фазосдвигающего блока 2, элемента 2И 3, выходных формирователей 4, а также узла 5 ограничения, состоящего из последовательно соединенных генератора 6 импульсов ограничения, второго элемента 2И 7, счетчика 8, младший разряд счетчика 8 соединен с первым входом третьего элемента 2И 9, а выход третьего элемента 2И 9 соединен с S-входом первого RS-триггера

10,прямой выход которого соединен с вторым входом элемента 2И 3. Узел 5 ограничения также состоит из второго RS-триггера

11,элемента ЗИ 12, четвертого элемента 2И 13 и реверсивного счетчика 14, причем выход формирователя 1 синхроимпульсов соединен с обнуляющими входами RS-триггера 10,11, счетчиков 8,14, выход переполнения счетчика 8 соединен с S-входом второго RS- триггера 11, инверсный выход которого соединен с вторым входом второго элемента 2И 7 и вторым входом третьего элемента 2И 9, первым входом элемента ЗИ 12, а прямой выход RS-триггера 11 соединен с первым входом четвертого элемента 2И 13, кроме того выход генератора 6 импульсов ограничения соединен с первым входом второго элемента 2И 7 и вторым входом четвертого элемента 2И 13 и третьим входом элемента ЗИ 12, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 14, выход четвертого элемента 2И 13 соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика 14, выход которого 0 соединен с вторым входом сборки по R первого RS-триггера 11. Кроме того прямой выход RS-триггера 10 соединен с третьим входом элемента ЗИ 12.

Работу устройства рассмотрим на примере одной фазы. Формирователь 1 синхроимпульсов выдает узкие синхроимпульсы на фазосдвигающий блок 12, который выдает импульсы для открывания тиристоров соответственно величине управляющего напряжения Uynp. на один из входов элемента 2И 3. Принцип фазового управления для получения ограничивающих импульсов частот- ный, при котором угол управления пропорционален числу импульсов. Обнуление счетчиков 8 и 14, а также RS-триггеров 10 и 11 происходит в начале каждого полупериода опорной синусоиды. Частота генератора 6 импульсов фиксирована и выбирается таким образом, чтобы переполнение счетчика 8 наступало через время t, равное четверти периодаГт.е. л/2 от момента прихода обнуляющих импульсов. Число двоичных разрядов счетчика 8 выбирается исходя из требуемой дискретности.

После установления импульсов формирователя 1 синхроимпульсов исходного состояния счетчиков 8 и 14 и RS-триггера 10 и 11 выходы всех разрядов счетчиков 8 и 14 находятся в О состоянии, прямые выходы RS-триггеров 10, 11 устанавливаются в О состояние, а инверсные выходы RS-триггеров 10,11 устанавливаются в 1 состояние, Импульсы генератора 6 импульсов ограничения, проходя через второй элемент 2И 7 разрешенным входом от RS-триггера 11, поступают на счетный вход счетчика 8, заполняют его и появляющиеся единичные импульсы с младшего разряда (согласно фиг. 1) счетчика 8 проходят через третий элемент 2И 9 с разрешенным входом от RS- триггера 11, устанавливают прямой выход

RS-триггера 10 в 1 состояние, определяющий начало зоны «мин возможного управления фазосдвигающего блока 2 посредством наличия разрешающих уровней на вторых входах элемента 2И 3 для прохождения импульсов к тиристорам. Последующие импульсы младшего разряда счетчика 8 на S-вход RS-триггера 10 подтверждают его 1 состояние. Кроме этого импульсы генератора б ограничения проходят через трехвходовый элемент ЗИ 12 с разрешенным входом от инверсного выхода RS-триггера 11 и после разрешения от прямого выхода RS-триггера 10 последуют на суммирующий вход счетчика 14.

Через время, равное тг/2, наступает переполнение счетчика 8, что приводит к установке выхода переполнения счетчика 8 в О состояние, что приводит к переключению RS-триггера 11, т.е. прямой выход RS-триггера 11 устанавливается в 1 состояние, а инверсный выход RS-триггера 11 - в О состояние. Тогда импульсы генератора 6 ограничения импульсов, проходя через второй двухвходовой элемент 2И 13 с

разрешенным входом от RS-триггера Проступают на вычитающий счетный сход счетчика 14. Через время равное (nil - амин ) выход счетчика 14 0 устанавливается в О состояние, что приводит к переключению

RS-триггера 10, т.е. прямой выход RS-триггера 10 устанавливается в О состояние, определяющий конец зоны возможного управления фазосдвигающего блока 2. Величина максимального угла «макс определяется суммарным временем счета счетчика 14, которое равно (тг-Омин). Далее цикл повторяется. При такой структуре узла ограничения сумма «мин +«макс всегда будет равна п, так как величинаЛмакс определяется реверсивным счетчиком 14, который находится в счетном состоянии на суммирование от Омин до п /2, на вычитание о т лг /2, до «мин , т.е. величина Омакс всегда будет равна 180-Омин при условии правильного вьгёюра частоты генератора 6 импульсов ограничения, которая выставляется так, чтобы от момента обнуления синхроимпульсов счетчика 8 импульс переполнения на его выходе появился через 90, эл.градусов.

Формула изобретения Устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее в каждой фазе последовательно соединенные формирователь синхроимпульсов и фазосдвигаю- щий блок, подключенный к первому входу первого элемента 2И, подключенного к выходному формирователю, узел ограничения, содержащий генератор импульсов, подключенный к первому входу второго элемента 2И, подключенного к счетному входу счетчика, два RS-триггера, причем прямой выход

первого RS-триггера соединен с вторым входом первого элемента 2И, отличаю- щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем улучшения динамических

свойств электропривода, в узел ограничения введены реверсивный счетчик, третий и четвертый элементы 2И, элемент ЗИ, причем выход формирователя синхроимпульсов соединен со R-входами RS-триггера и

обоих счетчиков, один из младших разрядов счетчика соединен через первый вход третьего элемента 2И с S-входом первого RS- триггера, выход переполнения счетчика соединен с S-входом второго RS-триггера,

инверсный выход которого соединен с вторым входами второго и третьего элементов 2И и первым входом элемента ЗИ, а прямой выход соединен с первым входом четвертого элемента 2И, выход генератора импульсов соединен с вторыми входами четвертого элемента 2И и элемента ЗИ, прямой выход первого RS-триггера соединен с третьим входом элемента ЗИ, выход которого соединен с суммирующим входом реверсивного

счетчика, выход четвертого элемента 2И соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход переполнения которого соединен с R-входом первого RS-триггера.