Устройство для управления тиристорами автономного инвертора Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

( (-

A4 -fT-.J

V 3

X

%:

Hi ..

lu

t.

v 2 -

#:

т.

...

CO

С

r-ZH- -

л -y-fs e f

. рг-зре

Устройство содержит задающий генератор (1), первый одновибратор (2), второй од- новибратор (3), элемент совпадения (4), распределитель импульсов (5), элемент совпадения (6), формирователь широких импульсов (7), формирователь длительности импульсов (8) 2 ил.

a/xj О xl О

о

o

Изобретение относится к электротехнике в частности к. преобразовательной технике, и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях частоты.

Известно устройство для управления автономным тиристорным инвертором, содержащее задающий генератор, основной и дополнительный формирователи импульсов управления коммутирующих тиристоров, формирователь импульсов основных тиристоров, усилителя мощности, компаратор реверса, распределитель импульсов, состоящий из реверсивного счетчика и дешифратора.

В известном устройстве все фронты переключений основных и коммутирующих импупьсов жестко заданы фронтами переключений выходных сигналов распределителя импульсов. Этим обусловлен такой недостаток известного устройства как огра- иичен,ная область использования, связанная с применениемяолько для автономных тиристорных инверторов со стабильной ча- ,стотой. Использование данного устройства в автономных тиристорных инвертерах с регулируемой выходной частотой невозможно из-за изменения длительности импульсов коммутирующих тиристоров с изменением выходной частоты, что приводит к нарушению необходимых процессов коммутации и к аварийным режимам в автономных инверторах.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному техническому решению является устройство для управления тиристорами независимого инвертора, содержащее задающий генератор, распреде- литель импульсов, формирователь основных коротких импульсов, состоящий из первого блока схем совпадения, соединенного выходом со входами первого и второго блоков формирователя длительности импульсов, формирователь дополнительных коротких импульсов, состоящий из последовательно соединенных второго блока схем совпадения и третьего блока формирования длительности импульсов, формирова- тель широких импульсов и два блока нерегулируемой задержки, входы которых соединены с задающим генератором, причем, выход первого блока нерегулируемой задержки, с большей временной длительностью, подключен к первому входу первого блока схем совпадения формирования основных коротких импульсов, выходи первого и второго блоков формирования длительности импульсов которого соединены с первым и вторым входами формирователя широких импульсов, а второй вход

первого блока схем совпадения формирования основных коротких импульсов соединен с выходом распределителя импульсов, связанного своим входом с выходом задающего генератора, формирователь дополнительных коротких импульсов подключен первым входом второго блока схем совпадения к выходу второго блока нерегулируемой задержки, а вторым входом второго блока схем совпадения - к выходу распределителя импульсов, и выход третьего блока формирования длительности импульсов формирователя дополнительных коротких импульсов и выход формирователя широких импульсов являются выходами устройства.

Недостатками известного устройства являются техническая сложность и большие габариты.

Техническая сложность обусловлена наличием в известном устройстве большого числа (равного m - для формирователя дополнительных коротких импульсов и 2т - для формирователя основных коротких импульсов, где m - число основных тиристоров

инвертора) формирователей узких импульсов (содержащихся в составе блоков формирования длительности импульсов), Большие габариты объясняются наличием большого числа указанных формирователей узких импульсов в известном устройстве для управления тиристорами многофазного инвертора (т 6 и более), каждый из которых содержит интегральные схемы, конденсаторы, диоды, резисторы.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение и снижение габаритов устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления тиристорами

автономного инвертора, содержащем задающий генератор, соединенный выходом непосредственно со входом первого одновибратора и через второй одновибра- тор - с первым входом первой схемы совпадения, подсоединенной своим вторым входом к выходу распределителя импульсов и к первому входу второй схемы совпадения, снабженного двумя входами формирователь широких импульсов, выход которого

является одним из выходов устройства, формирователь длительности импульса, дополнительно первый и второй входы формирователя широких импульсов соединены с выходами, соответственно, первой

схемы совпадения и распределителя импульсов, соединенного входом с выходом второго одновибратора, формирователь длительности импульса подключен между

выходом первого одновибратора и вторым входом второй схемы совпадения, выход которой является вторым выходом устройства,

На фиг.1 - функциональная схема устройства для управления тиристорами автономного инвертора; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства.

Функциональная схема (фиг.1) устройства для управления тиристорами автономного инвертора содержит задающий генератор 1, связанный выходом непосредственно со входом первого однсвибратора 2 и через второй однозибратор 3-е первым входом первой схемы совпадения 4 (например, в виде схемы И), подсоединенного своим вторым входом к выходу распределителя импульсов 5 и к первому входу второй схемы совпадения 6 (например, в виде схем И), снабженный двумя входами формирователь широких импульсов 7, выход которого является одним из выходов устройства, формирователь длительности импульса 8. Первый и второй входы формирователя широких импульсов 7 соединены с выходами, соответственно, первой схемы совпадения 4 и распределения импульсов 5, соединенного входом с выходом второго одновибратора 3. Формирователь длительности импульса 8 подключен между выходом первого одновибратора 2 и вторым входом второй схемы пвпадения 6. Выход второй схемы совпадения 6 является вторым выходом устройства. Задающий генератор 1 выполнен, например, в виде последовательно соединенных усилителя 9, компаратора 10, диода 11, инвертора 12, при этом между выходом и инвертирующим входом усилителя 9 подключена цепочка из последовательно соединенных резистора 13 и конденсатора 14, параллельно которому подключен транзистор 15, база которого связана через резистор 16с выходом компаратора 10, между выходом и неинвертирующим входом которого подключена RC-цепочка 17, резисторы 18 и 19 одними выводами подключены, соответственно, к неинзертирующему входу усилителя 9 и входу инвертора 12, а другими их выводами - к общей шине питания, которая через диод 20 связана с базой транзистора 15, инвертирующий вход компаратора 10 связан через резистор 21 с источником положительного стабилизированного на пряжения U, причем выход инвертора 12 является выходом задающего генератора 1, а первый вывод резистора 22, соединенного вторым выводом с инвертирующим входом усилителя 9, является входом задающего генератора 1. - Из временной диаграмме (фиг.2) работы устройства приведены следующие обозначения: Ui.Ua, Ua- выходные сигналы, соответственно, задающего генератора 1,

одновибратора 2 и 3; Us.Ua - выходные сигналы, соответственно, распределителя импульсов 5 и формирователя длительности импульсов 8; (J4-1.U4-4 - выходные сигналы первой схемы совпадения 4, определяющие, соответственно, фронты включения первого и четвертого основных тиристоров автономного инвертора; L)6-i,Ue-4 - выходные сигналы блока схем совпадения 6, опре- деляющие сигналы управления двумя

коммутирующими тиристорами одной из фаз автономного инвертора; UT-I. (Uy-i , ) выходные сигналы формирователя широких импульсов 7 (сигналы управления основными тиристорами одной из

фаз автономного инвертора).

Предлагаемое устройство работает следующим образом: на вход задающего генератора 1 поступает аналоговый сигнал 113ад, пропорциональный заданному значению

выходной частоты f, с выхода задающего генератора 1 на входы одновибратора 2 и 3 лоступают узкие единичные импульсы Ui (фиг.2) частотой mf (где m - число основных тиристороп автономного инвертора), которые запускают одновибраторы 2 и 3, формующие нулевой полярности импульсы U2 и Уз длительностью т- , соответственно. По окончанию импучьса сигнала LJ2 формирователь длительности импульса 8 вырабатывает единичный положительной полярности импульс Us нормированной длительности, равной тз. Выходной сигнал 11з второго одновибратора 3 поступает на вход распределителя импульсов 5, который осуществляет

распределение по различным каналам импульсы Us со сдвигом в 60 эл.град., длительностью разной 60 эл.град. и частотой f. Схема совпадения 4 осуществляет задержку переднего фронта своего выходного сигнала U4

(по отношению к переднему фронту выходного сигнала UE распределителя импульсов 5) на величину, равную (Т2 -TO) , где TQ 10-300 не собственное время переключения распределителя импульсов 5, вылолненного, например, на основе электронного кольцевого счетчика - делителя на 6. При поступлении с выхода первой схемы совпадения 4 на один из входов формирователя широких импульсов 7, выполненного, например, в виде RS-триггера, сигнала U4-1-U4-6 по егс переднему фронту (из лог. О в лог. 1) изменяется на лог. 1 выходной сигнал формирователя широких импульсов 7 что соответствует сигналу включения ( -Uy-e) основного тиристора автономного инвертора

При поступлении на другой вход формирователя широких импульсов 7 с выхода распределителя импульсов 5 сигнала Us по его переднему фронту (из лог.0 в лог.1) изменяется на лог.О выходной сигнал формирователя широких импульсов 7, что соответствует снятию импульса U7-1 -U7-6 с основного тиристора автономного инвертора. При этом на временной диаграмме (фиг.2) выходные импульсы U7-1 и (jj-A формирователя широких импульсов 7, соответствующие анодной и катодной группам одной фазы основных тиристоров инвертора, имеют разнесение между собой фронтов в кл юч е н и я и отключения, равное (Т2 - то) , необходимое для спадания до нуля заднего фронта выходного сигнала управления основных тиристоров IJ7 и исключения одновременного включения тиристоров инвертора противоположных групп в одной фазе.

Схема совпадения 6 осуществляет распределение коммутирующих импульсов U6-1-U6-6 длительностью гз по различным каналам со сдвигом между собой в &0 эл град, и сдвигом относительно заднего фронта соответствующего импульса U7 1-U7-6 формирователя широких импульсов 7 на (T-I-TO) Указанный временный сдвигмежду окончанием импульса управления основного тиристора и началом коммутирующего исключает ложное включение основного тиристора в течении коммутационного процесса.

Предлагаемое техническое решение обеспечивает упрощение и снижение габаритов устройства, что достигается за счет сокращения количества формирователей длительности импульсов на (Зт-1) в устройстве.

Формула изобретения Устройство для управления тиристорами автономного инвертора, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к входу первого одновибратора и через второй одновибратор связан с первым входом первой схемы совпадения, подключей ной своим вторым входом к выходу распределителя импульсов и к первому входу второй схемы совпадения, формирователь широких импульсов с двумя входами; первым - входом начала формирования широкого импульса и вторым входом окончания формирования широкого импульса, выход которого является одним из выходов устройства, формирователь длительности импульса, отличающееся тем, что, с

целью упрощения и снижения массогаба- ритных показателей, первый и второй входы формирователя широких импульсов соединены с выходами соответственно первой схемы совпадения и распределителя импульсов, соединенного своим входом и выходом второго одновибратора, формирователь длительности импульса включен между выходом первого одновибратора и вторым входом второй схемы совпадения, выход которой является вторым выходом устройства.