Устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M1/08 

00

«л XJ 00

ел

Изобретение относится к электротехнике и может, быть использовано для ммпуль- сно-фазового управления вентильных преобразователей автоматизированных электроприводов земснарядов, драг, экскаваторов и других механизмов, получающих электрическую энергию от сети ограниченной мощности.

Известно устройство для импульсно- фазового управления вентильным преобразователем, содержащее интегратор с интегрирующим конденсатором. Параллельно конденсатору подключен диод, а параллельно зарядному резистору подключены параллельно соединенные диод и резистор, обеспечивающие уменьшение постоянной времени заряда при отрицательной полуволне синусоидального напряжения, поступающего с выхода источника переменного напряжения на вход интегратора. Выходы интегратора и источника сигнала управления через нуль-орган соединены с формирователем длительности импульсов. Недостатком данного устройства является сложность схемной реализации, недостаточная точность и помехозащищенность устройства при работе в сети ограниченной мощности, формирование только одной развертки за период сети.

Известно устройство для импульсно- фазового управления вентильным преобразователем, содержащее однофазный выпрямитель, выход которого подключен к входу интегратора с интегрирующим конденсатором. Выход интегратора подключен к ключу сброса и через эмиттерный повторитель на первый вход нуль-органа, на второй вход которого подключен источник сигнала управления. Зыход нуль-органа подключен к формирователю длительности импульса и одному из входов логического элемента ИЛИ, другой вхол которого подключен к синхронизатору. Выход логического элемента ИЛИ подключен к одному из входов триггера синхронизации, к другому входу которого через элемент задержки подключен выход синхронизатора.

Выход триггера подключен к входу ключа сброса. Недостатком данного устройства является сложность схемной реализации, невысокая точность, обусловленная необходимостью сброса интегрирукщего конденсатора и возвращением интегратора о нулевое состояние, и недостаточная помехозащищенность при наличии в сети значительных коммутационных провалов.

Из аналогов наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству (прототипом) является устройство для формирования опорного напряжения,

которое также может быть использовано в качестве устройства импульсно-фаэового управления.

Указанное устройство содержит источник синусоидального напряжения, к которому подключены последовательно фа- зосмещающий блоки блок ограничивающих1 импульсов. Блок ограничивающих импульсов включает два нуль-органа, работающих

0 в противофазе, входы которых подключены к выходу фазосмещающего устройства и к выходу источника сигнала управления. Выходы нуль-органов подключены к входам логического элемента И-НЕ, выход которого

5 соединен с первыми входами логических элементов ИЛИ-НЕ, выполняющими роль распределителя импульсов. Второй вход одного логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом третьего нуль-органа, а

0 второй вход другого логического элемента ИЛИ-НЕ соединен с выходом третьего нуль- органа через логический элемент НЕ. Вход третьего нуль-органа подключен к выходу источника синусоидального напряжения.

5Недостатком данного устройства является сложность схемной реализации, а также небольшой диапазон регулирования углов управления при работе его в качестве устройства импульсно-фазового управле0 ния.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования углов управления.

Это достигается тем, что в устройство

5 импульсно-фазового управления вентильным преобразователем, содержащее нуль- орган, вход которого предназначен для подключения к источнику синусоидального напряжения и соединен с входом фазосдви0 тающего блока (интегратора), и компаратор, первый вход которого предназначен для подключения к выходу источника напряжения управления, дополнительно введены формирователь импульсов управления пре5 образователем и управляемый фазоинвер- тор, аналоговый вход которого соединен с выходом интегратора, вход управления - с выходом нуль-органа, а выход - со вторым входом компаратора, выход которого соеди0 нен с входом формирователя импульсов управления.

В предлагаемом устройстве интегратор обеспечивает непрерывное интегрирование напряжения сети, и формирование пи5 лообразного напряжения осуществляется управляемым фазоинвертором в соответствии со знаком сигнала на выходе нуль-органа. Так как фазоинвертор не содержит интегрирующих цепей, переключение (из- менение полярности сигнала) осуществляется практически мгновенно и без накопления систематической ошибки. Начальная установка угла управления производится автоматически без опорного сигнала, которой в сети ограниченной мощности может служить причиной дополнительной погрешности. В связи с этим значительно увеличивается точность формирования управляющих импульсов. Использование фа- зоинвертора обеспечивает расширение диапазона регулирования углов управления. Для обеспечения помехозащищенности устройства в источнике синусоидального напряжения предусмотрена фильтрация напряжения сети и необходимый фа- зовый сдвиг пилообразного напряжения к точке естественной коммутации вентилей преобразователя, чем также исключается необходимость настройки устройства.

На фиг. 1 изображена блок-схема пред- латаемого устройства; на фиг.2 - временная диаграмма работы устройства.

Предлагаемое устройство содержит источник синусоидального напряжения 1, интегратор 2, нуль-орган 3, управляемый фазоинвертор 4, компаратор 5, источник напряжения управления 6, формирователь им- пульсов 7, Напряжение на выходе источника 1 Ui, напряжение на выходе интегратора 2 U2, напряжение на выходе нуль- органа 3 Уз, напряжение на выходе фазоинвертора 4 LM, напряжение на выходе источника 6 Об, напряжение на выходе формирователя импульсов 7 U.

Работа устройства заключается в следу- ющем. Напряжение источника синусоидального напряжения Ui/связанного с питающей сетью, поступает на вход интегратора 2, осуществляющего фазовый сдвиг на 90 эл.градусов, и нуль-орган 3.

Источник синусоидального напряжения 1 обеспечивает фильтрацию напряжения сети и необходимый фазовый сдвиг к точке естественной коммутации вентилей преобразователя (например, в трехфазной схеме выпрямления).

Интегратор 2 обеспечивает формирование арккосинусной зависимости пилообразного напряжения 1)2 и, следовательно, линейной выходной характеристики и вен- тильного преобразователя, а также надежного включения вентилей при изменении частоты сети, глубоких искажениях сети в провалах сетевого напряжения, характер

ных для сети ограниченной мощности. При положительной полуволне напряжения Ui сигнал Уз на выходе нуль-органа 3 в виде логической 1 воздействует на управляющий вход фазоинвертора 4, который пропускает сигнал Ui без изменения (коэффициент передачи 1). При отрицательной полуволне напряжения Ui сигнал Уз соответствует логическому О и воздействует на фазоинвертор таким образом, в результате чего на выходе фазоинвертора 4 поя вляется сигнал.инверсный входному сигналу (коэффициент передачи минус 1).

Таким образом на выходе управляемо го фазоинвертора формируется сигнал пилообразного напряжения IJ4, который поступает на второй вход компаратора 5. На первый вход компаратора 5 с выхода источника сигнала управления б поступает напря- жение сигнала управления Об, которое сравнивается с напряжением LM и - в момент равенства этих сигналов формирователь импульсов 7, подключенный к выходу компаратора, формирует управляющий импульс U. Формирователь импульсов 7 обеспечивает нормирование импуяьсов У по амплитуде и длительности.

Таким образом предлагаемое устройство имеет более простое схемотехническое решение, больший диапазон регулирования углов управления (по сравнению с прототипом), большую надежность, помехозащищенность и точность (по сравнению с аналогами).

Формула изобретения

Устройство для импульсно-фазового управления вентильным преобразователем, работающим в сети ограниченной мощности, содержащее нуль-орган, вход которого предназначен для подключения к источнику синусоидального напряжения и соединен с входом фазосдвигающего блока, и компаратор, первый вход которого предназначен для подключения к выходу источника напряжения управления,отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования углов управления, введены формировательимпульсов управления, преобразователь и управляемый фазоинвертор, аналоговый вход которого соединен с выходом интегратора, вход управления - с выходом нуль-органа, а выход - с вторым входом компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов управления.

Hi

Сущность изобретения: сигнал от источника синусоидального напряжения 1 поступает на входы нуль-органа 3 и интегратора 2, фаза сигнала на выходе которого изменяется с помощью фазового модулятора 4, управляемого сигналом с выхода нуль-органа. Фазовое положение выходных импульсов устройства задается источником 6, выход которого соединен с одним из входов компаратора 5. 2 ил.

Иг

Ъ

6 «

/1

У1

и.

П

01/8,2

t

д

-

t

П

t