Система импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным преобразователем Советский патент 1993 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может использоваться для управления тиристорными выпрямителями.

Целью изобретения является повышение стабильности работы системы импульс- нб-фазоврго управления при изменениях напряжения питающей сети.

На фиг. 1 - функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов трехфазного выпрямителя; на фиг. 3 - характеристики вход - выход элементов устройства; на фиг. 4, 5 - временные диаграммы сигналов устройства,

В состав устройства входят (фиг. 1) релейный блок 1 на основе операционного усилителя 2 с резисторами 3, 4, одновибра- тор 5, генератор пилообразного напряжения 6, компаратор 7. формирователь импульсов 8, клемма 9 для подключения источника сигнала управления, блок 11. содержащий трехфазный трансформатор 12 с

обмотками 13 - 18, шину нулевого, потенциала 19, диоды 20 - 25. На фиг. 1 показан . также стабилизатор напряжения 10 для питания блоков 5 - 8 системы управления.

Релейный блок. 1 выполнен с симметричной относительно нуля неинвертирующей петлей гистерезиса и порогами переключения ±Ь, Выходной сигнал усилителя .2 меняется в пределах ±А. Величина порогового переключения определяется соотношением .сопротивлений резисторов 3, 4. Характеристика блока 1 приведена на фиг. 3, а. Одновибратор 5 формирует на выходе импульсы стабильной длительности ти синхронно с изменением знака выходного Сигнала усилителя 2 (фиг. 3, б). Генератор пилообразного напряжения 6 обнуляется импульсами с выхода одновибратора 5 (фиг. 3,в). Компаратор 7 формирует на выходе сигнал 1 на интервале времени,когда сигнал пилы превышает величину сигнала управления (фиг. 3,а). Формирователь импульсов

VJ

Ч) 00 00

а чэ

управления 8 запускается передним фронтом сигнала с выхода компаратора 7 и формирует импульсы стабильной длительности гупр(фиг. 3,д). Стабилизатор напряжения 10 служит для питания блоков 5 - 8. Выпрямительный блок 11 предназначен для питания релейного элемента 1 и стабилизатора 10. Понижающий трехфазный трансформатор 12 выполнен по схеме звезда-звезда с нулевым выводом на вторичной стороне. Трехфазный выпрямитель на диодах 20 -22 служит для формирования напряжения питания отрицательного знака. Трехфазный выпрямитель на диодах 23 - 25 предназначен для формирования напряжения питания положительного знака.

На диаграммах сигналов обозначены:

а, Ь, с - трёхфазная система напряжений на вторичной стороне трансформатора 12,: .. .. :- : ... .- . .

Y-4t), Y-(t) - выходное напряжение выпрямителей 23, 24, 25 и 20, 21. 22, соответственно,

Ya(t) - входной сигнал блока 1, . : ±Ь - закон изменения порогов переключения релейногоблока1,

Yi(t)- выходной сигнал релейного блока

1. . : : .. ... . :. .

Ys(t) - выходные импульсы одновибра- тора 5,

Ye(t} - пилообразный сигнал на выходе генератора 6,

Ya(t) - значение сигнала Ya(t) после изменения (снижения) амплитуды сетевого напряжения А, В, С;

±b(t)-законизменения порогов переключения релейного блока 1 при снижении уровня сетевого напряжения А, В, С,

Yr(t) - выходной сигнал релейного блока 1 для случая Ya(t).:

Рассмотрим принцип действия устройства (с целью упрощения функциональной схемы системы). На фиг, 1 показан только один канал регулирования. Другие каналы, например, для трёхфазной мостовой схемы преобразователя, имеют аналогичный принцип построения и отличаются друг от друга лишь напряжением синхронизации, поступающим на вход блока 1 от блока 11).

Блок 11 формирует напряжение питания релейного элемента 1 и стабилизатора 10. Диоды 20 - 22 и 23 - 25 последовательно переходят в открытое состояние, в результате чего на выходе выпрямителя 20-25 появляется пульсирующее напряжение соответствующего знака (фиг. 2,6). С помощью блока 10 данное напряжение сглаживается .и стабилизируется на требуемом уровне и поступает на клеммы питания блоков 5 - 8.

Питание релейного блока 1 производится нестабилизированным пульсирующим напряжением непосредственно с выхода блока 11. В этом случае закон изменения

порогов переключения релейного элемента 1 будет соответствовать огибающей напряжения питания со стороны источника 11 (фиг. 2,6, фиг. 4,6), причем для схемы с поло-. жительной обратной связью по напряжени ю (элементы 2 - 4), f -B(t)(t) B(t)Y-(t)

При соответствующем выборе амплитуды синхронизирующего напряжения (в дан5 ном случае фазы А) и соотношения резисторов 3, 4 переключение релейного элемента 1 происходит в точках, совпадающих с требуемыми точками естественной коммутации сетевого напряжения. Длитель0 ность импульсов на выходе релейного блока

1 составляет 180 ал. град. Синхронно с изменением знака выходного напряжения блока 1 запускается одновибратор 5, обнуляющий генератор 6. В бло1се 7 прризво5 дйтсясравнение сигнала управления и пилообразного напряжения с выхода генератора 6. Как только сигнал йпилы превысит величину управляющего воздействия, на выходе блока 8 формируется импульс уп0 равления тиристрром силового блока.

Считаем, что напряжение сети уменьшилось по сравнению с исходным значением (фиг. 5,а). В этом случае, если ±b const, точки dv, f переключения блока 1 должны

5 были бы сместиться и занять положения о, Г. Однако уменьшение уровня сетевого напряжения приводит к пропорциональному изменению напряжения питания усилителя

2 (фиг. 5,6) и влечет за собой снижение по-...

0 рогов переключения блока 1 (фиг. 5,а). В итоге точки d , f смещаются в сторону исходных моментов времени включения релейного блока 1 и занимают положение d, f (фиг. 5,а); При этом фазовый дрейф сигна5 лов на выходе блоков 1.5- 8 практически полностью исключается.

Таким образом повышается стабильность работы устройства при изменениях напряжения сети.

0 Ф о р м у л а и з о б р ё т е н и я

Система импульсно-фазового управления трехфазным тиристорным преобразователем; содержащая трехфазный трансформатор, первичные обмотки которо5 го предназначены для подключения к питающей сети, а вторичные обмотки, соединенные в звезду с нулевым выводом, подключены ко входу выпрямителя, выполненного на диодах по мостовой схема, а в каждом из каналов управления - первый и

второй резисторы и операционный усилитель, выход которого через одновибратор и генератор пилообразного напряжения подключен к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с выводом для подключения источника управляющего напряжения, а выход через формирователь импульсов соединен с соответствующим выходом системы, от л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стабильности рабо0

ты при изменениях напряжения питающей сети, в каждом из каналов управления неинвертирующий вход операционного усилителя через первый резистор подключен к его выходу, через второй резистор - к соответствующей вторичной обмотке трехфазного трансформатора, при этом выводы питания операционного усилителя подключены, соответственно, к положительному и отрицательному выходным выводам трехфазного выпрямителя.

Система содержит релейный блок, одно- вибратор, генератор пилы, компаратор, формирователь импульсов, стабилизатор напряжения и блок выпрямителей. Повышение стабильности работы при изменениях напряжения питающей сети достигается за счет подключения клеммы питания ремонтного блока к выходу выпрямителей выпрямительного блока. 5 ил,

6ГШ

&Ј

г

щ

#ж

1--1-fU

с

Л

ff т

в(

mi

2Z&

х-

&ff

1V#5Ј 3Ј#S

I.

ш

9s(f).

toft)

J

8

tyffi

10

ff)

fiu&i

iyn tbtlSi.

. . fe3.