Цифровое устройство для управления тиристорным выпрямителем Советский патент 1993 года по МПК H02M7/12 

ел

с

Устройство для управления преобразователем содержит компараторы 1-3 фазных напряжений сети, дешифратор 4, формирователь импульсов сброса 5 по положительному фронту сигналов, формирователь импульсов сброса 6 по отрицательному фронту сигналов, счетчики 7, 8, генератор импульсов со стабильной частотой 9, цифровые компараторы 10, 11 соответственно, выходы которых подключены к дешифратору, аналоговый компаратор 13, дифференциальный усилитель 17, элементы И 14; 15, управляемый-генератор импульсов 16, дифференциальный усилител.ь 17. 3 ил. .

3

о

I

Ч

J

(л)

Изобретение относится к системам управления тиристорными преобразователями и может быть использовано для регулирования и стабилизации выходного напряжения трехфазного тиристорного выпрямителя. ,

Цель изобретения - расширение диапазона регулирования выходного напряжения выпрямителя.

На фиг.1 показано цифровое устройство для управления выпрямителем; на фиг,2 - мостовой трехфазный выпрямитель; на фиг.З - временные диаграммы в различных точках устройства, обозначение сигналов соответствует обозначению блоков на фиг.1.

Устройство содержит компараторы 1, 2, 3 фазных напряжений сети, дешифратор 4, формирователь 5 импульсов сброса по положительному фронту сигнала, формирователь 6 импульсов сброса по отрицательному фронту сигнала, счетчики импульсов 7 и 8, генератор импульсов 9 со стабильной частотой, цифровые компараторы 10 и 11, реверсивный счетчик/импульсов 12, аналоговый компаратор 13, первая 14 и вторая 15 схемы И, управляемый генератор импульсов 16, дифференциальный усилитель 17,

На фиг, 1 показано цифровое устройство управления тиристорным выпрямителем. Устройство содержит компараторы 1,. 2, 3 фазных напряжений сети, на входы которых поступают по 2 фазы сети. Выходы компараторов подключены ко входам Xi, X2, Хз дешифратора 4 и также к формирователю импульсов сброса 5 по положительному фронту сигнала и к формирователю 6 импульсов сброса по отрицательному фронту сигнала. Выходы формирователей 5 и б подключены ко входу R (сброс) счетчиков 7 и 8 соответственно. Счетные входы счетчиков 7 и 8 подключены к выходу генератора импульсов со стабильной частотой 9, двоичный код с выходов счетчиков 7 и 8 поступает на входы В цифровых компараторов 10 и 11 соответственно, выходы которых подключены соответственно ко входам Xs, X4 дешифратора 4, выходы 1....6 которого подключены к управляющим электродам соответствующих тиристоров выпрямителя (фиг.2). Напряжение Квых (напряжение с выхода выпрямителя) и Узад (напряжение задания) поступают на входы аналогового компаратора 13 и дифференциального усилителя 17. Первый выход () компаратора 13 подключен ко второму входу первой схемы И 14. Второй выход () компаратора 1.3 подключен ко второму входу второй схемы И 15, к первым входам схем И подключен выход управляемого генератора импульсов 15. вход которого подключен к выходу дифференциального усилителя 17. Выход первой схемы И 14 подключен ко счетному входу +1 реверсивного счетчика импульсов 12, выход второй схемы И подключен к счетному входу -1 реверсивного счетчика 12.

Выходы Q счетчика 12 (многоразрядный двоичный код) подключены одновременно

ко входам А цифровых компараторов 10 и 11. Выход 0 реверсивного счетчика 12 подключён к третьему входу второй схемы И 15. - .

Работает устройство следующим образом. На .каждый из компараторов 1, 2, 3 поступают по два фазных напряжения сети, на выходах компараторов образуются три последовательности сигналов (фиг.З), фронты сигналов соответствуют точкам естественной коммутации вентилей. По положительному фронту импульсов с выходов компараторов Т, 2 и 3 формирователь 5 формирует короткие импульсы сброса для счетчика 7, а по отрицательному фронту импульсов формирователь 6 формирует импульсы сброса для счетчика 8, таким, образом импульсы сброса соответствуют точкам естественной коммутации тиристоров выпрямителя. На счетные входы счетчиков 7.и 8 поступают импульсы с генератора импульсов 9, с выходов счетчиков 7 и 8 двоичный код угла а поступает на входы В цифровых компараторов 10 и 11 соответственно. При равенстве кодов на входах А и В

импульс с выхода.компараторов 11 и 10 поступает на дешифратор 4. который осуществляет распределение импульса по управляющим электродам соответствующих тиристоров.

Выходное напряжение выпрямителя зависит от угла открытия тиристоров а (фиг.З), двоичный код которого находится в счетчике .12, При изменении Ивых или . сигнал с соответствующего выхода аналогового компаратора 13 разрешает прохождение через соответствующую схему И 14 или 15 импульсов с управляемого генератора импульсов 16 на один из счетных входов реверсивного счетчика 12, при этом изменяется число в счетчике и, соответственно, угол а . При увеличении значения ивых- Узад на выходе дифференциального усилителя 17 частота управляемого генератора импульсов увеличивается, тем самым время

. переходного процесса при разных значениях f ивых-и3ад j будет примерно одинаковым.. Рабочая частота генератора 16 в несколько раз меньше частоты генератора 9. Выход 0 счетчика 12 подключен к

третьему входу второй схемы И, тем самым, запрещается появление на выходе счетчика 12 отрицательных чисел. Аналоговый компаратор 13 обладает некоторой зоной нечувствительности для повышения устойчивости работы.

Таким образом это устройство может формировать углы открытия импульсов от до .

Угол открытия тиристоров а зависит от двоичного числа в счетчике 12, при двоичном числе равном 0 угол открытия тири- сторов а будет соответственно равен О, т.е. на выходе тиристорного выпрямителя будет максимально возможное напряже- ние, при числе в счетчике 12 соответствующим углу выходное напряжение тиристорного выпрямителя .будет равно 0.

Составим логическую функцию дешифратора 4. Входы дешифратора обозначим через Xi, Х2, Хз, Х4. Xs, выходы обозначим через Yi. Y2, Уз, У 4, YS. Y6.

Дешифратор выполняет следующие логические функции:

-Х2 ХбнХГ-Хз -Х4

-Хз Xs+Хг Xj Х4

Хз Xs+Хз Х4

-Хз Х4+Х2 -Хз Xs

-Хт X4+Xi -Хз Xs

Ye Хз Хг X4+ Xi X2 Xs

Эти логические функции неизменны в диапазоне возможных изменений сс 0... .

Формула изобретения

Цифровое устройство для управления тиристорным выпрямителем, содержащее три компаратора фазных напряжений сети, выходы которых соединены с входами Xi, X2i Хз дешифратора и с соединенными параллельно одноименными входами форми- рователя импульсов сброса по положительному фронту сигнала и формирователя импульсов сброса по отрицательному фронту сигнала соответственно, выходы сброса которых подключены к входам сброса первого и второго счетчиков

импульсов соответственно, и управляемый генератор импульсов, выходы дешифратора использованы как выходы устройства, о т л и- чающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования выходного напряжения выпрямителя, введены генератор импульсов со стабильной частотой, четвертый, пятый и шестой компараторы, реверсивный счетчик импульсов, дифференциальный усилитель и два элемента И, входы четвертого компаратора использованы для подключения напряжения с выхода выпрямителя и напряжения задания и соединены с входами дифференциального усилителя, выход генератора импульсов со стабильной частотой соединен со счетными входами первого и второго счетчиков импульсов, многоразрядные выходы которых соединены с вторыми входами пятого и шестого компараторов, выходы которых соединены с входами Хз и Xs дешифратора соответственно, первый и второй выходы четвертого компаратора соединены с входами первого и второго элементов И, выход дифференциального усилителя подключен к входу управляемого генератора импульсов, выход которого соединен с входами первого и второго элементов И, выходы которых соединены с суммирующим и вычитающим входами реверсивного счетчика соответственно, многоразрядные выходы которого соединены с первыми входами пятого и шестого компараторов, выход отрицательного числа реверсивного счетчика соединен с входом второго элемента И, при этом дешифратор выполняет следующие логические функции:

-Х2 -Xs+Xi Хз -Х4, .Хз Х5+ Х2 Xi Х4, --Хз Хб+Хз Х2 -Х4, -Хз Х4+Х/ -Хз -Х5, Ys Х2 Xi Х4+ Xi Хз Xs, -Х2 -Х4+ХГ -Х2 Х5,

где Y1...Y6 - выходы дешифратора. Xi...Xs входы дешифратора.

2tш

A--

2±vss 2v

i

s| . fl t P i П . П . П . „ „ц

I

fl л J j IT . И .

fl««.fl.f- .-fl. n, .

i,- .в i... я t л.. n.

П i..i , П. П.. . , „f

iП.П.. t . .П . fl . rf

i..IT. (1. . .. . ., nit

Д. П... . . il .П . . f rfj.

.iП..(1. . . .. 0 . t/Ј

IIГ. П . П. .. . „ tfЈ

w

1799494 i----

A/S3

И8ых.

Ј«.

0Ы 2

.tft