Известны устройства для управления статическим преобразователем частоты, выполненным по схеме с непосредственной связью с раздельной работой двух вентильных групп, содержащие два блока фазового управления, триггеры, датчики тока, транзисторные ключи, блоки задержки и источник задающего напряжения.
Предложенное устройство отличается тем, что, с целью получения щирокого диапазона частот, в цепь питания каждого блока фазового управления включены два последовательно соединенных ключа, один из которых имеет выдержку времени. Ключи с выдержкой времени через блоки задержки подсоединены к общему триггеру, подключенному к датчику тока с меньщей уставкой и к источнику задающего напряжения, а оба ключа без выдержки времени подсоединены ко второму триггеру, подключенному к датчику тока с большей уставкой и к источнику задающего напряжения.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема преобразователя частоты с непосредственной связью; на фиг. 2 - блок-схема Зстройства упрагзления.
рицательную. Вентильная группа 2 управляется системой фазового управления 5, а вентильная группа 3 - системой фазового управления 5. При поступлении импульсов на тиристоры группы 2 от системы фазового управления 5 система фазового управления 6 не вырабатывает управляющих импульсов в вентильную группу 3, поскольку одновременно вентильные группы работают в аварийном (при коротком замыкании питающей сети переменного тока через тиристоры).
При работе тиристоров вентильной группы
2 ток в нагрузке 4 идет в одном направлении.
При смещении импульсов системы фазового
управления 5 в область инверторного режима ток в нагрузке 4 спадает до нуля. После снятия управляющих импульсов с тиристоров вентильной группы 2 (отключения системы фазового управления 5) импульсы подаются
на тиристоры вентильной группы 3 (подключается система фазового управления 6), причем фаза импульсов соответствует выпрямительному режиму. Ток в нагрузке 4 начинает протекать в обратном направлении. Затем импульсы системы фазового управления 6 смещаются в область инверторного режима, ток в нагрузке 4 спадает до нуля, снимаются управляющие импульсы системы фазового управления 6, после чего опять включаются тнЭтот процесс повторяется периодически с частотой, определяемой устройством управления 7 преобразователем частоты /. На пагрузке 4 появляется переменное напряжение заданной частоты.
Устройство 7 управления преобразователем должно подавать управляющие импульсы па вступающую в работу вентильпую группу только после снятия импульсов с вентилей работавшей вентильной группы, спадания тока нагрузки до нуля и восстановления вентилями работающей вентильной группы запирающих свойств.
Перечисленные требования могут быть удовлетворены, если контролировать ток нагрузки 4 преобразователя /.
Когда ток нагрузки 4 спадет до уставки датчика тока 8, подается сигнал на отключение системы фазового управления 5 работающей группы вентилей 2, после чего с выдержкой времени, достаточной для спадания тока до нуля и восстановления вентилями 2 работавшей группы запирающих свойств, включается система фазового управлепня 6 вентильной групны 3. Чем больще чувствительность датчика тока 8, тем меньше требуемая выдержка времени благодаря более быстрому спаданию до нуля тока нагрузки 4.
Однако даже при бесконечно большей чувствительности датчика тока 8 выдержку времени нельзя сделать меньше некоторой величины -}- , где - время, требуемое для восстановления запирающих свойств тиристоров после спадания тока пагрузки 4 до нуля; - время, в течение которого может протекать ток нагрузки 4, если после отключения системы фазового управления 5 работавшей группы 2 вентилей вырабатывается еще один управляющий импульс.
Поясним необходимость учета второй составляющей при выборе выдержки времени. Как известно, в кривой выходного напряжения преобразователя 1 с непосредственной связью имеются разрывы, причем при поступлении управляющего импульса на один из вентилей напряжение скачком увеличивается. Так как система фазового управления 5 работавшей вентильной группы 2 не может быть отключена мгновенно в момент равенства тока нагрузки 4 уставке, возможно появление еще одного управляющего импульса в системе фазового управления 5 работавшей группы 2 вентилей, что в наихудшем случае приводит к появлению имнульса положительного выходного напряжения преобразователя 1
длительностью - град, где т - число фаз т
схемы нреобразователя 1. Ток нагрузки 4 нреобразователя 1 при этом начинает нарастать и снова становится равным нулю при,/ 2те,
мерно через сек (coi - угловая
ше - , что при m 5 и / 50 составляет т loj
0,0033 сек (60 эл. град). Практически требуется еще большая выдержка времени (около 5 0,,ООб сек). Очевидно, что при наличии такой выдержки времени может быть получена относительно пизкая частота на выходе преобразователя / (до lO-v-2 гц). Чтобы получить высокие выходные частоты преобразователя, требуется существенно уменьшить выдержку времени на включение вступающей в работу группы 5 вентилей.
Устройство 7 позволяет получить высокую выходную частоту преобразователя / (до 15 45 гц и выше) и надежно обеспечивает раздельную работу групп 2 и 5 вентилей. Высокую выходную частоту (существенное уменьшение выдержки времени) получают в результате введения двух датчиков тока S и 5 с 0 разными уставками. Принципиально может быть примепен и один датчик тока с двумя разными уставками, однако работа схемы станет понятнее при рассмотрении варианта с двумя датчиками.
5 Введение двух датчиков тока позволяем разделить во времени момент отключения системы фазового управления 5 работавшей вентильной группы 2 и момент начала отсчета выдержки времени па включение системы фазового управления 6.
Благодаря этому после начала отсчета вы держки времени ток нагрузки 4 преобразователя / не может нарасти, как при наличии одного датчика тока, .и поэтому выдержка 5 времени практически может быть менее одной миллисекунды.
Уставка нервого датчика 8, при достижении которой отключается работавшая система фазового унравления 5, выбирается меньше 0 уставки второго датчика 9.
В цепь питания формирователей управляющих импульсов каждой системы фазового управления включены последовательно два транзисторных ключа: ключи /О и // - в 5 цепь системы 5 и ключи 12 yi 13 - в цепь системы 6. Система фазового управления вырабатывает управляющие импульсы только в том случае, если замкнуты оба ее ключа. Транзисторные ключи 10 и 12 переключаются 0 под действием сигналов с выходов триггера 14 с двумя устойчивыми состояниями, а транзисторные ключи 11 и 13 - иод действием сигналов с выходов триггера 15 с двумя устойчивыми состояниями, воздействующих 5 на ключи 11 и 13 через узлы задержки 16 и 17. Триггеры 14 и 15, в свою очередь, переключаются из одного устойчивого состояния в другое под действием напряжения задания, поступающего на их входы через транзисторные ключи 18 и 19 от источника 20 задающего напряжения. Состояние транзисторных ключей 18 и 19 (разомкнут или замкнут) зависит от величины сигнала на выходе датчика тока 8 или 9: если ток больше уставки, ключ разомкнут, если меньше - замкнут.
Частота напряжения задания, подаваемого на входы триггеров 14 и 15, определяет частоту переключений фазосмещающих устройств 5 и 5 и, следовательно, частоту выходного напряжения преобразователя 1.
Это же напряжение задания или некоторое другое нгшрижеиие той же частоты, соответствующим образом сфазированное, подается на входы фазосмещающнх устройств систем фазового управления 5 к 6. Состояние триггера зависит от нолярностн напряжения задания, а чувствительность его достаточно велика, так что для переключения достаточно, чтобы напряжение задания достигло величины, значительно меньшей амплитуды.
Пусть исходное состояние схемы таково, что открыты ключи 10 и И, система фазового управления 5 вырабатывает импульсы, ключи 18 и 19 разомкнуты, так как ток нагрузки 4 больше уставок датчиков тока 8 и 9. Полярность напряжения задания соответствует состоянию триггера. Через некоторое время напряжение задания изменяет знак, ток нагрузкн 4 начинает снадать. Когда ток достигает уставки датчика тока 9 с большей уставкой, замыкается ключ 19, и триггер 15 переходит в другое устойчивое состояние под действием напряжения задания. При этом размыкается ключ // и замыкается ключ 13. Обе системы фазового управления 5 и 5 оказываются отключенными. Ток нагрузки 4 продолжает спадать и достигает уставки второго датчика 8. Замыкается ключ 18, триггер 14 переходит в другое устойчивое состояние и с выдержкой времени, определяемой узлом задержки 17, замыкается ключ 12, подключая систему фазового управления 6. Ток в нагрузке начинает снова возрастать, но уже в противоположном направлении. Когда ток становится больше уставок датчиков тока 8 и 9, ключи 18 и 19 размыкаются и остаются в таком состоянии до следующего полупериода частоты на выходе преобразователя, в котором описанные процессы повторяются.
Данная схема не нуждается в выдержке времени. Если в момент выдачи сигнала датчиком S и переключения триггера 15 появится имнульс управления первой системы 5, то аварийность в схеме будет исключена благодаря тому, что вторая снстема управлення 6 не включится. Ток нагрузки 4 может несколько возрасти, но затем он вновь начнет уменьшаться до уставки датчика 8. При выдаче сигнала датчиком cS и переключении триггера М ноявленне ложного импульса в первой системе 5 исключено. Пеобходимая выдержка времени на
включение системы 6 равна Д/ь
Схема предлагаемого устройства может быть собрана на известных элементах; тиристорных ключах, триггерах с двумя устойчивыми состояниями, устройствах задержки и датчиках тока.
Предмет изобретения
Устройство для управления статическим преобразователем частоты, выполиенным по схеме
с непосредственной связью с раздельной работой двух вентильных групп, содерл ащее два блока фазового управления, триггеры, датчики тока, транзисторные ключи, блоки задерл ки и источник задающего напряжения, отличающееся тем, что, с целью получения широкого диапазона выходных частот, в цепь питания каждого блока фазового управления включены два последовательно соединенных ключа, один из которых имеет выдержку времени, причем
ключи с выдержкой времени подсоединены через блоки задержки к общему триггеру, подключенному к датчику тока с меньшей уставкой и к источнику задающего нанряжения, а оба ключа без выдерл ки времени нодсоединены ко второму триггеру, подключенному к датчику тока с большей уставкой и к источнику задающего напряжения.
