УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ НА СИМИСТОРАХ Советский патент 1970 года по МПК H02M5/22 

Известно устройство управления непосредственным преобразователем частоты на симисторах с группой RC-цепочек, содержащее трансформаторы, генератор высокочастотных периодических колебаний и блок фазового управления, вход которого соединен через логический элемент с источником управляющего напряжения.

Однако известное устройство не обеспечивает высокой надежности и широкого диапазона вы.ходных частот.

В предлагаемом устройстве с целью повышения надежности и расширения диапазона выходных частот трансформаторы соединены первичными обмотками последовательно с группой RC-цепочек, причем один из них вторичной обмоткой подключен к генератору высокочастотных периодических колебаний, а другой - к управляющей цепи логического элемента.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства управления непосредственным преобразователем частоты на симисторах; на фиг. 2 представлена упрощенная схема и временная диаграмма напряжений и токов, поясняющая работу индикатора состояний р-п-переходов симисторов.

генератор высокочастотных периодических колебаний 5 и блок фазового управления 6, вход которого соединен через логический элемент (ключ) 7 с источником управляющего 5 напряжения.

Кроме того, трансформаторы 3, 4 соединены первичными обмотками 8 последовательно с группой RC-цепочек 2, причем трансформатор 3 вторичной обмоткой 9 подключен к генератору высокочастотных периодических колебаний 5, а трансформатор 4 - к управляющей цепи 10 логического элемента 7 через усилитель-компаратор 11.

Устройство управления с высокой надежностью обеспечивать раздельную подачу импульсо-в управления, соответствующих ирямому и обратному направлению тока на выходе. В противном случае наступает короткое замыкание питающей сети через включенные в разных направлениях симпсторы / и как следствие повреждение их или срабатывание защиты. Как в тиристорном преобразователе без уравнительных реакторов, так и в симисторном реверс выходного тока должно обеспечивать бесконтактное логическое переключающее устройство.

позволяет переключать направление силового тока в такие моменты, когда симисторы 1 выключены. Это значительно снижает вероятность возникновения сквозного тока через симисторы, и при этом не требуется введения значительной паузы между положительной и отрицательной полуволнами выходного тока преобразователя.

Симисторный преобразователь частоты с таким переключающим устройством целесообразно применять в тех случаях, когда требуется получить при минимальном весе и габаритах максимальный диапазон изменения выходной частоты (О-50% частоты иитающей сети). Это могут быть системы возбуждения автономных генераторов нестационарных установок, где требуется поддерживать постояппой частоту на выходе прп переменной скоростп привода, а также системы регулирования оборотов машин переменного тока и ряд других установок.

Реверсивный непосредствепный преобразователь частоты на симисторах 1, работающий на нагрузку 12, питается от сети через силовой трансформатор 13. Ограничение скорости нарастания напряжения на симисторах / при их коммутации осуществляется RC-цепочками 2. Трансформаторы 3, 4 выполнеиы на тороидальных ферритовых кольцах типа НМ-2000. Обмотки S, включаемые последовательно в общий провод, содерл ат по нескольку витков.

Силовая цепь ключа 7 соединена с выходом формирователя знака сигнала управления. Выход ключа 7 подсоединен на вход триггера 14, выходные цепи которого соединены с управляющим входом формирователя 15.

Схема индикации состояний переходов симисторов образована блоками 3, 4, 5, 11.

В обесточенном состоянии преобразователя (см. фиг. 2), когда все симисторы / выключены (, где / - силовой ток иреобразователя), контур, показанный стрелкой, для тока высокой частоты практически разомкпут, и на входе усилителя 11 существует минимальный уровень высокочастотного напряжения С/ог, обусловленный наличие.м емкостей С переходов анод - катод симисторов и монтажной емкостью силовой схемы. Напряжение пороточувствительности усилителя-ко.мпаратора // f/nep выбирается большим минимального уровня входного сигнала. При этом на выходе усилителя // сигнал не проходит, и па управляющую цепь 10 логического устройства поступает нулевой уровень напряжения. Ключ 7 управления паходится в закрытом состоянии. Выделение знака сигнала уиравления Uy осуществляется транзисторным формирователем. При положительном Uy на выходе формирователя уровень напрял ения положительный, а при отрицательном - отрицательный. При положительном знаке Uy (соответствующем, например, выпрямительному режиму для отрицательной полуволны выходного тока) триггер 14 ставится в положение, когда его выходной сигнал (нулевой уровень) блокирует управляющие импульсы, соответствующие положительному направлению силового тока, а другой сигнал (отрицательный уровень) разрешает формировать отрицательную полуволну тока.

В МОмент включения одного из симисторов 1 () контур, содержащий этот симистор, RC-цепочку 2 и трансформаторы 3, 4 для высокочастотного сигнала, замыкается через включившийся симистор. Сигнал, снимаемый с трансформатора 4, превышает порог чувствительности усилителя-компаратора 11. Па выходе усилителя формируется отрицательный уровень напряжения f/i, который подается на ключ 7. Триггер 14 остается в прежнем положении до тех пор, пока ток в нагрузке 12 не уменьшится до нуля, и последний симистор не выключится.

В момент выключения симистора высокочастотный контур практически разрывается, а сигнал на входе усилителя 11 становится меньше порога чувствительности. По истечении выдержки времени мксек, необходимой для восстановления выключившимся симистором запирающих свойств, на выходе усилителя 11 возникает нулевой уровень напряжения, который воздействует на ключ 7. Указанная выдержка времени Д/ обеспечивается выбором различных постоянных времени заряда и разряда конденсатора в усилителе 11. Ключ 7 вновь подключает ко входу триггера 14 сигнал с блока 16, и триггер 14 переводится в другое устойчивое состояние. При этом запрещающий сигнал (блОКировазший управляющие импульсы, соответствующие положительному направлению силового тока) с одного выхода триггера 14 снимается и подается на другой. В соответствии с этим формирователь 15 вырабатывает управляющие импульсы для положительиой полуволны выходного тока. В момент включения какоголибо симистора ключ 7 снова отключает вход триггера 14 от блока 16.

Устройство является двухпозиционным, причем переключение его из одного положения в другое осуществляется в соответствии со знаком сигнала управлепия. Переключение производится только в моменты времени, когда симисторы / выключены, что контролируется индикатором состояний р-«-переходов симисторов. Такое построение переключающего устройства значительно снижает вероятность возникновения сквозного тока в преобразователе, и тем самым иовышается надежность преобразователя.

Преобразователь частоты с таким переключающим устройством может использоваться в установках, где требуется максимальный диапазон выходной частоты при минимальном весе и габаритах силовой части преобразователя.

группой RC-цепочек, содержащее трансформаторы, генератор высокочастотных нернодических колебаний и блок фазового управления, вход которого соединен через логический элемент с источником управляющего наиряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона

выходных частот, трансформаторы соединены первичными обмотками последовательно с группой RC-цепочек, причем один из них вторичной с-бмоткой подключен к генератору высокочастотных периодических колебаний, а другой - к управляющей цепи логического элемента.

C-i- i.1. i-iЧ-Т- V-T- V-TI n I

IL ,-L