УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА УПРАВЛЯЕМЫХ ВЕНТИЛЯХ Советский патент 1971 года по МПК H02M7/00 

Известны устройства для управления статическим преобразователем на управляемых йентилях, содержащие орган сравнения величины, пропорциональной выходному значению регулируемого параметра, с заданным, подключенный ко входу ограничителя генератор управляющих импульсов, ко входу которого через логические элементы «И и «ИЛИ подключен выход нуль-органа, причем вход элемента «И соединен с блоком ограничения угла зажигания по минимуму, а вход элемента «ИЛИ - с блоком ограничения угла зажигания по максимуму, распределитель управляющих импульсов, выходы которого соединены с цепями управления тиристоров преобразователя, и суммирующий элемент с тремя входами, первый из которых связан с сетью.

В предлагаемом устройстве с целью уменьшения асимметрии управляющих импульсов и повышения надежности первый вход суммирующего элемента связан с сетью через элемент деления величины, пропорциональной периоду переменного тока, на число управляющих импульсов, второй вход через элемент времени соединен с выходом генератора, третий - с выходом ограничителя, а выход суммирующего элемента подключен ко входу нуль-органа.

теля соединен соответственно с блоками ограничения угла задержки но минимуму к максимуму. Для получения линейной зависимости вход-

выход в цець третьего входа суммирующего элемента последовательно включен элемент деления значения выходной величины органа сравнения ца действительное значение коммутирующего напряжения.

На фиг. 1 показана блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 и 3 - диаграммы, поясняющие работу устройства на фиг. 4 и 5 - принципиальные схемы отдельных блоков.

Статический преобразователь / (см. фиг. 1) питается от сети 2 переменного тока и содержит выпрямительный мост на шести тиристорах 3-8 и трансформатор 9. Со входом суммирующего эле%гента 10 связаны элементы //

и 12. Элемент 12 предназначен для получения величцны, представляющей собой период Т переменного тока путем измерения времени между двумя последовательными прохождениями фазового напрял ения сети 2 через

нуль (для удобства берут величину Г/2). Линейное напряжение сети 2 снимают с тра 1сформатора 13. Так как прц операции преобразования важно, чтобы значение периода Т всегда соответствовало значению его в данлтатора 13, соотпстстпепно iipoxo.rsiirioc через 4)азосдвигаю1цее хчтройст;) /-/, ;;poxo;uiT через нуль на некоторое время раньше eooiiserетвующих линейных нааряжонмГ се .eHIIoro тока. Точное значеине /го гэ сдонга неваж1;о, i; неболыное его люжет бьпь д()1ущено до тех 110След1П П нереход через ну.-ь ;5Ь(ходно -о напряжения е фазоедвигаюи;,е1о yeTj)OikT3a // проиеходнт за время, предничпвующее следующей коммутации. В элементе 12 нолунериод //2 нревращаетея в Tin е, нериод делитея на число п унравляющнх нм:1ульсоз. Элемент // нредставляег eoGoii изл еряющнй время элемент со схе.юй сброса, которая срабатвгзает нр1 включении нз тириеторов вв1нрямнтеля.

Выходной сигнал е элементОл; // соответствует также времени / с момента нодачи ;ioследнего унравляющего нмнульса от генератора 15 унравляющ1:х и.мнульсов. В онределепиый момент сигнал от элемента // етановитея равным еигналу от э.темента 12, (г. с. доле времени иериода Т), а выходюй е суммирующего эле:,1еита 10, следовательно, paBeii нулю. Тогда нуль - орган 16 выдает сигнал, который через логические элементы 17 («И) н 18 («ИЛИ) нодается на вход тен.ератора 15. Унравляющие имнульсы с генератора подаются носледовагельно через колвцевой счетчик 19 на управляющие электроды тиристоров 3-8.

Генератор уиравляюидих импульсов, таким образом, выдает имнульсы с регу.тяторнымн

Т „

равны - . В данном

интервалами, которвге п

случае унравляющие нмнульсы выдаются через каждые 60° нериода сети иеременного (ем. фиг. 2). Кривые R, S и / лредетавляют собой, соответственно, нанряжения в фазах R, S и V сети 2. Тиристор 3, например, включается с углом задержки cci но отнощению к нереходу через нуль его коммутт5рующего наиряжения R--V. Момент включения прО 5еходит через время /i иосле нодачи иредыдущего уиравляющего имкульса i:a тириетор 8. Такнм же образом тириетор 4 включается через время /2 нос.те включения тнрнетора 3 и имеет угол задержки а2 но отнощенню к нереходу через нуль его унравл5пощего наиряжения V-5. Времена /ь /2 и т. д. всегда, равны нериоду Т, делеииому на число управляющих имнульсов, и, если неременное ианряжение RSV euMMeTpHHiuj, углы задеожки схь «2 и т. д. независимы от изменений в частоте и, следовательно, от 7.

Для того, чтобы уиравлягь статнческим преобразователем в соответствнн с ог-ределенным значением выходной велич;1Н1я, например, ностоянного тока, етройе1во должно еодергкать непь обратной связи, когорая в данном случае показана как евязь. ню току и содержит задающий иотенниомегр 20 г: .тагчик дейетвительного з};ачення вынрялнтеннонеременного . Вн1хо.1ное на1:) маг}П1Г110:() ус;;лите;1я 21 нодается через рези5 сюр 22 на вх()д силите.т5 23, к которому через резистор 2 нодключеи задающий io1е1п;иомегр 20. Задаюн1,ий ноте1 диометр еовместно е уснл1ггелем 23 образуют opraii с)авнения 25, вьнходной сишал с которого но10 даегся на суммнрующнй элемент 10. До тех нор, пока гз,1еряемый ноетоянный ток равен значению тока, усгаповленному на нотенниометре 20, входной и, еледовательно выходной сш-налы усилителя 23 раВ);ы нулю, а иреобра15 зователь работает е ностоянным, неизмеиньо; yiTTOM задержк ;. Ес.тн постоянный ток отклоняетея от уега;1овлениого значения, на выходе уси;1нтеля 23 появляется сигнал Д/:, котюрый складывается в суммирующем элемен0 le 10 с еигналами от эле.ментов 11 ii 12. Моменты нерехода через нуль выходного нанряжения элемента 10, таким образом, изменяются н, следовательно, изменяются времена /1. 12 и 1. д. между уиравляющид1и нмнульса5 И генератора 15, а также углы задержки ai, «2 и т. д. Если вьнходной сигнал Л; усилите,тя 23 отрицателей, то это означает, что вынpя н:Ieнный ток больще yeTaiiOB:ie;iHoro, и, следовательно угол задержкн а должен быть 0 увеличен. Если же ноетоянный ток нреобразователя елинпшм мал, то вьнходной сигнал А/ уе1 Л1Нгеля 23 полои 1:тельный, что, соответственно, означает необходимость меньшения угла задержки а.

5 Угол а днэжет стать меньще ну.тя или превыеигь 180, что в обоих случаях означает, что сннхропизм между устройством управления н еетью неременного тока утеря ц а функlUiOHiipOBaHHe преобразователя прекратилось. 0 Д.чя того, лобы избежать это, устройство долж;нэ содержать блоки 26 п 27 0|-раннчення угла задержлчи ос но л1И 1муму и .1акси,муму соответственно. Блок 26 связан е теиератором 15 через элеме1гг 17, что означает, что 5 с пн1ал с нуль- 16 lie может нройти на генератор 15 до тех нор, нока не нройдет определенный миннма;1ып 1й угол задержки ее. Блок 27 связан с генератором 15 через элемент 18, что означает, что сигнал с нуль-ор0 1ана 16 ноетунает на вход генератора 15 только до тех нор, нока значение угла а не достигнет максимального нредела угла задержкн а.макс.

Блоки 26 И 27 могут работать ири постоян5 ньнч значеннях пределов для углов задержки, и каждый из этнх блоков люжет бнгть сконструирован как комб П1адия элел;е;1гов, аналог 1чных элеменгал: 10- -12. Элемен1Ъ1, еоотнегств юпдие элементу 12, выдают величины, 0 нерноду Т времен требуемых нредельньнх углов а.чин или осмакс соответственно через 360, югда как эле.мент, соответствующий эле.менту //, котч)рый может быть общим для блок;)) 26 п 27, и-з 1сряет угол от момента перехода через нуль комму;Н1)ующего напря

жения. Блоки 26 и 27 соответственно, выдают сигналы, когда этот угол станет равным предварительно установленным углам ам.щ и ссмакс. Однако использование таких постоянных предельных углов обычно не обеснечивает достаточно хорошего управления преобразователем.

Угол ссмип (см. фиг. 3) соответствует определенному значению А коммутирующего напряжепия Ни, а значение амин получается в результате задания онределенного минимального коммутирующего напряжения в начале коммутации с тем, чтобы обеспечпть точное и онределешюе включение тиристоров преобразователя. Блок 26 может быть выполнен так, как показано на фиг. 4. Требуемое минимальное коммутирующее напряжение мин устанавливают при помощи .1иометра 28, а действительное коммутирующее напряже1:ие измеряют при иомощи трансформатора 2-}, подключенного к сети 2. На входе блока 26 должен быть включен кольцевой счетчик 30, аналогичный счетчику 19, чтобы при каждой коммутации выделять напряжение правильной фазы с трансформатора 29, которое затем сравнивается с нанряженнем, снимаемым с потенциометра 28.

Выделение правильного коммутирующего нанряжо;1ия может быть обеспечено путем использования импульсов кольцевого счетчика 19. Напряжения с потенциометра 28 и кольцевого счетчика 30 подаются па сумматор 31 и далее через пуль-орган 32 - на элемент 17, что происходит при равенстве напряжений, подаваемых на сумматор 31.

Коммутирующий угол 6 характеризует время после иерехода угла ее через значение макс, т. е. время, в течение которого ток переключается от одного тиристора к другому, а угол, измеряемый от момента оконча}1ия коммутации до перехода через нуль коммутирующего напряжения, называется углом запаса-у. Необходимость введе 1пя ограничения по максимуму диктуется требованием определенного минимального угла запаса v вне зависимости от величины коммутирующего напряжения и тока нагрузки. Следовательно блок 27 должен быть выполнен как элемент для управления запасом коммутирования.

Если переменное напряжение RSV в сети 2 полностью сидгметрично, то значения ам,,,, и ссмакс одинаковы для всех фаз. Если же напряжение в сети 2 асимметрично, то значеПИЯ ссмип и амакп неодинаковы, что приводит к асимметричному управлению, т. е. к различным интервалам между последовательными управляющими импульсами. Это можно избежать, если воздействовать на .блоки 26 и 27 одним из блокирующих элементов 33 или 34, образующих ограничитель 35.

Малый ток преобразователя вызывает появление положительного регулирующего напряжения Д/, которое, в свою очередь, вызывает уменьн1енпе угла задержкг; а. Таким образом, когда угол задержки а уменьшается до предела . блок 26 срабатывает и формирует сигнал, поступающий па элемент 36, который шунтирует вход суммирующего элемента 10, меньшая некоторое положительное значение регулирующего напряжения Аг в течение времени Т11. За счет этого включение двух последуюш,их тиристоров происходит в момент времени, соответствующий симметричному папряженпю сети.

Ноложителыюе регулирующее напряжение должно уменьшаться помощи блокирующего элеме 1та 33, если сигнал с пуль-органа 16 поступает panbHie, чем сигнал с блока 26. Если же сигнал с блока 26 приходит первым, регулирующее напряжение Af должно поступать па вход элемента 10. Следователь;10 элемент 36 должен управляться сигналами с выхода пуль-органа 16 и с бло9/

На вход элемента 36 подключен моностабильный мультивибратор 37, который, в свою очередь, управляется элемептом «Н 38 с двумя входами, cвязaнны иl с выходами нуль-органов 16 и 32, причем спгнал с нуль-органа 32 подается через элемент 39 временной заяепжки, обеспечивающий короткую задержку сигнала с реверспруюн его элемепта 40.

Если импульс с пуль-опгана 16 приходит первым, то элемента 40 нет входного сигнала, и он. таким образом, выдает выходной сигнал. У элел1ента «Н 58 в этом случае есть оба входных сигнала, и он выдает сигнал на мультивибратор 37, который в течение определеп;1ого впемент под.держивает элемент 36 в пповодящем состоянии, так что происходит уменьшение напряжения Л/. Еслп же импульс с нул1 -орган.а 32 приходит раньше, то элемент задержки 39 через короткое время выдает входной сигнал на элемент 40 Н. следовательно, выходной сигнал этого элемента отсутствует, а мультивибратор 37 не может вьлдать какой-лнбо сигнал на элемент 36, который остается при этом в выключенном состоянии.

Большой постоянный ток в преобразователе вызывает отрпцательное регулирующее напряжение Af, которое обеспечивает увеличение угла задержки а, и когда этот угол для одного из тиристоров достигает значения ссмакс задаваемого блоком 27. сигнал блокируется непочкой из элементов 41 и 42 в течение половины периода. Два последующих тиристора не могут включиться позже, чем через соответствующие равные интервалы, т. е. интервал включения равен 60°. Таким образом, симметричное управление максимальным Н минимальным предельными углами получается даже тогда, когда напряжение сети 2 асимметричио.

Унравление элементами 41 и 42 должно осуществляться в зависимости от временного соотношения между выходными сигналами нуль-органа 16 и блока 26, т. е. таким же образом, как элементом 56. Если же постоянный ток нагрузки отклоняется от требуемого З;1ачен11я, то напряжение преобразователя должно бьпь пзмонопс) на величину, нронорциональную отклоне1:;-па тока. В случае отклопеипс тока вызывает пропорциональное пзмепенне угла задержки. Это означает, что измснен1 е напряжения пропорционалгзНо няменепПО косинуса угла задержки. Благодаря делению БЫ.ХОДНОГО зиифяжешя Д усилителя 23 на действ)ггельное значение коммутирующего напряжения Ui, можег бгчть нолучена линейная зависимость между отклоненне.м тока и вызываемым им нзмененг-см напряжения. выполняет элеменг 43, включенный носледовате;1ыю в выхол.ную цепь усилителя 23. Коммутирующее напряжение может быть введено в элемент 43 со счетчика 30. Пред .м е т и з о б р е т е и и я 1. Устройство для управления статическим преобразователем на управляемых вентилях, содержащее орган еравнения величины, пропорциональной выходному значению регулируемого параметра, с заданным, подключенный ко входу ограничителя, генератор управляющих импульсов, ко входу которого через логичеекие элеме1ггы «И и «ИЛИ подключе;; влход ny.ib-оргзпа, причем вход элемента «И соеднпен с блоком ограничения тла зажигапмя но минимуму, а вход элемента с б;юк() ограппчег ; я уг,;; зажнraiiiH по мак.;имум , распределитель П)ав;1Я1ОП1,их пм:; ль-с(), выходы Koioporo соедппепы с попялп ;:равлеиия типистороп преобразователя, и оуммируюнлпй э.1емепт г тремя входами, псриы из KOiopbix связап с сетью, ./тл.и.чаюшеес.ч том, iMo, с целью умеиы11ения асимметрии уиравляк)щих пмпул сов i; повы1пепия падежг 0стп, первый вход суммирую цего элемента евязан с сетью через элемент делен 1я ве,Л1ч;1 ы, пропорпиопалыюй периоду переменного тока, на число управляющих пмпул)С()В, BTODofi вход чспез элемент времени соединен с в 1ходом генератора, третий - с зы.ходоА; О1рапичителя, а выход сумл;пр ющего эле.ме1гга подключен ко входу нуль-органа. 2.Устройство по 1г 1, от..гичаюшееся те.м, что, е делыо исключения влияиия асим.метрии сети на зпачен я амг-т и а -:п;с, вход ограничи.еля сое.чннен соответетвешю с блоками ограничения угла затепжки но мпнимуму и максимуму. 3.Устройство по п. 1, отличающееся тех:, что, с нелыо получе ;1я линейпой зависимоети вход-выход, в цепь третьего входа суммирующего элемента последователыю включен элемент деленпя зпачепия выходжзй величины органа ерав1и;иия на действительное значен}1е коммутирующего напряжения.

/г 5

У:

. .

uiis j

ex

макс fuf J

- }-Jтгf7

-й-ЛЛГУ НеЗ-ОТГ

-й-пгзтг. J..

f -w#,

I .-77-Кг)

,-