Устройство для переключения ступеней статического преобразователя Советский патент 1974 года по МПК B60L9/12 H02P13/16 

1

Изобретение относится к устройствам для управления многомостовыми статическими преобразователями однофазного тока с плавным бесконтактным регулированием выпрямленного напряжения и может быть использовано в электроприводах с многоступенчатым регулированием напряжения на нагрузке, преимущественно на электрическом транспорте.

Известно устройство для переключения ступеней многомостового статического преобразователя, содержащее фазосдвигающие элементы, фазораспределители, формирователи импульсов, измеритель угла коммутации, логические элементы совпадения и триггеры с раздельным запуском.

Известное устройство в электроприводах с переменной величиной угла коммутации тока (например, на электроподвижном составе) не позволяет получить точного соответствия между .моментом полной выработки регулируемой по фазе ступени (это имеет место при заходе импульсов управления в зону угла основной коммутации тока преобразователя) и моментом срабатывания нуль-органа за счет непостоянства величины угла коммутации тока. Отсутствие гибкой взаимосвязи между моментом истинной выработки предыдущей регулируемой по фазе ступени и моментом перехода (подключения импульсов управления) на последующую регулируемую ступень ухудшает энергетические показатели преобразователя и снижает плавность регулирования.

Цель изобретения - повысить энергетические показатели и плавность регулирования 5 преобразователя при переходе с предыдущей ступени регулирования на последующую при заходе импульса управления предыдущей ступени в зону угла основной коммутации тока преобразователя.

0 Эта цель достигается тем, что устройство снабжено логическим элементом сборки, оба входа которого подключены к выходам триггеров с раздельным запуском, а выход - к элементу совпадения, дифференцирующими

5 элементами и диодными ограничителями, включенными последовательно между формирователями импульсов и входами триггеров. Для повыщения надежности вход сброса триггера в исходное состояние подключен к противофазному выходу формирователя импульсов фазораспределения.

На чертеже показана блок-схема предлагаемого устройства.

Штриховой линией выделен логический

5 узел, реализующий автоматизацию переключения.

Одноканальный фазосдвигающий элемент 1 (формирователь опорных импульсов) формирует нерегулируемые по фазе импульсы уп0 равления. Фазораспределитель 2, управляв3мый формирователем импульсов фазораспределения 3, распределяет импульсы управления по нлечам 4-7 тиристорного преобразователя в соответствии с фазой питающего напряжения.5 Измеритель угла коммутации 8 формирует импульсы напряжения прямоугольной формы, фаза и щирина которых равны углу основной коммутации тока. Элемент совпадения 9 и 10 двухканального логического узла 11ю формирует импульсы управления при совпадении па входе этого элемента трех сигчалов: с фазосдвкгающего элемента 12 регулируемых по фазе импульсов управления, фор-. мирователя импульсов фазораспределения иis с измерителя угла коммутации. Выход фазосдвигающего элемента 12 через фазораспределитель 13 соединен с цепями управления плеч 14, 15 преобразователя. Вход триггера 16, 17 с раздельным запуском соединен с вы-20 ходом элемента совпадения 9, Ш. Выходы триггеров обоих каналов подключены к входам элемента сборки 18. Вторые входы триггеров служат для установки его в исходное состоян-ие и подключены через дифференци-25 рующие элементы 19, 20 и диодные ограничители 21, 22 к разным выходам формирователя импульсов фазораспределения. Выход элемента сборки 18 соединен с одним из входов общего элемента совпадения 23. На второй Q вход этого элемента совпадения подключен выход фазосдвигающего элемента 24. Выход общего элемента совпадения через фазораспределитель 25 подключен к цепям управления плеч 26, 27 преобразователя.35 Преобразователь питается от вторичной обмотки трансформатора 28. Двигатель 29 служит нагрузкой преобразователя. Устройство работает следующим образом. Одноканальный фазосдвигающий элемент нерегулируемых по фазе импульсов управления через фазораспределитель полностью открывает тиристоры нерегулируемой по фазе ступени преобразователя. С измерителя угла коммутации 8 импульсы напряжения посту-45 пают на вход элемента совпадения 9, 10 логического узла 11. Фазосдвигающий элемент 12 через фазораспределитель регулирует угол открытия тиристоров в плечах первой ступени регулирования преобразователя. Нри за-50 ходе импульсов управления первой регулируемой ступени в зону угла основной коммутации тока, на входе элемента совпадения 9, 10 одновременно присутствуют три сигнала: с фазосдвигающего элемента первой регулируемой ступени, с формирователя импульсов фазораспределения и с измерителя угла коммутации. На выходе элемента совпадения 9, 10 выделяется сигнал наименьщей длительности из трех входных, который запускает триггер 16, 17. Напряжение с выхода триггера поступает на вход элемента сборки. Нродифференцированный импульс фазораспределения переключает триггер в исходное состояние. Фифференцировапие и ограничение импульсов фа4зораспределения осуществляется соответственно дифференцирующими элементами 19, 20 и диодными ограничителями 21, 22. Таким образом, напряжение на вход схемы сборки поступает с момента захода импульса управления в зону утла основной коммутации тока до момента появления продифференцированного импульса фазораспределения следующего полупериода. В зоне угла основной коммутации тока это напряжение отсутствует, Второй канал устройства работает анало гично первому, но в противофазный полупериод импульса фазораспределения (питающего напряжения). Снимаемое с выхода триггеpa второго канала напряжение элементом сборки компенсирует провалы в напряжении с выхода триггера первого канала и наоборот. На выходе элемента сборки получаегся напряжение без провалов. С выхода элемента сборки 18 напряжение поступает на вход общего элемента совпадения 23. Наличие этого напряжения на входе общего элемента совпадения 23 разрещает прохождение импульсов управления с выхода фазосдвигающего элехмента на фазораспределитель и далее на вентили плеч 26, 27 второй ступени регулирования преобразователя.- Снятие разрещающего сигнала на прохождение импульсов управления второй ступени преобразователя определяется моментом выхода импульса управления первой ступени регулирования из зоны угла основной коммутации тока преобразэвателя. В этом случае происходит сброс триггера без последующего запуска его от элемента совпадения в следующий нолупериод. Напряжение на выходе схемы сборки без провалов в зоне коммутации тока имеет место только в том случае, если сброс триггеров осуществляется продифференцированным по заднему фронту противофазным (относительно запускающего триггер импульса фазораспределения) импульсом фазораспределения или продифференцированным по переднему фронту фазным импульсом фазораспределения. В противном случае на выходе элемента сборки 18 в кривой напряжения имеются провалы, близкие к зоне коммутации тока или, точнее, и между моментом переключения триггера формирователя импульсов фазораснределения и положением импульса регулирования при заходе его в зону коммугации тока. Так как импульсы управления второй ступенью регулирования не заходят в зону углов основной коммутации тока, то устройство для переключения ступеней работает при любом подключении дифференцирующих элементов с диодными ограничителями между выходом формирователя импульсов фазораспределения и входом установки триггера логического узла в исходное состояние. В.случае, если вход установки триггера в исходное состояние допускает подключение длительного сигнала управления, а выход формирователя импульсов фазораспределитедя имеет достаточную мощность, то возврат

триггера в исходное состояние может осуществляться непосредственно нротивофазным импульсом фазораспределения без согласующих элементов. Это делает устройство более простым и надежным.

Предмет изобретения

1. Устройство для переключения ступеней статического преобразователя однофазного тока с плавным бесконтактным фазно-зонным регулированием выпрямленного напряжения, содержащее фазосдвигающие элементы, фазораспределители, формирователи импульсов, измеритель угла коммутации, логические элементы совпадения и триггеры с раздельным запуском, отличающееся тем, что, с целью улучщения энергетических показателей и повыщения плавности регулирования при

переходе с предыдущей ступени регулирования на последующую при заходе импульса управления предыдущей ступени в зону угла основной коммутации тока преобразователя, оно снабжено логическим элементом сборки, оба входа которого подключены к выходам триггеров с раздельным запуском, а выход - к элементу совпадения, дифференцирующими элементами и диодными ограничителями,

включенными последовательно между формирователями импульсов и входами триггеров с раздельным запуском.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности,

каждый вход сброса триггера в исходное состояние подключен к противофазному выходу формирователя импульсов фазораспределения.