Одноканальное устройство для управления -фазным вентильным преобразователем Советский патент 1977 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и может быть использовано для управления выпрямителями, ведомыми инверторами, реверсивными преобразователями переменного напряжения в постоянное, преобразователями частоты с непосредственной связью с естественной коммутацией вентилей. Среди одноканальных устройств для управления т-фазным вентильным преобразователем известны устройства, обеспечивающие независимую регулировку углов управления вентилями разных плеч при отсутствии ограничений диапазона изменения угла управления. Одно из известных одноканальных устройств основано на горизонтальном принципе управления 1 и в силу этого не обладает высокой точностью работы, имеет низкое быстродействие, не обеспечивает линейности регулировочной характеристики преобразователя. Эти недостатки устранены в устройстве, основанном на вертикальном принципе управления, где пилообразное опорное напряжение синтезируется из линейно изменяющегося напряжения и ступенчато-прямоугольного напряжения 2. Однако это устройство имеет весьма сложный узел: генератор ступенчато-прямоугольного напряжения на 4/3 m каналов, синхронизация с сетью осуществляется один раз за период, что приводит к низкому быстродействию схемы по отногнению к сети. Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство, где используется вертикальный принцип управ.leния. Это устройство содержит распределительформирователь управляющих импульсов, на вход которого подключен компаратор, блок пуска, т узлов синхронизации, подключенных через элемент ИЛИ к генератору линейно изменяющегося напряжения п источников постоянного напряжения, связанных через п ключей с сумматором, ко второму входу которого подключен генератор линейно изменяющегося напряжения, а к выходу - компаратор, ко второму входу которого присоединен источник ведущего сигнала 3. Синхронизация линейно изменяющегося напряжения с сетью осуществляется m раз за период, а длительность линейно изменяющегося напряжения равна . Опорное напряжение формируется при сложении названного линейно изменяющегося п постоянного напряжений, при этом каждому уровню углов управления а соответствует величина постоянного напряжения: Uni для углов а --; О ; и для а и т. д. Число уровней постоянного напряжет(т + 1) ния равно п, где «- - для четного /п, для нечетного т. Увеличение числа синхронизации за период улучшает динамику устройства по отношению к сети, число уровней постоянного напряжения значительно меньше чем в устройстве, описанном выше. Недостатком известного одноканального устройства является аналоговый способ выбора уровня (J-a.. Для выбора t/n осуш,ествляется грубое определение ожидаемого угла управления а, для чего ведуш,ий сигнал сравнивается с соответствуюш,ими уровням постоянного напряжения величинами. Подобное сравнение осуш,ествляется схемами сравнения, причем при ошибке в сравнении возможен неправильный выбор постоянного напряжения и срыв работы устройства. В связи с этим органы сравнения иметь высокую точность, что требует значительных аппаратурных затрат. Целью изобретения является повышение надежности и точности работы и упропдение устройства. Поставленная цель достигается тем, что в одноканальное устройство для управления ш-фазным вентильным преобразователем введены сдвигающий (rt+1)-разрядный реверсивный регистр-распределитель, со входами еложения, вычитания и установки нуля и дополнительный элемент , причем вход сложения регистра-распределителя подключен к выходу основного элемента ИЛИ, а вход вычитания- к выходу компаратора, (я-1) выходов регистра-распределителя соединены с управляюш,ими цепями соответствуюш,их ключей и остальные два выхода соединены с управляюш,ей цепью соответствующего ключа через дополнительный элемент ИЛИ, а вход установки «нуля регистра-распределителя подключен к блоку пуска. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства (для определенности приведена схема при ). Устройство содержит распределитель-формирователь управляющих импульсов 1, блок пуска 2, узлы синхронизации 3, элемент ИЛИ 4, генератор линейно-изменяющегося напряжения 5, источники постоянного напряжения нормированной величины 6, ключи 7, сумматор 8, компаратор 9, источник ведущего сигнала 10, реверсивный сдвигающий регистрраспределитель И, дополнительный элемент ИЛИ 12. Па фиг. 2, а дана временная диаграмма опорного напряжения на выходе сумматора 8 и ведущего сигнала па выходе источника ведущего сигнала 10; на фиг. 2,6 - временная диаграмма линейно изменяющегося напряжения на выходе генератора о; на фиг. 2, в - временная диаграмма импульсов на выходе элемента ИЛИ 4, соответствующих моментам естественного отпирания вентилей силовой схемы; на фиг. 2, г - временная диаграмма выходных импульсов компаратора 9, соответствующих управляющим импульсам на вентили силовой схемы преобразователя; на фиг. 2, д - временная диаграмма напряжения на входе сумматора 8, связанном с ключами 7; на фиг. 2, е - временная диаграмма положения триггеров регистра-распределителя 11. Момент соответствует включению преобразователя блоком пуска, при этом регистр устанавливается в полол ение У(и . При пуске преобразователя формируется отрезок опорного напряжения, соответствуюл 2л ЩИИ а :: О - (фиг. 2, а). В момент t импульс С элемента ИЛИ 4 перебрасывает регистр-распределитель в положение Уг и формирование прямой опорного напряжения продолжается до момента , когда импульс на выходе компаратора 9 возвращает регистр-распределитель в положение У. В момент - регистр вновь переключается в положение 2. При увеличении ведущего сигнала диапазон изменения а сводится к и, при этом выходные импульсы компаратора переводят регистр в положение УО, а импульсы с элемента 4 в положение У, т. е. сохраняется прежний порядок переключений, однако постоянно замкнут один из ключей 7 (диаграммы фиг. 2,д и 2,е). Аналогичным образом схема обеспечивает выбор нужного положения регистра и при снижении ведущего сигнала (увеличение углов управления). Таким образом, в отличие от известного устройства предлол енное обеспечивает выбор величины постоянного напряжения без проведения сравнения величин, что исключает погрешности сравнения, повышает надежность работы устройства, упрощается схема, так как нет необходимости установки дополнительных компараторов для сравнения ведущего сигнала с напряжениями источников постоянного напряжения. Формула изобретения Одноканальное устройство для управления ш-фазным вентильным преобразователем, содержащее распределитель-формирователь управляющих импульсов, ко входу которого подключен компаратор, блок пуска, m узлов синхронизации, подключенных через элемент ИЛИ к генератору линейно изменяющегося напряжения, п источников постоянного напряжения нормированной величины, связанных через п ключей с сумматором, ко второму входу которого подключен генератор линейно изменяющегося напрял ения, а к выходу - компаратор, ко второму входу которого присоединен источник ведущего сигнала, отличающееся тем, что, с целью упрощения устройства, повышения надежности и точности, оно дополнительно снабжено сдвигающим (л+1)разрядным реверсивным регистром-раснределителем со входами сложения, вычитания и установки нуля и дополнительным элементом ИЛИ, причем вход сложения регистра-распределителя подключен к выходу основного элемента ИЛИ, вход вычитания - к выходу компаратора, (п-1) выходов регистра-распределителя соединены с управляющими цепями соответствующих ключей, остальные два выхода соединены с управляющей цейью соответствующего ключа через дополнительный элемент ИЛИ, а вход установки «нуля регистра-распределителя подключен к блоку пуска.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 223900, кл. Н 02М 1/04, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР № 547963, кл. Н 02Р 13/16, 1965.

3.Авторское свидетельство СССР № 191681, кл. Н 02М 1/04, 1964.