Устройство для управления реверсивным выпрямителем Советский патент 1979 года по МПК H02M1/08 H02P13/16 

ва многоканальных синхронных устройств фазового управления вентилями, работающих по принципу вертикального управления, и не требует обратной связи по напряжению. К недостаткам такого одноканального асинхронного устройства фазового управления относится, во-первых, то, что при его использовании в реверсивном управляемом выпрямителе, работающем по принципу раздельного управления силовыми комплектами,в моменты переключения комплектов может возникнуть значктельная бестоковая пауза, могущая достичь при большрм изменении управляк шего напряжения (по углу, превышающе-, My период дискретности выпрямителя - где IT1- фазность вьшрямителя) нескольких периодов дискретности выпрямителя, что значительно снижает быстродействие устройства Во-вторьгх, с целью работоспособности устройства фазового управления р&версивного выпрямителя при скачкообраз ном уменьшении управляющего напряжени на величину, превышающую по/ углу период дискретности выпрямителя, требуется принятие спеаяальных мер для огранич ния величины скачка управляющего напря жения или для ограннчения скорости изменения этого напряжения с целью возможности повторного сравнения нульоргана, что также снижает быстродействие устройства. Целью изобретения является повышение быстродействия реверсивного управляемого выпрямителя, работающего без уравнительных токов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления реверсивным выпрямителем, содержащее последовательно соединенные узел первоначальной синхронизацни, интегратор, нуль-орган, генератор импульсов, кольцевую пересчетную схему и управляемые блоком логики раздельного управления бесконтактные ключи, подключающие выход кольце вой пересчетной схемы к силовым вентильным комплектам, -а также источник управляюшего напряжения, ВЕЛХОД которого подключен ко второму входу, нуль-органа, снабжено блоком коррекции работы нуль-органа, инвертирующим звеном и дополнительными ключевыми элементами, причем входы блока коррекции подключены к выходам нуль-органа и блока логики раздольного управления, . а его выходы - ко входу кольцевой пере счетной схемы и управляющим входом дополнительных ключевых элементов, включенных один непосредственно, а другой через инвертирующее звено между выходам генератора импульсов и входом интегратора. При использовании в качестве элементной базы логических элементов ИЛИ-НЕ генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных логического элемента ИЛИ-НЕ и формирователя прямоугольных импульсов, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, а блок коррекции работы нуль-органа выполнен в виде другого логического элемента ИЛИ-НЕ и RS -триггера, причем вход 3-о-риггера соединен со входом, а вход Я-триггера - с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ блока коррекции, синхронизирутощий вход С- риггера соединен с выходом, а инверсный выход триггера - с одним из входов логического элемента ИЛИ-НЕ генератора импульсов. При использовании в качестве элемент ной базы логических элементов И-НЕ генератОр импульсов выполнен в виде последовательно соединенных логического элемента И-НЕ и формирователя прямоугольных импульсов, выход которого через второй логический элемент И-НЕ подключен к одному из входов первого элемента И-НЕ, а блок коррекции работы нульг-органа выполнен в виде TRS-триггера и двух других объединенных по входу логических элементов И-НЕ, выходы которых подключены соответственно ко входам S и и -триггера, синхронизируюшйй Ежод С- риггера соединен с выходом, а прямой выход триггера - с одним из входов первого элемента ИтНЕ генератора импульсов. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для управления реверсивным выпрямителем при использовании в качестве элементной базы логических элементов ИЛИ-НЕ; на фиг. 2 - вариант схемы устройства при использовании в качестве элементной баоы логических элементов И-НЕ; на фиг. 3 - диаграмма напряжения, поясняющая принцип работы устройства для управления реверсивным вьтрямителем. Устройство для упрзвленкя реверсивным выпрямителем содержит последовательно соединенные узел 1 первоначальной синхронизации, интегратор 2, нульорган 3, генератор импульсов 4, Konti5. цевую пересчетную схему 5 и бесконтактные ключи 6 и 7, подключающие вы ход кольцевой схемы 5 к силовым вентильным комплектам 8 и 9. Бесконтакт ные ключи 6 и 7 управляются блоком логики раздельного управления 1О, соединенным также с источником управляк дцего напряжения 11, выход которого подключен ко второму входу нуль-орган 3. Еще один выход блока логики раздел ного управления 10 подключен к одному из входов блока коррекции работы нульгоргана 12, второй вход которого соединен с выходом нуль-органа 3. Выходы блока коррекции 12 подсоединены ко входу кольцевой схемы 5 и управляющим входам дополнительных ключевых элемен тов 13 и 14, которые один непосредственно, а другой через инвертирующее звено 15 включены между выходом гене ратора импульсов 4 и входом интегратора 2. При использовании в качестве элементной базы логических элементов (фиг, 1) генератор импульсов 4 состоит из последовательно соединенных формирователя прямоугольных импул сов 16 и логического элемента ИЛИ-НЕ 17, один из входов которого соединен с выходом формирователя 16. Блок коррекции работы нуль-органа 12 содержит TlS -триггер 18 и другой логический элемент ИЛИ-НЕ 19, причем вход S триггера 18 соединен со входом, а вход Н-триггера 18 - с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ 19, синхронизирующий вход С- риггера 18 соединен с вьгходом, а инверсный выход триггера 18 - с одним из нходов логического элемента ИЛИ-НЕ 17. При использовании в качестве эл&ментной базы логических элементов (фиг. 2) генератор нмпульсов 4 состоит из последовательно соединенных формирователя прямоугольных импульсов 16 и логического элемента И-НЕ 17, один из входов которого через второй логический элемент И-НЕ 20 подключен к выходу формирователя 16. Блок коррекции 12 содержит Т 5-триггер 18 и два других объединенных по входу логических элемента И-НЕ 19 и 21, выходы которых подключены соответственно ко входам 5 и R-триггера 18, сиихронизируюший вход С-триггера 18 соединен с выходом, а прямой выход триггера 18 - с одним из входов логи ческого элемента И-НЕ 17. 1 Устройство работает следующим образом, В момент подключения выпрямителя к питающей сети с помошью узла 1 осуществляется первоначальный сиахронизированный с напряжением питающей сети запуск интегратора 2, а такжэ установка распределителя импульсов в исходное состояние (для вьшрямитоля, вь полненного по тред{)азной мостовой схеме, этот момент может соответствовать, как показано на фиг. 3, точке естественной коммутации вентилей). В момент равенства выходного напряжения интегратора 2 с управляющим выходом источника 11 срабатывает нул1 -орган 3, что соответствует изменению его состояния на вькоде с нулевого (О) на единичное (), Сигналом через элемент ИЛИ-НЕ 17 производится запуск формирователя прямоугольных импульсов 16, на выходе которого формирую ется импульс, который через нормально замкнутый ключ 13 осуществляет быстрое уменьщение выходного напряжения интегратора 2 на величину, равную по углу периоду дискретности выпрямителя. Этим же импульсом с помошью кольцевой пересчетной схемы 5 производится включение следукицего по очередности вентиля во вновь вступающем в работу силовом комплекте, а также самоблокировка формирователя 16 по другому входу элемента ИЛИ-НЕ 17 на время прохождения импульса. Если скачок управляющего напряжения превышает по углу период дискретности выпрямителя, то нгуль-орнган 3 остается в прежнем состоянии , и формирователь 16 через номинальный по длительности промежуток времени выдает второй импульс. Вторым импульсом осуществляется повторное уменьшение выходного напряжения интегратора 2 на величину, равную по углу периоду дискретности, а также включение с по- мо.щью кольцевой пересчетной схемы 5 следующего по очередности вентиля. При скачкообразном увеличении управляющего Напряжения (фиг. 3) устройство работает следукядим образом. В момент переключения силовых вен- тильньсх комплектов блоком логики раздельного управления 1О обеспечивается мгновенное изменение управляющего напряжения. Посла установления нового значения управляющего напряжения блоком логики 1О осуществляется переброс ра 18 по входу Т, в новое установив- 76 шееся состояние (на аходе S в это время сигнал О, так как управляющее напряжение превышает пилообразное). Триггер 18 осуществляет отключение ключа 13 и подключение ключа 14, а также перевод кольцевой пересчетной схемы 5 в режим вычитание. Кроме того, выходным сигналом трип гера 18 осуществляется запрет вьщачи управляющих импульсов на время нахождения его в этом состоянии. Сигналом 1 по инверсному выходу триггера 18 осуществляется принудительный запуск через элемент 17 формирователя 16, Так как произошло переключение ключей 13, 14 и перевод кольцевой пересчетной системы 5 в режим вычитание, то импульсами формироьателя 16 через инвертирующее звено 15 осуществляется быстрое увеличение напряжения на выходе интегратора 2 на величину, равную -Так как управляющее по углу напряжение изменилось на величину, превышающую по углу (нуль-орган 3 не срабатывает во время прохождения первого импульса), то формирователем 16 вьщается второй импульс, В течение второго импульса так же не происходит срабатывание нуль-органа 3, поэтому выдается третий импульс, В течение вы дачи третьего импульса происходит срабатывание нуль-органа 3, в результате чего после окончания импульса по входу S происходит переброс триггера 18 в прежнее состояние, а поскольку нульорган 3 сработал, то формирователь 16 выдает четвертый импульс, который производит (через первый ключ 13) быстро уменьшение напряжения на выходе инте1 ратора 2. При использовании в качестве элемен ной базы логических элементов принцип работы устройства (фиг, 2) почти не отличается от принципа работы по фиг, 1 Отличие здесь состоит только в том, что в момент равенства управляющего напряжения с напряжением интегратора 2 выходной сигнал нуль-органа 3 должен изменять свое состояние с на О, а не с О на 1, как это бьшо в первом случае. Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом не накладьшает никаких ограничений на величину и скорость изменений управляющего напряжения и обеспечивает максимальное быстродействие реверсивного управляемого выпря- 8 1 работающего без уравнительных мителя, токов. Формула изобретения 1,Устройство для управления реверсивным выпрямителем, содержащее последовательно соединенные узел первоначальной синхронизации, интегратор, нульорган, генератор импульсов, кольцевую пересчетную схему и управляемые блоком логики раздельного управления бесконтдктные ключи, подключающие выход кольцевой пересчетной схемы к силовым вентильным комплектам, а также источник управляющего напряжения, выход которого подключен ко второму входу нуль-органа, отлич ающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено блоком коррекдии работы нульоргана, инвертирующим звеном и дополнительными ключевыми элементами, причем входы блока коррекции подключены к выходам нуль-органа и блока логики раздельного управления, а его выходы - ко входу кольцевой пересчетной схемы и управляк щим входам дополнительных ключе№1х элементов, включенных один непосредственно, а другой через инвертирующее звено между выходом генератора импульсов и входом интегратора, 2,Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что генератор импулысов выполнен в виде последовательно со&диненных логического элемента ИЛИ-НЕ и формирователя прямоугольных импуль- . сов, вьгход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, а блок коррекции работы нуль-органа выполнен в виде другого логического элемента ИЛИ-НЕ и Re -триггера, причем вход . S -триггера соединен со входом, а вход R-т риггера - с выходом логического элемента ИЛИ-НЕ блока коррекции, син- хронизируюший вход С-григгера соединен с выходом, а инверсный выход триггера - с одним из входов логического элемента ИЛИ-НЕ генератора импульсов, 3,Устройство по п, 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что генератор импульсов вьшолнен в виде последовательно соединенных логического элемента И-НЕ и формирователя прямоугольных импульсов, выход которого через второй логический элемент И-НЕ подключен к одному из входов первого элемента И-НЕ, а блок коррекции работы нуль-органа 96561 выполнен в виде US -триггера и двух других, объединенных по входу| логических элементов Иг-НЕ, вьпсоды которых подключены соответственно ко входам 5 и И-триггера, синхронизирующий вход С-триггера соединен с выходом, а прямой выход триггера - с одним из входов первого элемента И-НЕ генератора иь пульсов. Источники информации, прин51тые во внимание при экспертизе 5 to 61 1, Система упрайлення тиристорными и ионными электроприводами М., Информэлектро, 1971. 2. Поздеев А, Д, Динамические мод©ли асинхронных систем импульсно-фазо- вого управления вьтр{1М{ггелями пря малых отклонениях. ЭП, Сер, Электр1 привод, 1975, Вьш, 9 (44). 3,a.Hoetz. Ein пеоез Ziindsteuerverfahren fur Strbmrichter am scttwc ctien Net ,Etc.ctrotechni3chen leHschrifl-A;Bd-6l, 197O, Ni 6, 345-348,

rhH-Ji

ни