Система управления многофазным вентильным преобразователем Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления мощными мно гофазными: тиристорными преобразоватеп5 ми частоты с непосредственной связью. Известна система управ пения многофазным вентишьным преобразователем, в которой ограшпшваюпше треугольные импульсы необходимой амплитуды накладываются на развертывающее (опорное) на1 ряжение в точках экстремумов. Ширина импулбсов у основания около 1О эп.град, Недостатком, этой системьт управления является отсутствие возможности регулирования фазл ограничивающих импульсов. Известна также система управления статическими преобразователями, в которой для получения напряжения сравнения формируются прямоугольные импульсы регулируемой ширины, накладываемые на развертывающее напряжение 2 . В этой системе управления ширина ограничивающих импульсов регулируется изменением напряжения смещения (UcM. ри этом диапазон управления ограничивается симметрично с двух сторон. Недостатком такой системы управления является обязательное наличие напряжения смещения, так как при его исчезновении импульсы ограничения будут o утствовать. Наиболее близким техническим рещ&нием к данному изобретению, явл51ется устройство для управле1шя мощным мвогофазным тиристорным пpeoбpaзoвaтвл eм fзЗ. В отличие от приведенных устройств, где импульсы ограничения вводятся на входах фазосмещающих ячеек, в этом уст ройстве импульсы ограничения ввошггся на выходах фазосмещающих ячеек, поэтому не требуется наличие специальных усилителей. Это устройство для каждой фазы и противофазы развертывающего напряжения содержит на входе фазосмещакший мост, нуль-орган, выходные усилители и регул. руемые источники смещения. Дпя формирования импущ- ов ограничения системы управления многофазным вен- типьным преобразователем собранным, например, по двенадцатифазной эквивалент ной схеме, потребуется двенадцать таких схем. Другим недостатком этой схемы является асимметрия импульсов ограничения из-за неидентичности фазосмещающих мостов. Надежность системы управления недостаточСно высокая, так как импульсы ограничения формируются узкими. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей системы управления. Поставленная цель достигается за счет .того, что система управления снабжена двумй суммирующими формирователямираспределителями, вхолы которых соедине ны с выходами нуль-органов, подключенных непосредственно к выходам формирователей опорного синусоидального Hanpsjжения, причем выходы первого суммир5тощего формирователя-распределителя через эмиттерные повторители связаны с первыми каскадами инвертирующих усилителей нечетных каналов и со вторыми кас кадами усилителей четных каналов, а выходы второго суммирующего формирователя - с первыми каскадами усилителей чет ных каналов и со вторыми каскадами не-, четных каналов. На фиг. 1 изображена схема предлагаемой системы управления; на фиг. 2 показано введение импульсов ограничения предельных углов регулирования в первый канал системы управления; на фиг. 3 приведены временные потендиалыые диаграм мы; на фиг. 4 и 5 - временные диаграм мы, поясняющие работу фазосмешающей ячейки и ограниче1Шя предельных углов регулирования гфеобразователя, причем на фиг. 4 показано ограничение по минимуму, а на фиг. 5 - по максимуму. На чертежах, приняты следующие обозначения: ФОН - формирователи опорного (развертывающего) напряжения; Ф1 - Ф6 формирователи прямоугольного напряжения (нуль-органы); Ф7, Фб - суммирующие формировате;ш-распредепители; ЭП1--ЭП6 эм 1ттерные повторители; ДИУ1-ДИУЦдвухкаскадные инвертирующие усилители; - и„ + и. 2 iJa источтгаки питания; - и см- источник регулируемого смещения; А, В, С - опорные (развертывающие синхронизирующие напряжения катодных, групп тиристоров) нечетных щи -образоватепя; ПА, ПВ, пС - О1юрные (развертывающие) синхронизирующие ряжения (анодных групп тиристоров) ных каналов; i °--;- IX f( 1ч . 3 max. 3 ; ;. k rit К j 6 max 1 б mm соответственно импульсы ограничения по максимуму и минимуму ; ИС1 - интегральная микросхема К1 УТ 4О1 Б; НО фазосмещающая ячейка (нуль-орган); R1R8 - ограничивающие резисторы; Д1, ДЗ развязывающие диоды; Д2, Д4 - диоды, защищающие р - И переходы транзисторов Т1, Т2; С1, Д5 - диффэренпирующая пепочка; О - одновибратор, формирующий длительность управляющего импульса системы управления; Уд - опорное синхронизирующее синусоидальное напряжение (первого канала); Uv,, Uvj , Uy2 4 )щие напряжения; UC/(A.- запирающее напряжение; Вход ( и Входи „ „(К ) соответственно входы огра1гачения по , максимуму и минимуму ; А(К), В(Кз), С(К)}нА(К4), B(Kff), иС(К2) - соответственно синхронизирующие напряжения нечетных и четных каналов системы управления; U вых. формирователя Ф1 - и вых. формирователя Ф6 входные напряжения формирователей прямоугольного напряжения; U вых. формирователя Ф7, Овых. формирователя Ф8 - выходные импульсы суммирукщих форм1фоватепей-распределитепей. Система управления многофазнь М вентильным преобразователем содержит нульгорганы ..формирователи прямоугольного напряжения Ф1 - Фб), одни входы которых подключены к источнику регулируемого смещения (), а другие - к формирователям опорного си1 усоидального нащтяжения ФОН, выходные усилители (эмиттерные повторители ЭП1 - ЭПб) соединены с двухкаскадными инвертирующими усилителями ДИУ1 - ДИУм для введения ограничения предельных углов регулирования по максимуму и минимуму для четных и нечетных каналов системы управления, входы первых каскадов упомянутых усилителей подкпюче1ы к выходам фазосмешающих ячеек НО; суммирующие формирователи-1:1аспределители Ф7, Ф8, входы которых соединены с выходами 565 нуль-органов {Ф1 - Фб), выходы формироватепя Ф7 через- эмиттерные повторитепи ЭП1 - ЭПЗ связаны с первыми каскадами инвертирующих усилителей ДИУ1 ДИУМ нечетных каналов преобразователя и со вторыми каскадами усилителей - четных каналов, а выходы формиров тепя Ф8с первыми каскадами усилителей ДИУИ четных каналов и со вторыми каскадами нечетных каналов преобрааоватепя. Формкрователи-распределитепи Ф7 и Ф8 представляют собой диодно-транзистор рые схемы И (с тремя входами в тремя выходами), формирующие импульсы ограничения длительностью: 6О эл. град, при отсутствии напряжения смещения - (см. фиг. За, и). Эмиттерные повторители ЭП1 ЭП6 предназначены для согласования выходов формирователей Ф7 и Ф8 с входами двух- каскадных усилителей Т1 и Т2 , установленных на выходах фазосмешающнх ячеек (но) и предназначенных не только для усиления основного сигнала, но и для введения (входы сзС фиг, 2) импульсов ограничения по максимуму и минимуму. Схема работает следующим образом. На Bxoibi формирователей Ф1 - Ф6 с формирователей опорных напряжений ФОН подаются синусоидальные синхронизирующие напряжения А (К), B(Kj), С(К) нечетных .каналов и противофазные Hanpsiжения МА(К), nB(Kg), С(К2) четных каналов (фиг. За). Входные напряжения инвертируются формирователями Ф1 - Ф6 и подаются на входы суммирующих формирователей-распределителей Ф7 и Ф8, работа которых поясняется временными диаграммами на фиг. 36-и. Импульсы ограничения по максимуму (сб Qj(, ) для аечетных каналов (катодг ных групп тиристоров) и импульсы ограни чения по минимуму (Ct min ) я четных каналов (анодных групп тиристоров) формируют, подавая на входы формирователей Ф1 - ФЗ напряжения A(Kj), В(Кз) и С(К5). Импульсы ограничения по минимуму (с Yn-in для нечетных каналов (катодаых групп тиристоров) и импульсы ог раннчения по максимум ( d и ) для четных каналов (анод1 ых групп тиристоров) формируют, подавая на входы формирователей Ф4 - Ф6 напряжения ИА(К), nB(Kg) и ПС(К2) (противофазные). 5е Дня щ:)имера рассмотрим формировшше импульсов ограничения по максимуму ( e-mail. ) мшшмуму ( оС i } для первого канала /фазы А(К)В момент времени Ьл - t с по/южительный импул1:Л; формирователя Ф1 открывает транзистор формирователя Ф7. При этом по цепи: + источника УЗ резисторы 1-R2 и 1-R6 - диоды 1-Д1 и 1-ДЗ - к-э транзистора 1-Т1 - - источника U протекает ток и, следовательно, на выходах эмиттерных повторителей ЭП1 и ЭПЗ сигналов нет. В этот же момент времени ( t - tg ) отрицательные импульсы формирователей Ф2(фиг. Зв) и Ф3(фиг. Зг) соответственно поступают на входы транзисторов Т-Т2 (через резистор 1-R3) и 1-ТЗ(через резистор 1-R5), которые запираются и с выхода эмит терного повторителя ЭП2 в момент вре- мени fc А -t с сш1мается Сигнал K.,.™. 3( . тик (фиг. Зз; - ограничивающий по максимуму. В момент времени положительный импульс формирователя Ф4 открывает транзистор 2-Т1 формирователя Ф8. При этом падепи + Uj -оезисторы и 2-R6-диoдь1 2-Д1 и 2-ДЗ к-э транзистора 2-Т1 - источника УЗ протекает ток и поэтому на выходах эмяттерных повторителей ЭП4 и ЭП6 импульсы ото;-тствуют В этот же момент времени ( 2 ) отрицательные импульсы формирователей Ф5 (фиг. Зе) и Фб(фиг. Зж) соответственно поступают на входы транзисторов 2-Т2 (через резистор P-R3) и 2-ТЗ(через резистор 2-R5), которые запираются и на выходе эмиттер- ного повторителя ЭП5 снимается сигнал oL ( ограничивающий по минимумл. Каждый сформированный импульс orp tничения поступает на все идентичные каналы своей фазы. Схема, представленная на фиг. 1, обеспечивает формирование импульсов ограничения по .максимуму ( fX так минимуму ( ) для 72 каналов вентильного преобразователя, т.е. для половины всех каналов многофазного преобразователя, собранного по 12-ти фазной эквивалентной схеме. Введение импульсов ограничения сз(. wax и miИ „ w П11И систему управления и;тлюстрируется на примере одного канала (фиг. 2). ВОЗМОЖЮ.1Й диапазон регулирования составляет 180. эл. град. (oT-tano -tn , 76 фиг. 4a, 5a). При введении импульсов ограничения дпитепьностью 60 эл. град, т. е. при - . О . диапазон регупирования составляет 12О эл. град. l80 -(ЗО +ЗО ) . Причем ограничение по минимуму осуществляется по заднему фронту импульса ограничения (фиг. 4в,д) (тлп (К), а ограничение по макси муму (фиг. 5в,д) по переднему фронту импульса ограничения (Ynctf. (t ) При напряжении управления U, J:-U.j2 произойдет срабатыва1ше фазосмешшошёй ячейки (но) и на ее выходе появится от рицательный импульс (фиг. 4б). Этот импульс закроет транзистор Т1 (фиг. 4г) и по цепи : + U з - резистор R3 - резистор R4 - б-э транзистора Т2 - - Ua пройдет импульс тока, который шсчего не сделает, так как :транзистор Т2 уже открыт импульсом ограничения, от заднего которого включен одновибратор (фиг. 4ж.),Таким образом осуществляется ограничение по минимуму. При напряжении упрпвленияи --U ,, импульс на вькодефазосме.щающей ячейки НО (фиг. 4б)/штрих.- пунктирная линия/транзистор Т1 запирает, а Т2 отпирает, импульс с коллектора которого своим задним фронтом включает одновибратор (фиг. 4е, ж, штрих-пунктирная пиния). При этом иимупьс ограничения находится внутри основного имп льса и никакона систему управления не ока го влияния зывает. (к, Когда Uy импульс откроет транзистор Т1, а Т2 запрет, поло жительный импупьс с коллектора Т2(фиг.5 своим передним фронтом включит одновибратор (фиг. 5ж, сплошная линия). При нагфяжении управления U произойдет срабатывание фазосмещающей ячейки, в момент времени явится положительный импульс, который никакого действия на схему не оказывает, так как транзистор Т1 уже открыт импуль сом ограничения. Таким образом осуществляется ограничение по максимуму. При ложительный импульс на выходе фазосмещающей ячейки НО откроет транзистор Т1 а Т2 запрется отрицательным на1гряжением смещения U5...a передний фронт положи тельного импульса (штрих- пунктирнкя линия на фиг. 5д включит одновиоратор. При этом импупьс ограничения находит ся внутри основного импульса и никакого влияния на работу схемы управления не оказывает. 65 Без введения нащ яжения смещения .(фиг. l) диапазон регупи -1оваиия управляющих импуггьсов преобразователя составляет 120 эл.град. В случае необходимости увеличения этого диапазот1а (до 180 ) необходимо ввести отрицателг ное напряжение смещения . При изменении напряжения смешения будет осуществляться плавное, одновреме - ное и идентичное уменьщение длительности импульсов ограютчения дпя всех каналов системы управления и, следовательно, увеличение, диапазона регулирования. При необходимости ограничения предель ных регулирования на уровне X 120 эл. град, напряжение смещения UCTM- вводится положительной полярности. Колебания напряжения сети не оказывают влияния на временное положение ограничивающих импульсов, так как амплитуды опорных синусоидалыых напряжений стабильны, а напряжение смещения вводится от стабилизированд1ого источника (напряжения смещения принимается нестабплиаированным, если амплитуды опорных напряжений не стабилизированы). Предлагаемая система управления обеспечивает одновременную и плавную регулировку фазы ограничивающих импульсов в широких пределах во всех каналах многофазного преобразователя при наличии одного регулируемого источника смещения. В устройстве не содержится фазосмещающих мостов, что повышает симметрию импульсов огра 1 ичения. Схема формирует широкие импульсы, проста и, спедователь но,надежна. Формула изобретения Система управления многофазным вентильным преобразователем, содержащая нуль.-органы, одни входы которых подключены к источнику регулируемого смещения, а другие - к формирователям опорного синусоидального напряже1гая, выходные уси- гмтели соеяиненьг с двухкаскадными инвертирующими усилителями для введения ограничения предельных углов регулирования по максимуму и минимуму для четных и нечетных каналов системы управления, при этом входы первых каскадов упомянутых уситштелей подключегы к выходам фазосмещающих ячеек, отпичаюш а я с я тем, что, с целью повьпиения надежности и расширения функциональных возможностей, она снабжена двумя сумми9рующими формироватолямими, входы которых соединены с выходами нуль-органов, подключенных непосредственно к выходам формирователей опорного синусоидального напряжения, причэм выходы первого суммирующего формирователя-распределителя через эмиттерные повторители связаны с первыми каскадами инвертирующих усилителей нечетных каналов и со вторыми каскадами усилителей четных каналов, а выходы второго суммирующего

лителей чет1Ц-.гх каналов и со вторыми каскадами нечетшлх каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР

N 197739, кл. Н 02 Р 13/16, 1962.

2.Авторское свидетельство СССР

№ 261549, кп, Н 02 Р 13/16, 1968.

3.Авторское свидетельство СССР. № 508891, кл. Н О2 Р 13/16, 1973. распределителя- формирователя - с первыми каскадами уси ;575G510

-и (/2 0 0 max )) R5I Rb ,8,С kA,n.B,nC . (tapHupoBame/ifl Ф1 S,1/до,х. формира6ате/1я Р2 г ивш popnupo&tmeflf) . (fiopMUробот епя еивы. шорнироВат еля Ф5 -%/л. a opHupoSame/ifi 5иВы,. Формирователя (юрнирооателц