Устройство для управления преобразователем Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для систем управления трехфазными преобразователями.

Известно устройство управления инвертором, содержащее задающий генератор, нереверсивное пересчетное кольцо, узел предварительного формирования, выходные формирователи импульсов. Перёсчетное кольцо состоит из шести входных схем И и трех статических триггеров, управляемых по раздельным входам. Любое состояние триггеров соответствует определенному состоянию основных тиристоров силовой схемы. Длительность каждого из выходных сигналов триггеров равна 180 эл. град, и они сдвинуты друг относительно друга на 120 эл. град. 1.

Недостатком известного устройства является сложность и громоздкость получения регулируемой длительности выходных импульсов пересчетного кольца, особенно при реверсивном варианте. Отличная от 180 эл. град, длительность выходных импульсов необходима для других силовых схем тиристорных преобразователей.

Известна система управления инвертором, состоящая из задающего генератора.

кольцевого распределителя, формирователя длительности импульсов, выходных усилителей мощности. Кольцевой распределитель представляет собой пересчетную схему на шесть, а выходные сигналы имеют длительность 180 эл. град, со сдвигом на 60 эл. град. На основные тиристоры снимают широкие импульсы прямо с триггеров кольцевого распределителя через усилители мощности. Для получения импульсов длительностью 120 эл. град, на коммутирующие тиристоры используются схемы совпадения в формирователе длительности 2.

Недостатком известной системы управления инвертором является невозможность получения гибкого и простого осуществления изменения длительности щироких -импульсов управления тиристорами.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство управления инвертором, состоящее из задающего генератора, пересчетного кольца в виде реверсивного щестиканальнргр распределителя импульсов, блока предварительного формирования, выходных формирователей импульсов 3.

Распределитель импульсов состоит из двоичного счетчика на трех J-K триггерах, причем деление на шесть осуществляется введением обратной связи, дешифратора прямого хода, дешифратора обратного хода, устройства реверса. Распределение импульсов по каналам осуш,ествляется с помош,ью дешифратора на схемах совпадения И-НЕ, причем длительность импульса каждого канала составляет 60 эл. град, выходной частоты. Далее канальные импульсы прямого или обратного хода в зависимости от состояния J-K триггера устройства реверса проходят через схему ИЛИ на элементах 2И-НЕ, дифференцируются и усиленные в выходных формирователях поступают на коммутирующие тиристоры.

Недостатком известного устройства является наличие провалов на импульсах для основных тиристоров, невозможность тибкого и простого осуществления изменения длительности широких импульсов управления тиристорами в зависимости от силовой схемы инвертора. .

Целью изобретения является получение регулируемой длительности широких импульсов пересчетного кольца.

Для этого устройство для управления преобразователем, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и пересчетное кольцо, блок предварительного формирования, подключенный к входу фор- мирователей импульсов, дополнительно снабжено последовательно соединенными задающим генератором, пересчетным кольцом, элементом совпадения, а также фазовым детектором, причем выход пересчетного кольца подключен к входу элемента совпадения, выход которого соединен со входом блока предварительного формирования, входы фазового Детектора подключены к выходам пересчетных колец, выход подсоединен к входу дополнительного задающего генератора, а второй вход дополнительного задающего генератора подключен к входу основного задающего генератора.

На чертеже изображено устройство для управления преобразователем, блок-схема.

Оно состоит из основного задающего енератора 1, основного пересчетного кольа 2, дополнительного задающего генераора 3, дополнительного пересчетного кольа 4, фазового детектора 5, элемента 6 совадения, блока 7 предварительного формиования, в.ыходных формирователей 8.

Подаваемое на входы устройства напряения Ui определяет частоту выходных импульсов устройства, Uz - длительность щироких импульсов, пересчетного кольца устрой ства, из которых формируются в блоке 7 импульсы для основных, подзарядных и коммутирующих тиристоров преобразоватея в случае использования данного устройства для управления тиристорами инвертора или импульсы для силовых тиристоров выпрямителя.

Устройство работает следующим образом. Входное постоянное напряжение Ui, бу дучи поданньщ на вход 9 основного задающего генератора 1, преобразуется в пропорциональную ему частоту. Частота задающего генератора в щесть раз превышает выходную частоту преобразователя.

0 Импульсы задающего генератора 1 поступают на пересчетное кольцО 2, на выходе которого получаются в случае трехфазной силовой схемы сдвинутые на 120 эл. град, друг относительно друга три щироких импульса длительностью- 180 эл. град, вы5 ходнОй частоты, которые снимаются с прямых выходов триггеров. Пересчетное кольцо обычно состоит из трех J-K триггеров и щести элементов совпадения. В случае реверсивного пересчетного кольца элементы совпадения заменяются на И-ИЛИ. Далее, при обычной структуре системы управления . инвертором, импульсы пересчетного кольца подаютСя на блок 7, где из них формируются импульсы для основных, коммутирующих и под заряднь1х тиристоров. В данном .устройстве задействована система фазовой автоподстройки частоты, состоящая из генератора 1, генератора 3, фазовОго детектора 5, пересчетных колец 2 и 4. Выходное напряжение фазового детектора 5, определяемое разностью фаз напряжений пе0 ресчетных колец 2 и 4, подается на вход задающего генератора Э и приводит его частоту в соответствие с частотой задающего генератора 1. В синхронном режиме в системе устанавливается постоянная разность фаз между сигналами генераторов при постоянном среднем значении выходного напряжения фазового детектора 5. Разность фаз и величина выходного напряжения фазового детектора 5 зависят от величины и знака начальной расстройки по частоте генераторов 1 и 3. Стабильность частоты выходных импульсов определяется стабильностью частоты генератора 1, а значит генератор 3 может быть невысокой стабильности и,поэтому выполняется по более простой схеме. Так как на задающий генератор 3 воздействует управляющее Ui, то трехфазное напряжение пересчетного кольца 4 сдвигается по фазе относительно пересчетного кольца 2. Диапазон сдвига здесь составляет от О до 180 эл. град, без нарушения

Q симметрии между импульсами внутри каждого пересчетного кольца. Изменение входного напряжения Ui вызьгвает изменение частот задающих генераторов 1 и 3. Изменением напряжения Uz регулируется фаза между трехфазными напряжениями ае5 ресчетных колец 2 и 4 длительностью 180 эл.. град, .выходной частоты. Эти сдвинутые по фазе напряжением Us. импульсы пересчетных колец 2 и 4 пофазйо пОдаются на входы эле.мента совпадения 6. В результате на выходе элемента 6 получается система трехфазных напряжений с изменяемой напряжением Ui длительностью. Длительность этих трехфазных напряжений может выставляться плавно в диапазоне от О до 180 эл. град.

В случае реверсивных пересчетнцх колец 2 и 4 все вьтшеизложенное остается справедливым. Далее сформированные по длительности широкие трехфазные импульсы поступают на блок 7 предварительного формирования, где из них формируют управляющие импульсы для основных, коммутирующих и подзарядных тиристоров. Усиленные выходными формирователями 8 они поступают на тиристоры. Все вышеизложенное справедливо для любого преобр-азователя, в том числе для автономных и зависимых инверторов, для выпрямителей.

Устройство для управления преобразователем позволяет легко осуществить изменение длительности широких импульсов любого преобразователя за счет применения си-, стемы фазовой автоподстройки частоты в дополнительных задающего генератора, пересчетного кольца, фазового детектора и элемента совпадения.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем, содержащее последовательно соединенные задающий генератор и пересчёт кое кольцо, блок предварительного формирования, подключенный к входу выходных формирователей импульсов, отличающееся

тем, что, с целью получения регулируемой длительности широких импульсов пересчетного кольца, оно дополнительно снабжено последовательно соединенными задающим генератором, пересчетным кольцом, элементом совпадения, а также фазовым детектором, причем выход пересчетного кольца подключен к входу элемента совпадения, выход которого соединен со входом блока предварительного формирования, входы фазового детектора подключень к выходам пересчет5 ных колец, выход подсоединен к входу дополнительного задающего генератора, а второй вход дополнительного задаюшего генератора подключен к входу основного задающего генератора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ка лашников Б. Е., Кривицкий С. О., Энштейн И. И., Системы управления инверторами, М., «Энергия, 1974. с. 91. 25 2. Отчет ЛИИЖТ, 1971, Л., Разработка асинхронного привода для электропоезда переменного тока с рекуперативным торможением.

3. Техотчет № 73025704, ОАЮ.120424.ИОВ НИИЭМ, 1973.

К тиристорам