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

Настоящее изобретение предназначено для формирования и выдачи импульсов управления сложными гиристорными преобразователями, в частности на электроподвижном составе в режимах тяги и рекуперации, Известно устройство управления тиристорными преобразователя 1 , содержащее нуль орган, триггер, распределитель импульсов, блоки ограничения угла управлени Недостатком данного устройства является сложность схемы. Из известных устройств управления тиристорными преобразователями наиболее близким по технической сущности является устройство для управления преобразова телем 2, содержащее источник прямоугольного переменного напряжения повышенной частоты, усилитель мощности с вы ходным трансформатором, вторичная обмот на которого через двухполупериодный выпрямитель подключена к цепи управления тиристора. В этом устройстве управление тиристо рами осуществляется посредством пачек импульсов переменного тока, В нем также предусмотрено два выхода: первый - от системы регулирования, второй - для подачи запрещающих сигналов. Недостатком данного устройства $шля- егся то, что оно не обеспечивает регулирования длительности выходного импульса, которая определяется длительностью сиг нала на первом входе. Использование генератора переменного напряжения (аналогичного типу Роэра), да к тому же а ждуuieM режиме, не позволяет обеспечить высокие требования устойчивости, повышенную крутизну переднего фронта выходного импульса. Для обеспечения необходимой помехозащищенности в данном устройстве предусматривается .дополнительный транзистор с дополнительным вторым входом. Таким образом, для защиты системы необходимо предусмотреть дополнительное устройство, которое: выдавало бы на этот вход на весь период пауз меж управляющими импульсами дежурный запрещающий сигнал, Кроме того, описанное устройство мало пригодно для управления большим числом тиристоров, гак как имеег ограниченную мощность. Целью насгояшего изобретения являет- ся упрощение регулирования длительности импульса управления, обеспечение мини мальных электрических, потерь, повышение помехозащищенности, а также обеспе-чение защиты тиристорных преобразователей or опрокидывания при их работе в режиме регулируемого ведомого сетью инвертора. Поставленнаяцель достигается тем, что устройство для управления тиристорными преобразователями с нерегулируемыми и регулируемыми по фазе плечами моста содержащее источник прямоугольного переменного напряжения повышенной часто ты и усилители мощности переменного тока, питающие индивидуальные для каждого тиристора импульсные трансформаторы, первичные обмотки которых соединены между собой последовательно, а вторичные через двухполупериодные выпрямители подсоединены к управляющим переходам тиристоров, снабжено элементом установки длительности управляющих выходных импульсов, например одновибратором с регулируемой щириной выходного сигнала, двумя элементами ИЛИ-НЕ, имеющими два или более входов, и выходом сигнала запрета из каждого усилителя мощности, причем на первые кходы логичес ких элементов ИЛИ-НЕ подключен выход одновибратора, на вторые входы - выход. ис,гочника прямоугольного переменного на пряжения повыщенной частоты, на третьи входы - выход сигнала aanpiBTa, а выходы логических элементов ИЛИ-НЕ подключены ко входу усилителя мощзности, кроме го го выходы с усилителей мощности нерегуч лируемыми по фазе тиристорными плечами включены на третьи входы элементов ИЛИ-НЕ в цепях усилителей мощности регулируемыми по фаза гиристорными плечами. На фиг. 1 приведена блек-схема чаЬти устройства, соответствующая одному плечу силовой тиристорной установки; на фиг. 2 - блок-схема системы управления применительно к тирисгорному преобразо- вагелю. Форма напряжения на выходе преобра зова геля ра бегающего в режиме регулируемого ведомого сетью инвертора пока зана на фиг. 3. Устройсгво для управления одним плечом преобразователя содержит элемент усгановки длигельносги управляющих выходных импульсов 1, например одисеибратор, и источник прямоугольного переменного напряжения повышенной частоты 2, например мультивибратор, выходы которых включены на входы элементов ИЛИ-НЕ 3, 4, а выходы этих элементов соединены с усилителями мощности 5. Все вышеперечисленные элементы объединены в один конструктивный узел - выходной каскад 6. Для подачи отпирающих импульсов на управляющий переход каждого тиристора устройство содержит импульсный трансформатор и двухполупериодный выпрямитель с конденсатором объединенные в блок 7. Первичные обмотки импульсных трансформаторов всех блоков 7 соединены последовательно и подключены к усилителям мощности 5. Управление одним плечом тиристорного преобразователя 8 осуществляется от одного выходного каскада 6. Управление выходными каскадами 6 осуществляется от блока управления 9. Запускающие сигналы с блока управления 9 подаются на первые входы выходных каскадов 6 в соотвегствии с алгоритмом работы плеч гиристорных преобразователей 8. Для обеспечения устойчивости сложного тиристорного преобразователя при его работе Б режиме ведомого инвертора предусматривается связь между выходными каскадами 6, управляющими различными плечами гирисгорных преобразователей 8. Запрещающие сигналы поступают с выходов запрета одних на вторые входы других выходных каскадов 6. В исходном состоянии на элементы ИЛИ- . НЕ 3, 4 поступают сигналы с источника 2 в очередности единида-нопь-единица..., в соответсгвии с частотой его настройки (оптимальный диапазон частот 20-1ООкГц), и с элемента 1 - сигнал: единица. После предварительного усиления сигнал поступает на усилитель 5. В резульгаге гого, чго элемент 1 имеег на выходе сигнал единицу, на выходе элементов ИЛИ-41Е 3, 4, а следовагельно, и на выходе усилителя мощности 5 сигнал будет равен нулю. В момент подачи на первый вход элементов ИЛИ-НЕ 3, 4 управляющих импуль сов произвольной формы элемент 1 ограбагываег выходной импульсный нулевой сипнал с длигельносгью обусловленной его настройкой. Для згой цели в элемензгё 1 предусмотрен специальньтй додсгроечный резистор (на схеме не показан). На период длительности нулевого импульса элемента 1 элементы ИЛИ-НЕ 3,. 4 пропускают пачки импульсов, вырабатываемых источником 2, а усилитель S усиливает ИХ ДО требуемой выходной мощности. Подача на логические элементы выходного единичного сигнала в нерабочий период позволяет повысить помехозащищенность устройства. Последовательно соединенные импульсные трансформаторы, входящие в блоки 7, обеспечивают выравнивание токов управления для всех тиристоров и формирование прямоугольной, их формы. Незначительные высокочастотные пульсации обусловлелные неидеальностью прямоугольного переменного напряжения на надежности системы не сказываются. При работе тиристорных преобразователей в режиме ведомого инвертора с определенными углами опережения и + IL открываются первые пары плеч преобразователя. В течение каждого полу периода в регулируемые моменты и подаются отпирающие импульсы на дополнительные плечи преобразователя. Для исключения захода регулируемых по фазе импульсов в зоне опережения с выходов выходных каскадов, работающих в , уЗ и , подаются запрещающие выxoдн.Ie сигналы на вторые входы выходных каскадов работающих с регулировани ем по фазе - о6/ И jTtoi . Формула изобретения 1. Устройство для управления тиристорными преобразователями с нерехулиру емыми и регулируемыми по фаза плечами моста, сх)дерзкащее источник прямсугольн го переменного напряжения повышенной частоты и усилители мощности переменно го тока, питанмине индивидуальные для каждого ТЕфистора импульс ые трансформаторы, первичные обмотки которых соединены между собой последовательно, а вторичные через двухполупериодные выпрямители подсоединены к управляющим переходам тиристоров, отличаю - щ с я тем, что, с целью упрощения регулирования длительности импульса управления, обеспечения минимальных электрических потерь и псжышения помехозащищенности, оно дополнЕ1%льно снабжено элементом установки длительноств управляющих выходных импульсов, например од- новибратором с регулируемой шириной выходного сигнала, двумя элементами ИЛИНЕ, имеющими два или более входов, и выходом сигнала засфета из каждого усилителя мощности, причем на первые входы логических элементов ИЛИ-НБ подключен выход одновибратора, на вторые входы выход источника прямоугольного переменного напряжения повьпиенной частоты, на третьи вкоды - выход сигнала запрета, а выходы логических элементов ИЛИ-НЕ подключены ко входу усилителя мошноств., 2. Усгройсгво по н. 1, о т л и ч а ю щ е а с я тем, чго, с целью обеспечения защиты тврасторных преобразователей от опрокидь(ванвя при их работе в режиме регулируемого ведомого сетью инвертора, выходы с усилителей мощности нерегулируемыми по фазе тнристорными плечами включены на третьи входы элементов ИЛИ-НЕ в цепях усилителей мощности регулфуемыми по фазе тирвсторнымн плечами. Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе 1.Тиристоры.(технический справоч- J ник). Перевод с английского под редакцией В. А. Лабунцсеа и др. Издание 2.-е оп. - М., Энергия, 1971, с. 123 124. 2.Авторское свидетельство СССР 440759, кл. И 02 Р 13/16, 1971.