Устройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 H02M1/08 

Изобретение отнсзсится к области пре)бразовательной техники и предназначено ОЛЯ управления многофазными силовыми статическими преобразователями преимущественно в высокоточных быстродействующих электроприводах постоянного тока, например, в электроприводах подач современных станков с программным управлением, в электропривойах динамических моделирующих стендов, в электропр№воцах роботов-манипуляторов и т.д. Известно устройство одноканального (})азового управления вентильнь1ми преобразователями, содержащее формирователь .импуль-сов синхронизации фазы А, устройство фазосмещения, выход которого подключается к цепям управления вентилей всех фаз, причем вентили (})азы А подключаются не посредственно к выходу устройства фазосмещения, а вентили фаз В и С - через соответствующие устройства выдержки времени lJ . Однако такое устройство имеет низкое быстродействий вследствие вносимого запаздывания -стройствами выдержки времени в фазы В и С. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению явл5 йтся устройство, содержащее синхрониза- гор вьфаботки последовательности импуль;ов, привязанных к фазНьПу напряжениям ;ети, общий на бсе зы генератор опорного (например, пилообразного) напряжения, орган сравнения опорйого напряжения с сигналом управления, формирователь управляющих импульсов и схему их распределения по фазам. Причем все элементы соединены последовательно в указанном порядке 2. Недостатком такого устройства является ограниченнь1й диапазон регулирования углов отпирания вентилей. Оно обеспечивает драпазон регулирования; углов отпирания вентиле.й не больще чем 36O/h1 эл.град. (где т- число фаз), т,е, не обеспечивает перекрытия диапазонов регулирования углов отпирания вентилей (|)аз. Так, например, при работе трех-

фазного управляемого выпрямителя на овигатель постоянного тока реализация , всех режимов его работы требует mianaзона регулирования углов оттфания вентилей каждой фазы, равного 180 эл.град. Таким образ ом, диапазоны регулирования всех фаз должны перекрываться на б О эл.грац.

Цель предлагаемого изобретения - расширение диапазона регулирования углов отпирания вентилей.

Указанная цель достигается тем, что в устройство dднoкaнaльнoгo фазового управления вентильными преофазователями, имеющее синхронизатор, генератор опорного напряжения, выход которого и выход источника сигнала управления подключены ко входам qDraHa сравнения, а его вькод - через формирователь управляющих импульсов ко нхооу схемы распределения их по фазам, введены два RS-тригера с тактируемыми S -входами, две схемы совпадения и, креме того, синхронизатор снабжен каналом формирования вспомогательных импульсов, а генератор саперного напряжения - дополнител.ьньсм входом синхронизации. При этом первый выход синхронизатора соединен с R -вхО дом первого триггера, с 5 -входом второго триггера и с однимиз нходов первой совпадения, другой вход которой I подключен к Q -вьгходу первого тригге- ра, а Q -выход этого т{ иггера соединен с Т-входом второго триггера. Выход же введенного канала синхронизатора соеди.нен с Т1 -входом второго триггера и с одним из входов второй схемы совпацения, другой вход которой подключен к Q -вьрсоду второго триггера, а Q -выход этого триггера соединен с Т-входом пер вого триггера. Кроме того, выходы схем совпадения соединены со входами генератора опорного напряжения, а 5-нход первого триггера подключен к выходу фср мирователя управляющих импульсов.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на примере устройства управления трехфазным силовым статическим 1 1реобразователем с диапазоном регулирования углов отпираниявентилей по фазам, равным 180 эл.град.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 (а, б, в, г, д, е, ж, 3, и, к, ... р) - диаграммы, поясняющие ее работу.

. Устройство содеряшт синхронизатор 1, имеющий два выхода импульсов синхронизации (А и В соответственно), два

S-триггера 2 и 3 с тактируемыми Sвходами, две cxoMi.i совпадения 4 и S, енератор опорного пилообразного напряения 6, в состав которого входят два азделительных диода 7 и 8, образующие ыходные цепи синхронизации, рабочий конденсатор 9 и источник тока 10; орган равнения 11, источник Сигнала управлеия 12, формирователь управляющих импульсов 13 и схему распределения управляющих импульсов 14.

Устройство работает следующим обра-, зом.

Орган сравнения 11 осуществляет сравнение сигнала источника управления 12 с оперным пилообразным напряжением ге- нератора 6, которое формируется на рабочем конденсаторе 9 путем разряда его ПОСТОЯННЫМ током источника 10. В момент равенства с,игнала управления и . опорного напряжения орган сравнения 11 изменяет свое состояние, а формирователь 13 осуществляет формирование импульса управления заданной длительности (фиг. 2г, д). Зарйд рабочего конденсатора 9 осуществляется через разделительные диоды 7 и 8 либо импульсами с выхода А синхронизатора 1 через схему совпадения 4, либо импульсами с выхода В . через схему совпадения 5 в функции временного положения импульсов управления с формирователя 13 относительно перекрываемых участков диапазонов регулирования углов отпирания вентилей. При сигналах управления, равных нулю или меньших определенного значения, заряд рабочего конденсатора 9 осуществляется импульсами.с выхода В синхронизатора, а при больших сигналах - импульсами с выхода А. Благодаря этому при малых сигналах управления в пиле отсутствует перекрываемый участок, с.оответствующий большим углам отпирания вентилей, а при больших сигналах - перекрываемый участок, соответствующий малым углам отпирания (фиг. 2). Импульсы синхронизатора 1 с вькодов А и В соответствуют началам и концам диапазонов регулирования углов отпирания вентилей всех фаз, которые в данном случае совпадают с точками естественного зажигания положительных и отрицательных полуволн напряжений сети (фиг. 2а, б, в).

Управление цепями заряда рабочего конденсатора 9 .осуществляется с помощью двух триггеров 2 и 3 и двух схем совпадения.. 4 и 5 следующим образом. При сигнале управления Uy О па вь ходе источника 12 (фиг, 1) импульсы на выходе формирователя 1.3 отсутствуют (фиг. 2 г, д). При этом триггер 2 будет нахоаиться в нулевом состоянии (Q О, фиг. 2 ж,э) которое подтверждается импульсами с выхода А синхронизатора 1, поступаю- . щие на Т1-аход (нулевой вход) этого триггера. Триггер 3 будет формировать импульсы, соответствующие перекрываемым участкам диапазонов регулирования (фиг. 2 к), перебрасываясь в нулевое со стояние при поступлении импульса на R-вход (нулевой) с выхода В синхронизм тора 1 и в единичное состояние при по ступлении импульса на такт1фуемый S вход с вькода А синхронизатора 1 (на Т-входе этого триггера действует логической единицы с Q-выхода тригге- ра 2) - фиг, 2 а, и, к, л. i В результате нулевой сигнал с Q-вы хода триггера 2, действующий на входе схемы совпадения 4, запрещает прохождение импульсов синхронизатора 1 на заряд рабочего конденсатора 9, а импул сы с С| выхода триггера 3, поступающие на вход схемы совпадения S, разрещают прохождение импульсов -синхронизации 1 на заряд рабочего конденсатора (фиг. м, н, г). При и f О формирователь 13 вырабатывает импульсы в момент равенства сигнала управления и спешного напряжения (фиг. 2 г, д). Если ременное положение этого импульса, поступающего на S-вход триггера 2, совпадает с перекрываемым участком; диапазонов регулирования (сигнал с Q -выхода триггера 3, подаваемый на Т-вход триггера 2), то триггер 2 продолжает оставаться в нулевом состоянии (фиг. 2 в, ж, з), а заряд рабочего конденсатора 9 осуществляется по-прежнему импульсами с вь хода А синхронизатора 1 (фиг. 2 г, м). Если же временное положение импул сов с формирователя 13 не совпадает с перекрываемым участком диапазонов регулирования, то триггер 2 перебрасывается этим импульсом в единичное состоя ние (фиг. 2 е, ж), а импульсом с выхода А синхронизатора 1 - в нулевое состояние (фиг. 2 ж). Триггер 3 будет при этом находиться в нулевом состоянии, так как импульсы с выхода А синхронизатора 1 на тактрфуемом S-входе триггера 3 не будут совпадать с сигналом Q-выхода триггера 2, а импульсы с выхода В синхронизатора, поступающие на К-вкод этого триггера, будут подтверждать нулевое состояние триггера (фиг.2 и, к, л). В результате заряд рабочего «сондёнсатора 9 будет осуществляться дмпульсами с выхода А синхронизатора через схему совпадения 4 (фиг. 2 ж, н, При этом параметры зарядньсж. цепей генератора настраиваются таким образом, чтобы прямой ход onqpHoro напряжения в обоих случаях совпадал с требуемым прямым ходом (пунктир на фиг. 2 г), который отражает необходимый диапазон, регулирования углов отпирания вентилей всех фаз. Настройка осуществляется путем согласования амплитуд импульсов со схем совпадения 4 и 5 и величины тока источника 1О (фиг. 1). Таким образом предлагаемое устройство позволяет получать практически любой диапазон регулирования углов отпирания вентилей всех фаз, натлоть до полного перекрытия. Формула изобретения Устройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями, содержащее синхронизат э, генератор опорного напряжения, выход которого и выход источника сигнала управления подключены ко входам органа сравнения, а его выход - через формирователь управляющих импульсов ко входу схемы распределения их по фазам, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазонов регулирования углов отпирания вентилей, в него введены два RS-триггера с тактируемыми 5-входами, две схемы совпадения и, кроме того, синхронизатор снабжен каналом формирования спомогательнь1х импульсов, а генератор опорного напряжения - дбполнительным входом синхронизации, при этом первый выход синхронизатора соединен с Ц-вх.одом первого триггера, с S-входом второго триггера и с одним из входов первой схемы совпадения, другой вход кото- , рой подключен кО-вьссоду первого триггера, а Q-выход этого триггера соединен с Т-входом второго триггера, выход же введенного канала синхронизатора соедиен с К-входом второго триггера и с одим из входов второй схемы совпадения, зрутой вход которой подключен к Q-выоду второго триггера, а Q -вьсход этого триггера соединен с Т-аходом первого триггера, кроме того, выходы схем совпГоп Г ° генератоpa опорного напряжения, a S-аход первого триггера - к выходу формирователя ГО триггера - к выходу Аппмкпп,.с, управляющих импульсов.. Источники информации, принятые во внимание при экспертшю i. cisato D.. MaHam L ., mpoved SCP. Firing C rcniiS. Eeectronic E. ivieerin l965. 37.146. 2. свидетельство СССР № 125605, кл. Н 02 Р 13/16; 02 М 1/08 (прототш).

unnyfbC