1
Изобретение относится к системен управления тиристорными импульсньзми преобразователями постоянного тока.
Известны дискретные устройства уп-j равления, содержащие задающий генератор, соединенный с тактовым счетчиком импульсов, который подключен к дешифраторам, соединенным с реверсивными счетчиками управления, подключенными JQ к управляющему органу через распределительное устройство 1.
Устройство, позволяет осуществлять дискретный сдвиг управляющих импульсов шестифазного преобразователя, для15 увеличения плавности регулирования которого введено распределительное устройство ij
Однако в аварийных режимах данное устройство не позволяет осуществлять 20 изменение смещения во времени работы фаз преобразователя.
Наиболее близким к предлагаемому является дискретное устройство для автоматического управления многофаз- 25 ным тиристорным широтно-импульсным преобразователем электровоза постоянного тока, содержащее защгисщий генератор, соединенный с тактовым счетчиком импульсов, подключенным к двум 30
дешифраторам, один из которых подключен к реверсивному счетчику управления, соединенному шинами набора и возврата позиций с управляющим органом, выполненньв в виде контролера машиниста и блока авто2 атического1..управления и позволяет Осуществлять управление m параллельно соединенными двухфазными преобразователями, у которых одна фаза может быть представлена однофазньв преобразователем.
Однако эта дискретная схема управления при выходе из строя одной из фаз преобразователя продолжает управление остальными фазами без изменения смещения во вр емени работы фаз преобразователя, что приводит к усложнению режимов работы источника питания в связи с возникновением биений входного тока, что может привести к ухудшению состава гармонических составляющих.
Цель изобретения - повышение качества регулирования в аварийных режимах.
Указанная цель достигается тем, что в устройство для дискретного управления многофазным вентильным преобразователем, содержащее задающий генератор с выходом, соединенным со
входом тактового счетчика, своиьти выходами подключенного к двум дешифраторам, один из которых входными шинами подключен к реверсивному счетчику управления, соединенному шинами набора и возврата позиций с управлякадим .органом и блок защиты введен дополнительный функциональный блок, содержащий элементы И, НЕ, ИЛИ, при этом выходные шины дешифраторов соединены с одними входами соответствующих элементов И функционального блока, к другим входам которых подключены соответствующие выходы блока защиты, подключенные также к элементу ИЛИ, выход которого подсоединен к эле менту НЕ, соединенному с входами соответствующих элементов И, а выходам элементов И функционального блока подключены к управляющим электродам вентилей преобразователя.
На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого дискретного устройства управления многофазным преобразователем; на фиг. 2 - схема функционального блока; на фиг. 3 - схема многоФазного (чётырехфазного) тиристорноимпульсного преобразователя, управление работой которого осуществляется С помсэдью предлагаемого устройства; на фиг. 4 - диаграммы процессов в элементах преобразователя в случае работы всех фаз; на фиг 5 - диаграмм процессов в элементах преобразователя при выходе из строя второй фазы преобразователя с изменением смещения во йремени работы фаз преобразователя при помощи предлагаемого устройс:;тва.
Дискретное устройство управления содержит задающий генератор -1, которы выполнен в виде мультивибратора и соединенный с тактовым счетчиком 2 имПульсов, представляющим собой д зоигиый счетчик со сквозным переносом един;-:цы и соединенный своими 2 п выхода1ли (п - число триггеров в счетчиках) с дешифраторами 3 и 4, выполненными J3 виде диодных матриц, Дешифратор 4 соединен также 2 п входами с реверсивным счетчиком 5, выполненным в виде двоичного счетчика и соединенным с управляющим органом 6 шиной 7 набора и шиной 8- возврата позиций; кроме того, дешифраторы 3 и 4 соединены с функциональным блоком 9 выходньп и шинами, которые являются входами 10, 11 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22 и 23 в блок 9. Выходы 24, 25, 26 и 27 функционального блока 9 идут на управляющие электроды главных тиристоров 28, 29, 30 и 31 соответственно,- а выходы 32, 33, 34,и 35 идут на управляющие электроды коммутирующих тиристоров 36, 37, 38 и 39. Кроме того функциональный блок 9 соединен выходами 40, 41, 42 и 43 сблоком защиты силового преобразователя, причем 40-й идет с блока защиты 1-й фазы; с блока эащи1ы 11-й фазы; 42-й с
блока защиты 111-й фазы; 43-й с блока защиты IV-й фазы. Входы 40,41, 42 и 43 от блока защиты подключены к элементу ИЛИ 44 и соответственно к элементам И 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, , 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67 и 68; вход 11 подключен к элементам И 45, 51, 57 и 63; вход 13 - к элементам И 46, 52, 58 и 48; вход 15 - к элементам И 47, 54, 59, 65; вход 17 - к элементам И 48,
54,66; вход 20 - к элементам И 49,
55,61, 67; вход 23 - к элементам И 50, 56, 62, 68.
Кроме того функциональный -блок 9 содержит элемент НЕ 69, который своим выходом подключен к элементам И 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 и 77, другие Входы которых подключены к соответствующим входам 10, 12, 14, 16, 18, 19, 21 и 22, а выходы указанных элементов
0 И - к соответствующим выходам 24, 25, 26, 27, 32, 33, 34 и 35.
Многофазный тиристорно-импульсный преобразователь состоит из четырех фаз 78, 79, 80 и 81, которые содержат главные тиристоры 28, 29, 30 и 31, закрытие которых осуществляется с помощью коммутирующих тиристоров 36, 37, 38 и 39 при приложении напряжения коммутирующих конденсаторов 82, 83, 84 и 85 к соответствующим главным тиристорам; кроме того, преобразователь состоит из обратных диодов 86, 87, 88 и 89 и общей нагрузки 90, которая может быть раздельной.
Многофазный тиристорно-импульсный преобразователь, управление которп1м возможно с помощью предлагаемого устройства, работает следую11и{м образом.
При открытии главного тиристора 2й первой фазы 78 к нагрузке 90 прикладывается напряжение источника питания и в цепи нагрузки 90 ток возрастает от принятого минимального значения niin Д° максимального источнике питания ток i возрастает аналогично. После истечения требуемой продолжительности импульса происходит открытие коммутир тощего тиристора 36 и главный тиристор 28 закрывается. Ток в нагрузке в период паузы поддерживается через обратный диод 86 благодаря электромагнитной энергии, накопленной в период импульса, причем в период паузы ток как в нагрузке, так и в сети, снижается по экспоненте .от значения до i tVin Р и t 0,25 Т производится открытие главного тиристора 29 второй фазы 79 и процессы в нагрузке и в сети повторяются. При открытии комм1;.тирующего тиристора 37 главный тиристор 29 закрывается. Через 0,25 Т. после открытия главного тиристора втЗрой фазы произбодится открытие главного тиристора 30 третьей фазы и через 0,25 Т после открытия главного тиристора 30 открывается главный тиристор 31 четвертой фазы 81 и далее работа фаз преобразователя повторяется. При выходе из строя одной из фаз преобразователя, например второй, работа преобразователя продолжается с прежним сдвигом между фазами на 0,25 Тф. Однако, учитывая, что вторая фаза из работы исключена, например при помощи автоматического выключателя, в цепи нагрузки и в то же вре мя в источнике питания, ток снижается не до значения i,| , а ниже (кривая 1 фиг. 4), или может наступить режим прерывистых токов (кривая 2, фиг. 4), что усложняет режим работы источника питания. Предлагаемая система управления позволяет в случае возникновения аварийных режимов при выключении одной из преобразователя автоматически изменять смещения во времени открытия тиристоров остальных фаз, при этом смещение во времени и между фазами равно 1/3 Т (фиг. 5). Ток в сети в данном случае пульсирующий с постоянной минимальной и максимальной амплитудой. Дискретное устройство управления многофазным преобразователем работает следующим образом. При поступлении от задающего генератора 1 импульсов на тактовый счетчик 2 триггеры последнего изменяют свои состояния, в соответствии с кото рыми информация в виде кодов поступает на дешифратор 3. Диодная матрица дешифратора 3 набрана таким образом, что на выходных щинах 10, 12, 14 и 16 появляются импульсы, не сдвигаемые во времени и смещенные относительно друг друга на 0,25 Т и на выходных шинах 11, 13 и 15 появляются импульсы, смещенные относительно друг друга на 1/3 Тф. По указанным выходным шинам импульсы проходят на функциональный блок 9, имеющий соответствующие входы Одновременно при поступлении импульсов от управляющего органа б на ревер сивный счетчик 5 по шине 7 набора по зиций происходит изменение состояний триггеров реверсивного счетчика. При совпадении состояний триггеров такто вого 2 и реверсивного 5 счетчиков на выходах 18, 19, 21 и 22 появляются импульсы, смещенные относительно дру друга на 0,25 Тф , и сдвинутые относительно соответствующих импульсов, идущих по выходам 10, 12, 14 и 16 на величину iji (i число импульсов, поступивших на реверсивный счет чик по щине набора позиций), а по вы ходным шинам 17, 20 и 23 смещенные о носительно друг друга на 1/3 Т и сдвинутые относительно соответствую щих импульсов идущих по шинам 11, 13 и 15 также на i (1) . Учитывая, что при отсутствии .аварийных режимов с блока защиты не поступает сигнал по выходам 40, 41, 42 и 43 на. элементы ИЛИ 44 и далее на элемент НЕ 69, с выхода элемента НЕ поступает сигнал на элементы И 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 и 77. Импульсы, поступая по выходу 10 дешифратора 3 на элемент И 70 проходят на выход 24 функционального блока 9 и далее на главный тиристор 28 первой фазы преобразователя. С выхода 18 дешифратора 4 импульсы поступают на элемент И 74 и далее по выходу 32 на коммутирующий тиристор 36 первой фазы. С выхода 12 дешифратора 3 импульсы поступают на элемент И 71 и далее на главный тиристор 29 второй фазы преобразователя. По истечении времени (1) с выхода 39 дешифратора 4 импульсы проходят на элемент И 75 и далее по выходу 33 на коммутирующий тиристор 37. По выходу 14 дешифратора 3 импульсы, поступая на элемент И 72, следуют по выходу 26 на главный тиристор 30 третьей фазы преобразователя. На комм тирующий тиристор 38 импульсы поступают с дешифратора 4 по выходу 21 через элемент И 76 и выход 34. На главный тиристор 31 четвертой фазы 81 преобразователя импульсы поступают с дешифратора 3 по выходу 16 через элемент И 73 и выход 27, а на коммутирующий тиристор 39 четвертой фазы преобразователя - с дешифратора 4 по выходу 22 через элемент И 77 и выход 35. При выходе из строя одной из фаз преобразователя, например второй 79, производится выключение последней с помощью автоматического выключателя и одновременно подается потенциальный сигнал по выходь 41 на элемент ИЛИ 44 и на элементы И 45, 46, 47, 48, 49 и 50. Сигнал, поступая по выходу 41 на элемент ИЛИ 44, проходит на элемент НЕ 69, в связи с чем сигнал.с элементов И 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76 и 77 исчезает. Поэтому импульсы с дешифраторов 3 и 4, идущие по выходным шинам 10, 12, 14, 16, 18, 19 и 22, не прохоДят на соответствующие выходы 24, 25, 26, 27, 32, 33, 34 и 35. Учитывая, что вторая фаза из работы исключена и продолжают работать три фазы, происходит изменение смещения в работе фаз, которое теперь рав- но 1/3 Тф. Устройством управления указанное изменение смещения обеспечива- Ется следующим образом. Импульсы, следуя с дешифратора 3 по выходной шине 11, поступают на элемент И 45 функционального блока 9, на другой вход которого подан потенциальный сигнал с выхода 41 блока защиты, проходят на выход 24 и далее на главный тиристор 28 первой фазы. На коммутирующий тиристор 36 первой фазы импульсы поступают с дешифратора 4 по выходной шине 17 через элемент И 48 и выход 32. Через 1/3 Тф импульсы поступают на главный тиристор 30 третьей фазы с дешифратора 3 по выходной мине 13 через элемент И 46 и выход 26, а закрытие главного тиристора 30 проиэ всдаится -открытием коммутирующего тиристора 38 путем подачи управляющего импульса с дешифратора 4 по выходной шине 20 через элемент И 49 и по выходУ 34 И, наконец, на главный тиристор 39 четвертой фазы импульсы поступают через 1/3 Тф после включения в работу третьей фазы с дешифратора 3 по выход ной шине 15 через элемент И 47 и выход 27. Коммутирующий тиристор 39 чет вертой фазы открывается при поступле нии импульса с дешифратора 4 по выход ной шине 23 через элемент И 50 по выход у 3 5. При выходе из строя третьей фазы 80 в работе остаются первая, вторая и четвертая фазы, управление котор1э1ми со смещением во времени на 1/3 T,p осуществляется следующим образом. От блока защиты поступает сигнал по входу 42 на элемент ИЛИ 44 и одновременно на элемент И 51, 52, 53, 54, 55 и 56, чем достигается подача управ ляющих импульсов на главный тиристор 28 первой фазы от дешифратора 3 по вы ходу 11 через элемент И 51 и выход 24, а на коммутирующий тиристор 36 первой фазы - от дешифратора 4 по выходу 17 через элемент И 54 и по выхо-ДУ 32. Главный тиристор 29 второй фазы от крывается при поступлении управляющег элемента с дешифратора 3 по выходной шине 13 через элемент И 52 и через выход 25 функционального блока. Коммутирующий тиристор 37 этой же фазы открывается при поступлении управляющих импульсов с дешифратора 4 по выходу 20 через элемент И 55 и выход 39 Открытие главного тиристора 31 чет вертой фазы 81 осуществляется импульсами, идущими с дешифратора 3 по выходной шине 15 через элемент И 53 фун кционального блока 9 и выход 27, а коммутирующего тиристора 38 четвертой фазы - при подаче управляющих импульсов с дешифратора 4 по выходной шине 23 через элемент И 56 и выход 35, В случае выхода из строя четвертой фазы 81 в работе остаиотся первая вто рая, и третья фазы, открытие тиристоров у которых смещено по времени 1/3 Тф. От блока защиты сигнал поступает по выходу 43 на элементь И 57, 58, 59 60, 61 и 62 функционального блокс1. На главный тиристор 28 первой Фазы по выходу 11с дешифратора 3 импульс-ы поступают через элемент И 57 и вых(эд 26, а на коьс тирующий тиристор 36 этой же фазы - по выходу 17 с дешифратора 4 через элемент И 60 и выход Главный тиристор 29 второй фазы от крывается благодаря поступлению управляющего импульса с дешифратора 3 по выходу 13 через элемент И 58 к по выходу 25, коммутирующий же тиристор 37 этой же фазы открывается при поступлении импульсов с дешифратора 4 по выходу 20 через элемент И 61 и выход 33. Главный тиристор 30 третьей фазы открывается при поступлении управляющего импульса с дешифратора 3 и по выходу 15 через элемент И 59 и выход 26, при этом коммутирующий тиристор 38 от крывается при поступлении управляющего импульса с дешифратора 4 по выходу 23 через элемент И 62 и выход 34. Наконец, при выходе из строя 1-й фазы управление остальными фазами происходит следующим образом. На главный тиристор 29 второй фазы импульсы поступают с дешифратора 3 по выходу 11 через элемент И 63 и выход 25; на коммутирующий же тиристор 37 импульсы поступают с даиифратора 4 по выходу 17 через элемент И 66 и выход 33. Главный тиристор 30 третьей фазы отпирается при подаче управляющих импульсов с дешифратора 3 по выходу 13 через элемент И 64 и выход 26 При этом коммутирующий тиристор 38 открывается при подаче управляющих импульсов с дешифратора 4 по выходу 20 через элемент И 67 и выход 34. Главный тиристор 31 четвертой фазы открывается при поступлении с дешифратора 3 управляющих импульсов по выходу 15 через элемент И 65 и выход 27, а ком тyтиpyющий тиристор 39 при поступлении управляющих импульсов от дешифратора 4 по выходу 23 через элемент И 68 и выход 35. Таким образом, при применении предлагаемого дискретного устройства управления многофазным преобразователем представляется возможность при выходе из строя одной из фаз преобразователя осуществляг.- автоматическое изменение смещения времени открытия тиристоров фаз относительно друг друга, что позволяет устранить биения тока в источнике питания, улучшить состав гармонических составляющих. изобретения Устройство для дискретного управления многофазным вентильным преобразователем, содержащее задающий генератор с выходом, соединенным со входом тактового счетчика, своими выхоДг1ми подключенного к двум дешифраторам, один из которых входными шинами подключен к реверсивному счетчику управления, соединенному шинами .чабора и возврата позиций с управляющим органом, и блок защиты, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулирования в аварийных режимах, оно дополнительно снабжено функциональньом блоком, содержавшим элементы И, НЕ, ИЛИ, при этом выходные ины дешифраторов соединены с одними входами соответствугощих элементов И функционального блока, к другим вхолам которых подключены соответствуюйше
выходы блока защиты, соединенные также с элементом ИЛИ, выход которого подключен к элементу НЕ, соединенному выходом с входами соответствующих элементов И, а выходы элементов И функционального блока подключены к управляющим электродам силовых вентилей преобразователя.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1,Авторское свидетельство СССР № 424290, кл. Н 02 Р 13/16, 1971.
2.Труды Днепропетровского института инженеров транспорта, вып. 163, 1975, с. 21-26 (прототип).
От dfow защити
teJ
Фиг.З
