Устройство для управления реверсивным выпрямителем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/24 

Изобретение относится к силовой пре образовательной технике и предназначен для использоватгя в электроприводе пос тоянного тока, в электротерм ш и элвктротехнологни. Известны выфямители 1д, содержащие вентильный комплект из неуправляе мых вентилей, связанный с питающей сетью через параметрический источник тока. Подобные устройства имеют токовую внешнюю характеристику, устойчивы к режимам короткого замыкания, в нагрузочной цепи, имеют высокий коэффициент мощности. Однако управление такими устройствами может быть осущес-г впено лишь внешними средствами: путем изменения структуры параметрического источника (переключение обмоток трансформатора, переключение рактавных элементов), что обусловливает низкое быстродействие и надежность. В таких устройствах невозможен реверс направле ния тока, неприменима быстродействующая защита по управляющим электродам. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления управляемым реверсивным выпрямителем . Силовая часть вьтрямителя Ьостоит из Двух встречнопараллельно включенных вентильных управляемых комплектов, связанных с питающей сетью через m -фазный параметрический источник тока. Устройство управления содержит нуль-органы толков параметрического источника, генератор тактовых импульсой, состоящий из дифференцирующих цепей и элемента ИЛИ датчик нулевой паузы, состоящий из пересчетного блока, источника пилообразного и управляющего напряжения и компаратора, а также распреде1В1тель и датчик реверса. Устройство обладает рядом 1тедостатков, В нем .возможно образование контура, закорачивающего параметрический источник в моменты, когда элементы поопецнего накопили больщую энергию. Это требует увеличения установленной мотаности оборудования выпрям,ителя и снижает надежность его работы. Во-вторьи вёнтшги одного из комплектов поЬтоям но открыты во время паузы, таким обра зом, во время нулевой паузы включаетс большее число вентилей, чем необходимо для фу жЦибНйрования выпрямителя, что требует увеличения мощности выход нь1х каскадов устройства у трабления. Целью изобретения Является снижение установленной мощности вьтрямителя и повышение надежности его работы. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления реверсивным вьmpямитeлeK, состоящим из ёстречНсь-параллёльных вентильйых комплектов и m -фазного параметрическогр источника тока, содержащее m нуль-оргайов тока, связанньк с генератором та импульсов и распределителем, дач чик нулевой паузы и датчик реверса, введены три элемента И и триггер, причём выход генератора тактовых импульс связан со входами всех элементов И, вт рой вход первого элемента И связан с выходом датчика нулевой паузы, а вы-, ход - со счетным входом триггера, вторы е входы второго и третьего элементов И связаны с инверсным выходом да чика нулевой паузы, а третьи входы с пряйым или инверсным выходом датчика реверса соответственно, выход второго элемента И связан с R -входом триггера, а выход третьего, элемента И с S -входом триггера, выход триггера присоединён к оаспределителю. Структурная.схема устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 - схема силовой части выпрямителя (для otipeделенности принята трехфазная мостовая схема включения вентилей) на фиг. 3временные диаграммы, поясшаощие работу устройства. Устройство содержит нуль-органы токов 1-3, генератор 4 тактовых импульсов, датчик 5 нулевой паузы, датчик 6 реверса, распределитель 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, третий элемент И 10, триггер 11, параметрический источник тока 12, вентили 13-18 первого вентильного комплекта, вентили 19-24 второго вентильного ком плекта, нагрузку 25. На диаграммах: 26 - токи параметри «юского источника 27- выходной ток в п{иГмйт«л я 28 - )1ЯЮ1циё Жм1 ватйрис1оры первого вентильного комплекта, 29 - управлякяцие импульсы второго комплекта. Принцип действий устройства заклк чается в следующем. При отсутствии импульса нулевой паузы устройство управления выдает в циклическом порядке естественного отпирания управляющие импуль-: сы длительностью на вентили одHoiho комплекта (временной интервал t на диаграмме, 28), соответствующего сигналу на выходе датчика реверса. Например, при сигнале на прямом выходе, датчика реверса и на инверсном вькоде датчика нулевой паузы на входе триггера 11 логическая единица, на выходе триггера имеется сигнал на включение вентилей первого комплекта. При наличии на инверсном выходе датчика реверса 6 логическая единица подается на вход триггера 11 и он вьщает на распределитель сигнал на включение вентилей только второго комплекта. В таком режиме работы через нагрузку протекает максимальный ток (диаграмма 27). На диаграммах 27, 28, 29 указаны номера вентилей, вступающих в работу в каждом такте, а на диаграмме 27 номера вентилей, включенных в предществующих таксах и проводящих ток в данном такте. При формировании сигнала нулевой паузы (логическая 1 на прямом выходе датчика нулевой паузы), на выходах элементов И 9 и 1О логические О. Через элемент И 8 осуиюствляется счетный запуск триггера 11. При этом на его выводе возникают поочередно сигналы, соответствующие включению вентилей перюго комплекта либо второго комплекта. Триггер 11 переключается в моменты тактовых импульсов. Указанное поочередное включение венгалей представлено на диаграммах 27, 28, 29 (временной интервал ,j-.Q ). Т1рк этом все фазы параметрического источника тока соединены накОрОт)0 и ток через нагрузку не протекает (пауза тока в нагрузке, диаграмма 27.) Таким образом, в течение паузы управляющие импульсы подаются только на один вентиль в каждом такте, ток проводят одновременно не более трех вентилей. После исчезНовеш1Я.сигнала нулевой паузы на датчике 5 восстанавливается первоначальный режим, причем тбк в нагрузке протекает в найравлении в соответствии с сигналом датчика реверса 6 (временной интервал t/ia. диаграммах фиг. 3 , показатш для определенност работа вентилей второго комплекта после паузы). Максимальная задержка в вос становлении тока в нагрузке после паузы не превосходит двух тактов. Подача тактовых импульсов -енератора 4 на входы всех Элементов И 8-10 обеспечивает изменение состояние схемы Tonbjco в моменты прохождения через нуль выходного тока параметрического источника 12, 1фи этом осуществляется оптимальное течение переходных процессов в силовой схеме, типовая мощность может быть за счет этой оптимизации переключений значительно уменьшена по сравнению с прототипом. Распределитель 7 выполняет функцию логического совпадения двух сигналов: сигнала с выхода нуль-органов тока 1-3, указьшающего, к какой фазе должен принадлежать включаемый в дaннo такте вентиль, и сигнала с выхода триггера 11, указывающего, к какому вентильному комплекту принадлежит включаемый вентиль. Триггер 11 при переходе к режиму паузы вы полняет функции памяти запоминая, на какой комплект подавался управляюйщй импульс в предшествующем такте. Структура распределителя в предлагаемом устройстве значительно npouie, чем структура аналогичного узла в устройствепрототипе. Таким образом, устройство позволяет уменьшить типовую мощность силовой 4a

ти вьтрямителя, поскольку коммутации р схеме происходят только при нулевых значениях тока параметрического источника данной фазы. Уменьшается мощность выходных каскадов устройства управления, поскольку во всех режимах работы управляющий импульс поцает;я в каждом такте только на один вентиль. Упрощается реализация распределителя. Указанные щзеимутретьего элемента И с 5 -входом триггера, выход триггера присоединен к распределителю.

Источники информации, принятые ВО вннма1ше при экспертизе

1.Труды МЭИ, вып. 159, М., 1973, с. 57-62.

2.Автфское свидетельство СССР № 554598, кл. Н 02 Р 13/16, 1976. (ПёСтва по сравнешпо с прототипом позволяют уменьшить стоимость устройства и повысить его надежность за счет оптимизации хода электромагнитных проце ссов. В связи, с этим устройство может найти iuHpoKoe применение в электроприводах с момФнтными характеристиками, в установках для питания электрошлаковьпс и руднотбрмкческих печей и в Других технологических, установках. Ф ормула изобретения Устройство для управления реверсивным выпрямителем состоящим из встречно-параллельно включенных вентильных комплектов и m /фазного параметрического источника тока, содержащее IT нульорганов тока, связанных с генераторбм тактовых импульсов и распределителем, датчик нулевой паузы и датчик реверса, отл и чаю шееся тем, что, с целью С1шжения типовой мощности выпрямителя и повьпцения надежности, оно снабжено тремя элементами И и триггером, причем выход генератора тактовых импульсов связан со вхоиамн всех элементов И, второй вход первого элемента И связан с вьгеодом датчика нулевой паузы, а вЬ1ход- со счетным входом триггера, вторые входы второго и третьегоэлементов И связаны с инверсным выходом датчика нулевой пауabij а третьи входы с прямым или инверсным выходом датчика реверса соответственно, выход второго элемента И связан с R -входом триггера, а выход

(pui.f

иг,3