Способ управления тиристорами мостового преобразователя постоянного тока и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

лёйШ ОДИН ИЗ тиристоров цепи отбора энергии, который включается, когда ток йкбря достигает отсечки при работе пары тиристоров, обеспечивающих торможение, может не выключитьсякгйбйенту по дачи импульсов на тиристоры, обеспечивающие вращение двигателя в первоначал ном найравлении, что приводит к дополнительной загруасе устройства включеifflTH тиристоров, и, кроме того, не позво пйёт уменьшить значение сопротивления резистора цепи отбора энергии ниже опре деленной величины.... Цель изобретения - Повьппёнйё надежности устройства и снижение установленной мощности коммутирующих элементов. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления тиристорами мостового преобразователя постоянного тока, состоящем в том, что для вращения двигателя в одну сторону включают одну из пар тиристоров моста в каждый такт коммутации, 6ткл1ючают каждый из этих тиристоров Поочередно через такт, а для торможения двигателя включают другую пару тиристоров отключав вышеуказанную пё1ру тйрйСТоров и включают тиристоры цепи отбора энергии, включение fHpHCTiSpOB цепи отбора эйёргии произвЬдят одновременно с отключением Бторьго из двух тиристоров одной из пар тиристоров моста, а при торможений двигателя до включения другой пары тиристоров моста вновь . включают и отключают тиристоры первой пары. Данный способ реализован устройством, содержащим мостовой тиристорный импульсный преобразователь, цепь отбора энергии которбго состоит из резистора, подключенного, двумя встречно-паралпельннмй тиристорами к якорю двигателя, широтно-импульсный модулятор, вы полненный на двух пороговых элементах, тактовом генераторе импульсов, и счет Ш р11ГГбрё, два индикатора широтно-м дулированных импульсов, импульсные уси йатёлй для управления тиристорами моста и тиристорами цепи отбора энергии, дополнительно снабжённым двумя группами элементов И, содержащих по два элемента И каждая, тремя элементами ИЛИ, двумя фо р оватеМй ЙШ КсЪв) определенной длительности, ййдивддуальнЩл элементом И, причем между вьпсодом каждого порогового элемента модул . Topia и входами соответствующйхушли тепе и импульсов включены прСЛёДователь НО первый элемент ИЛИ, первый и второй элементы И первой группы и второй элемент ИЛИ, первый и второй элемент И второй группы соответственно, к выходу каждого из индикаторов щиротно-модулированных импульсов подключено по одному формирователю импульсов определе1шой длительности, причем прямые выходы упомянутых формирователей импульсов соединены через третий элемент ИЛИ с одним входом индивидуального элемента И, другой Вход которого соединен с третьим выходом генератора тактовых импульсов, а выход индивидуального элемента И соединён со входами первого и второго логического элемента ИЛИ, инверсный выход первого формирователя импульсов определенной длительности подключен ко входу первого элемента И второй группы, инверсный выход второго формирователя импульсов подключен ко входу первого элемента И первой группы, выходы двух триггеров первого индикатора широтномодулированных импульсов подключены к двум входам второго элемента И второй группы, а выходы Двух триггеров, второго индикатора широтно---модулированных импульсов подключены к двум входам второго элемента И первой группы. На фиг. 1 представлен мостовой тиристорный импульсный преобразователь, на фиг. 2 представлено устройство для управления тиристорным импульсным преобразователем. . Тиристорный импульсный преобразователь 1ФИГ. 1) содержит тиристоры моста, встречно-параллельно соединенHbfe тиристоры 5 и 6, обеспечивающие подключение резистора отбора энергии 7 параллельно якорю двигателя 8. Диоды 9-12 образуют обратный мост, а дроссели 13 и 14 являются выходными элеметтами устройства выключения тиристоров. Устройство для управления (фиг.2) содержит шир&тно-импульсный модулятор 15, состоящий из жтового генератора 16 импульсов и двух пороговых элементов 17 и 18. Тактовый генератор 16 имеет три выхода, на первом выходе подключенном к Пороговым элементам 17 и 18 появляются импульсы напряжения пилообразной формы с прямоугольным выбросом -В начале периода. На втором выходе, подключенном к триггеру 19 со Счетным входом импульсы соответствуют переднему фронту прямоугольного в тброса, а на третьем выходе - заднему фронту прямоугольного выброса. Выход каждого из пороговых эпеменJTOB 17 и 18 .через первый и второй лог ческие элементы 20 и 21 ИЛИ и через первый и второй логические элементы 22 и 23 И первой группы и элементы 24 и 25 И второй группы соединены с усилителями 26-29 импульсов. Кроме того, к выходу каждого, из первых элементов 22 и 24 И подсоединено по индикатору 30 и 31 импульсов. Каждый из индикаторов 30 и 31 содержит по два последовательно срединенных, симметричных триггера, соответственно 32иЗЗ, 34и35ипо логическому элементу 36 и 37 И, к одному вхо ду которых подключен датчик 38 режима рекуперации, К выходу каждого логического элемента 36 и 37 И, являющихс выходным звеном индикатора 30 и 31 ш ротно-модулированных импульсов подсоединены усилители 39 и 40 импульсов. К двум вхЬдам каждого второго элемента 23 и 25 И подсоединены инверсные выходы триггеров 32-35 К выходу каждого из индикаторов 30 и 31 широтно-модулированных импульсов, кроме тог подключено по одному формирователю 41 и 42 импульсов определенной длительности. Прямые вьЗкоды формирователей 41 и 42 импульсов подключены к третьему логическому элементу 43 ИЛИ, а инверсные выходы формирователей - ко вто рому вхойу логического элемента 22 и 24 И. Выход третьего элемента 43 ИЛИ сое динен с одним входом индивидуального элемента 44 И, второй вход которого подключен к третьему выходу генератора так товыхцмпульсов 16. Выходиндивидуальног элемента 44 И подключен к одним входам первого и второго логических элементов 20 и 21 .ИЛИ. Работа устройства заключается в следующем. При включении тиристоров 1 и 2 двигатель 8 вращается в одну сторону, при включении тиристоров 3 и 4 двигатель . изменяет направление вращения на противоположное. Первоначально якорь двигате ля вращается с номинальной частотой вра щения, при этом в работе находятся тиристоры 1 и 2, которые включаются одновременно в начале периода коммутац затем в.конце периода отключается один из них, например, тиристор 1. В начале второго периода вновь подаются управляющие импульсы на трфисторы 1 и 2, по окончании периода отключается другой тиристор 2. При необходимости снижения скорости вращения прекращается подача управляюиих импульсов на тиристоры 1 и 2 и после двух очередных коммутаций, после отклю-. . чения второго тксристора, включается тиристор 5. Якорный ток продолжает проходить замыкаясь через резистор 7 и тиристор 5, благодаря электромапштной энергии, накопленной на индуктивностях. В следующий такт коммутапии вновь включаются тиристоры 1 и 2, при этом |ТИристор 5 отключается, так как к нему прикладывается напряжение источника питания в обратном направлении. Через два такта после включения тиристоров 1 и 2 последние отключаются, причем после этого отключения тиристоры 5 и 6, шунтирующие якорь, не включаются, а включаются тиристоры 3 и 4. При включении тиристоров 3 и 4 начинается процесс торможения. Так как ЭДС якоря направлена согласно с напряжением источника, ток якоря быстро достигает уровня отсечки, при этом прекращается подача управляющих импульсов на тиристоры 3 и 4. После отключения этих двух тиристоров 3 и 4. включается тиристор б, ток якоря замыкается через резистор 7, .часть э горгии двигателя рассеивается в резисторе 7, при этом ток якоря двигателя 8, замыкаясь через резисто(э 7, уменьшается. После снижения тока ниже уровня токоограничения вновь включаются тиристоры 3 и 4, при этом тиристор 6 отключается и ток якоря вновь возрастает. Описанные шйслы переключения тиристоров продолжаются до тех пор, пока скорость вращения двигателя ,снизится до значения, соответствующего установленной величине. Ток якоря Iуменьшится и управляющиеимпульсы внЬвь начйут поступать на тиристоры 1 и 2. Подача управляющих импульсов на тиристоры 3 и 4 осуществляется в порядке, аналогичном описанному,т.е. вводится дополнительное включение тиристоров 3 и 4 после отключения которых тиристор 6 не включается, и только после отислЮчёния тиристоров 3 и 4, когда импульс управления на тиристор 6 не подается, включаются тиристоры 1 и 2. Описанный порядок переключения тиристоров целесообразно использовать только в режимах рекуперации кинетической энергии двигателя и приводимого им механизма, т.е. при работе двигателя во втором квадрате при токе Зд /3 ток ограничен. 7.73 ; В зависимости от прлярности входного сигнала работает один из пороговых элементов 17 или 18 ИЛИ модулятора 15(см. фиг. 2), с выхода которого через логические элементы 20 или 21 ИЛИ, первые логические элементы 22 или 24 И и вторые логические элементы 23 или 25 И поступают на усилители 26 и 27 или 28 и 29 импульсов, управляющие тиристорами 1-4 моста преобразователя. 6 режиме рекуперации энергии при тор мЪженйи, когда скорость вращения цвигiaтeля 8 сохраняет прежнее направление, ток Двигателя 8 достигает уровня отсечки и срабатывает пороговый элемент 17 иди 18 ИЛИ, обеспечивающий на якоре 8 напряжение, напр;эвленное встречно ЗДС коря. На выходе датчика 3S в этом сл чае будет логическая 1. При этом длительность широтно-модулированных импул сов станет равной нулю и в момент отклю ;чёнйй ьторого тиристора 2 издвух тирис торов 1 и 2 или 3 из двух тиристоров 3 и 4 одного направления на инверсном выходе второго триггера 33 или 35 будет логическая , в этот же момент сигнал, соответствующий логической появится на выходе индикатора 30 и 31 им пульсов (на выходе логического элемента 36 или 37 И. Появление сигнала логической 1, на выходе индикатора импульса аызывает срабатыва ше импульсного усилителя 39 или .40 управляющего тиристором 5 или 6 цепи отбора энергии и запускает формирователь импульса определенной длительности 41 или 42. Фор мирователь 41 или 42 обеспечивает на вькоде импульс несколько меньший длительности периода коммуташш. На этот интервал времени формирователь 41 и 42 инверсным выходом блокирует импульсы рругого порогового элемента 17 или 18 ИПИ и одновременно обеспечивает логическую 1 на одном входе индивидуального логического элемента 44 И, второй икс И которого соединен с третьим выходо тактового генератора 16, При этом дли тельность импульсов, формируемых формирователем импульсов 41 или 42 на 20-ЗО% меньше длительности периода коммутации, чем обеспечивается повторное включение тиристоров того же направ ления и, соответственно, отключение тиристора 5 и 6 цепи отбора энергии. В случае, когда после очередного цикла работы ток якоря 8 не достигнет уровня отсечки, выходной сигнал датчика 38 режима рекуперации будет соответствовать 7 логическому нулю и включение тиристора 5, и/ш 6 цепи отбора энергии не произойдет, при этом также не происходит и дополнительного принудительного включения рабочих тиристоров 1-4 преобразователя. Таким образом, при реализацииданного способа с помощью рассмотренного устройства предоставляется возможность повысить надежность путем исключения аварийных режимов и синзить установленную мощность коммутирующих устройств. формула изобретения 1.Способ управления тиристорами мостового преобразователя постоянного TOKai содержащего в себе тиристоры цепи отбора энергии, состоящий в том, что для вращения двигателя в одну сторону включают одну из пар тиристоров моста в каждый такт коммутации, отключают каждый из этих тиристоров поочередно через такт, а для орможения двигателя включают другую пару тиристоров, отключая выщеуказанную пару тиристоров, и включают тиристорыцепи .отбора энергии, отличающийся тем, что, с целью повышения найежности и снижения установленной мощности коммутирующих устройств, включение тиристоров цепи отбора энергии производят одновременно с отключением второго из двух тиристоров одной из пар тиристоров моста, а при торможении двигателя до включения другой пары тиристоров моста; вновь включают и отключают тиристоры первой пары. 2.Устройство для осуществления способа по п, 1, содержащее мостовой тиристорный преобразователь, цепь отбора энергии которого, подключенная параллельно якорю двигателя, состоит из резистора и двух встречно-;-параллельно включенных тиристоров, широтно-импульсный модулятор, вьшолненный на-Двух-пороговых элементах, генераторе тактовых импульсов с тремя выходами и триггере со счетным входом, два индикатора щиротно-модулировйнных имйульсов, каждый из которых содержит в себе по два триггера и элемент И, усилители импульсов, цатчий режима рекуперации, отличающееся тем, что оно снабжено двумя группами элементов И, содержащих по два элемента И каждая тремя элементами ИЛИ, двумя формирователями импульсов определенной длительности, индивидуальным элементом .И, причем между вь ходом каждого порогового эпемента модулятора и входами соответствующих усилите лей импульсов включены последовательно первый элемент ИЛИ, первый и второй элементы И первой группы и второй элемент ИЛИ, первый и второй элементы И второй грртп соответственно, к выходу каждого из индикаторов широтно-модулированных импульсов подключено по одному формирователю импульсов определенной длительности, причем прямые выходы упЬмянутых формирователей- импульсов соединены через третий элемент ИЛИ с одним входом индивидуального элемента И, другой вход .котЬро го соединен с третьим выходом генератора тактовых дмпульсов, а выход ИНДИЕЙдуального элемента И соединен со входами первого и второго логического элеме та ИЛИ, инверсный выход первого формирователя импульсов опрецепенной длительности по лючеи ко входу первого элемента 1| второй группы, инверсный выход второго формирователя подключен ко входу первого элемента И первой группы, выходы двух триггеров первого индикатора широтно-модулированных импульсов подрлючень к двум входам второго элемента И второй группы, а вькоды двух триггеров второго индикатора широтно-модупи(роцанных . импульсов подключены к двум входам второго элемента И первой групры.

Источншсн информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР Ко 221118, кл. Н 02 р 5/06, 1967

2. Авторское свидетельство СССР № 421096, кл. Н 02 р 5/06, 1969,

Фиу.1