Устройство для управления инвертором Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в управляемых преобразователях в частности для управления инверторными агрегатами электрифицированных железных дорог 3,3 кВ постоянного тока. Известны устройства для управления преобразователем 1, содержащие блок задержки, работанхций в диапазоне равном интервалу дискретности преобразователя и распределитель, использу ющий логику системы прямоугольных импульсов пьедесталов, по ширине равных основаниям полусинусоид питающих напряжений .йля распределения импульсов управления по каналам. Недостатком устройства является то, что управляющие импульсы сначала формируются, а затем производится их смещение по фазе и пропуск по нужным кансшам. В случае выхода из строя ка нала регулирования, т. е. исчезновения импульсов на выходе блока задержки исчезают управляющие импульсы во всех каналах, что приводит к опрокидыванию инвертора и снижению Нт1дежности его работы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления инвертором 2, содержащее трехфазный трансформатор, логические элементы НЕ в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каждой фазы трансформатора через последовательно соединенные резисторы и диоды и к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны. Выходы логических элементов НЕ подключены на один из входов триггеров, к одним выходам которых подключены элементы формирования и усиления управляющих импульсов, а второй выход триггеров через элемент логики НЕ подключен к средней точке цепочки RC и ни вход функциональных элементов нуль-орган на второй вход которых подается напряжение управления, а выход присоединен на второй вход триггеров. К недостаткам известного устройства относится зависимость момента появления импульса в каждом канале об скорости заряда конденсатора этого канала, которая определяется многими факторами (емкостью конденсатора, сопротивлением резисторов, точностью настройки нуль-органа) и не является стабильной во времени, а также сложность схемы, что снижает надежность устройства. Цель изобретения - повышение надежности работы устройства для управления инвертором. Поставленная цель достигается тем что устройство для управления инвертором, содержащее трехфазный трансформатор, логические элементы НЕ в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каждой фазы трансформатора через последовательно соединенньв резисторы и диоды к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны .и логические элементы ИЛИ-НЕ в каждом канале, к выходам каждого из которых подключены элементы формиров ния и усиления управляющих импуль - сов, дополнительно снабжено формирователем прямоугольных импульсов, преобразователем их ширины и усилителем, причем формирователь собран по схеме на логических элементах ИЛИ-НЕ, входы которых подключены параллельно входам логиа преобраческих элементов зователь выполнен на транзисторе времязадающей RC-цепочке и элементе, задержки, вход которого подклю-чен к выходу формирователя, а выход через усилитель включен на один из входов логических элементов НЕ каждого канала, другие входы которых подключены к выходам элементов НЕ своего и соседнего каналов. На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устррйства; аа фиг. 2 - временные диаграм мы в узловых точках схемы. Устройство содержит трехфазный трансформатор 1 к вторичным обмотка которого присоединены катоды диодов 2-7, аноды которых через резисторы .8-13 подключены на входы логических элементов НЕ 14-19. К этим я«е входам подключены аноды стабилитронов 20-25, катоды которых присоединены к средней точке вторичных обмо ток трансформатора 1 и к общей точке схемы. Выходы логических элементов НЕ 14-19 подключены на входы ло гических элементов ИЛИ-НЕ 26-31 соответственно 14 к 26 и 30, 15 к 2 и 31, 16 к 26 и 28, 17 к 27 и 29, 1 к 28 .и 30, 19 к 29 и 31. Выходы лог ческих элементов ИЛИ-НЕ 26-31 че рез конденсаторы 32-37 подключены на входы элементов формирования 3843, выходы которых присоединены к входам элементов усиления 44-49. Вх ды формирователя прямоугольных импульсов 50, собранного по схеме И ИЛИ-НЕ на логических элементах 51-54, подключены к днодам стабилитр нов 20-25, а его выход подключен ко входу преобразователя ширины импуль сов 55, собранного на элементе Эадержки 56, резисторах 57 и 58 и конденсаторе 59 время задающей RC-цепочки и транзисторе 60, на вход которого подается управляющее напряжение. Выход преобразователя 55 через усилитель 61 подключен ко входам логических элементов ИЛИ-НЕ 26-31. Принцип работы устройства поясняется диаграммами фиг. 2. При включении трансформатора 1 в сеть трехфазного напряжения промышленной частоты на его вторичных обмотках появляется синусоидальное напряжение. Через диоды 2-7 на входы логических элементов НЕ 14-19 подаются отрицательные полуволны синусоиды, которые ограничиваются по амплитуде с по.мощью стабилитронов 20-25 и резисторов 8-13. Элементы 14-19 преобразуют пологикилуволны синусоиды в прямоугольные импульсы шириной 175° эл. каждый и сдвинутые относительно друг друга на . На логические элементы ИЛИ-НЕ 26-31 указанные импульсы подаются таким образом что образуют паузу в 60 эл. на входе каждого элемента. Полуволны синусоид, которые поданы на входы логических элементов ИЛИ-НЕ 51-53 - формирователя импульсов 50, образуют на выходах каждого элемента импульсы шириной 5 эл. со сдвигом на 180 эл. Эти импульсы суммируются и преобразуются ИЛИ-НЕ логическим элементом На выходе указанного элемента по-, является НЕСТЬ импульсов шириной 55дл. чередующихся через .бО эл. Эти импульсы поступают на вход элемента Задержка 56, преобразователя 55 на выходе которого формируются импульсы, ширина которых определяется управляющим напряжением на входе и параметрами преобразователя 55. Появление (передний фронт) импульса на выходе элемента задержки 56 преобразователя 55 определяется временем зарядки конденсатора. 59, которое может регулироваться резистором 57 (установка начального угла регулирования) и транзистором 60 и резистором 58 (сдвижка угла регулирования). С -выхода элемента 5.6 импульсы после усиления в усилителе 62 .пйступают на входы элементов ИЛИ-НЕ 2€-31. На выходе каждого из элементов 26-31 сигнал появляется только при отсутствии сигналов на всех трех его входах, например, на выходе элемент:а 26 сигнал появляется только при отсутствии сигнала на выходе элементов 14, 16 и 18. При изменении, например, увеличе.нии напряжения на базе транзистора 60 уменьшается время задержки элемента 56,,сигнал на его выходе появляется раньше (пунктирная линия), соот.ветственно сдвигается в сторону oneрежения задний фронт импульса на выходе элемента 26. Аналогично сдвигается задний фронт импульса на выходе остальных элементов 27-31. Выходные импульсы формируются конденсаторами 32-37 и элементами формирования 44-49 в момент исчезновения сигнала на выходе элементов 26 31, При сдвижке заднего фронта импул са на указанных элементах в сторону опережения, соответственно сдвигаются в сторону опережения выходные импульсы. При уменьшении напряжения управления будет сдвигаться в обратную сторону задний фронт импульса на выходе элементов 26-31 и соответственно выходные импульсы. Благодаря формирователю серии импульсов, преобразователю их ширины и :усилителю исключается возможность ис чезновения импульсов при выходе из строя регулирующего элемента, так ка управляющие импульсы формируются с помощью прямоугольных импульсов, подаваемых элементами логики НЕ 14-19, что повышает надежность работы устройства. Формула изобретения Устройство для управления инверто ром, содержащее трехфазный трансформатор, логические элементы НЕ в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каж дой фазы трансформатора через последовательно соединенные резисторы и диоды и к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны и логические элементы ИЛИ-НЕ- в каждом канале к выходам каждого из которых подключены элементы формирования и усиления управляющих импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено формирователем прямоугольных импульсов, преобразователем их ширины и усилителем, причем формирователь собран по схеме на логических элементах ИЛИ-НЕ, входы которых подключены параллельно а преобравходам элементов зователь выполнен на транзисторе, время задающей RC-цепочке и элементе Задержки, вход которого подключей к выходу формирователя, а выход через усилитель включен на один из входов логических элементов ИЛИ-НЕ каждого канала, другие входы которых подключены к выходам элементов НЕ своего и соседнего каналов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зюбин В. Ф. Системы управления вентильными преобразователями на базе логических ин тегральных схем . Автореферат диссертации МИЭТ, М., 1971, гл. 2. 2.Соколов С, Д. и др. Монтаж, наладка и эксплуатация полупроводниковых преобразователей тяговых подстанций, Транспорт, М., 1972, с. 7278.