Устройство для управления однофазным статическим преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/18 

помощи тиристоров, содержащее коль;цёвую пёресчетную схему, соединенную ICO входами основных элементов совпадёйия, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомогательных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход к блоку управления инвертором, введейы дополнительные элементы совпадения и два делителя частоты, причем входы двух групп основных элементов совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пересчетной схемой, а их выходы - с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами совпадения, выходы дополнительных элемент ов совпадения подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером 2,3...2i, а их входы - к ячейкам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером 1,2... (2i-l) и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тока подключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - диаграммы напря жений на отдельных элементах схемы.

Устройство для управления однофазным статическим преобразователем содержит задающий генератор 1, триггер 2 с делителем 3 частоты, вспомогатёльные элементы 4-15 совпадения; 16-27, основныеэлементы 28-39,. 40-5 совйадения, кольцевую пересчетную схему 52-63 на ячейках, датчик тока 64, дополнительные элементы 65-69,70 74 совпадения, делитель 75 частоты,, блок 76 управления инвертором.

Силовая часть преобразователя содержит инвертор 77, циклоинвертор 78-89 на тиристорах, подключенных ко вторичным обмоткам 90-95силового тpaнcфop «aтopa, и нагрузку96.

Выходы зада ощего гёнера тора 1| формирующего однополярныв короткие импульсы, подключены к .послейовательно соединенным тригг-еру 2 и делителю частоты 3 вс11бмо гательнЙЙ1 элемё тами 4-15 и 16-27 сйвЛадёнйя, выходы которых подкл1очены к цепям управления тиристоров циклоййвёртора а их входы - к соответствующйМ оснрвньм элементам 28-39 и 40-51 совпадения, подключенным к кольцевой пересчетной схеме 52-63 на ячейках иtfasifcMвыходам триггера, и к . . дополнительным элементам 65-69, 7074 совпадения, входы которых связаны соответствующими ячейками кольцевой пересчетной схемы и с вторым дополнительно введенным делителем 75 частоты, подключенным к задавэдему генератору, при этом блок 76 управления инвертором соединен с триггером, а датчик 64 тока включен в цепь питания инвертора 77. Циклоконвертор на тиристорах 78-89 подключен ко вторичным обмоткс м 90-95 с:илового трансформатора. ...

Рассмотрим работу устройства для управления однофазным статическим преобразователем при работе его на активноиндуктивную нагрузку. Задающий генератор 1 формирует однополярные сигналы 97 с частотой, равной , рабочей частоте инвертора (звена повышенной частоть. Длительность указанных импульсов выбирается равной времени восстановления тиристоров циклоконвертора. По заднему фронту сигнала 97 срабатывает триггер 2, на выходе которого формируется напряжение прямоугольной формы, которое подаётся на блок 76 управления инвертором. Инвертор 77 формирует прямоугольное напряжение 98 (фиг. 2). Одновременно к выходу триггера 2 подключен делитель 3 частоты, на выходе которого формируется сигнал в h раз ниже рабочей инвертора 77(в рассматриваемом случае количество подынтервалов в тактовом интервале равно 4). Напряжение 99 с выхода делителя 3 частоты поступает на кольцевую пересчетную схему с m ячейками (в рассматриваемом варианте ), на выходе которых формируются прямоугольные сигналы в равной длительности (на выходе первой ячейки 52 формируется сигнал длительностью tg- t, на выходе второй ячейки 53 - t j-tgiHa выходе третьей ячейки 54 - tg- t,H т. д.). Далее указанные сигналы с кольцевой пересчетной схе№1 и сигнал с триггера поступает на остновные элементы 28-39, 4051 совпадения.с выходов которых сигналы 100-111 поступают на управляю-щиё электроды тиристоров циклоконвертора соотйетственно выход, например, 84 подклк)чен К тиристору 84 и т. д.) В рассматриваемой схеме каждая ступень выходного напряжения формируется несколькими импульсами (четырьмя) за счет циклического подключения, например, двух одинаковых обмоток 93 и 92, а блок управления осуществляет формирование необходимых сигнало в управления. Закон, управления обеспечивает работоспособность преобразователя на нагрузку, у которой ток отстает от напряжения не более одного Тактового подынтервала. Для обеспечения питания нагрузки с меньшим коэффициентом мощности необходимо формировать определенную последовательность дополнительных импульсов управления (узкие 100-:111 на фиг. 2 длительностью импульсов задающё пэ генератора).Так к моменту .. времени Ц ток нагрузкй переходит чёрез нуль на третьем интервале выход го напряжения 112(фиг, 2)необходимо перевести ток с вентиля 83 (хотя .управление и подается на вентиль 82 но ток течет через вентиль 83) на вентиль 85. Это достигается за счет подачи на указанный вентиль сигнала управления 107 в момент, представле ный на фиг. 2. За счет этого на вре длительности импульса задающего ген ратора к вентилю 83 прикладывается запирающее напряжение и он выключается, а ток нагрузки переходит в тиристор 85. Теперь подача очеред ного основного сигнала управления в момент t| не приведет к образованию короткозамкнутого контура и т. д. Формирование узких импульсов(не все осуществляют вспомогательные элемен ты 4-15 и 16-27 совпадения, входы которых связаны с основными элементами совпадения, задающим генератором, определяющим длительность необ ходимых дополнительных импульсов, датчиком тока, дающим информацию о величине фазового сдвига между током нагрузки и напряжением. Датчик 64 тока включен в цепь питания инвертор и формирует на выходе сигнал 113, .фронты которого связаны с моментом перехода тока или напряжения через нуль. Такая форма выходного сигнала легко реализуется за счет того, что в инверторном и выпрямительных режимах ток в цепи питания меняет свое направление. Таким образом, на выходе вспомогательных элементов совпадения сигнал появляется, когда есть сигнал с датчика тока, задающег генератора и основного элемента совпадения. В моменты окончания тактового интервала, кроме того, необходи мо сформировать дополнительные сигналы для перевода тока нагрузки с вентилей, формирующих, например, пер вую ступень, напряжения, на вентили, формирукяцие вторую ступень этого напряжения. Для этой цели, введен делитель частоты,на выходе которого формируются аналогичные задающему генератору сигналы с более низкой частотой, которые поступают на дополнительные элементы 65-74 совпадения. При этом еще один вход этих элементов совпадения подключен соответственно к ячейкам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером 1,2.. (2i-1), а их выходы - ко входам вспомогательных элементов совпадения с порядковым номером 2,...2 где 1 - количество тактовых интервалов в полупериоде выходного напряжения {в нашем случае ). Такое построение позволяет сформировать дополнительные импульсы управления в конце каждого тактового интервала. Как . видно, например, до момента времени t; одновременно импульсы управления поступсиот на тиристоры 83 и 81. Однако в этом случае включается тиристор 81, так как его потенциал выше потенциала тиристора 8.3, и, ток нагрузки перейдет в него, а на нагрузке будет в последующий момент времени формироваться вторая ступень выходного напряжения и т. д. Таким образом, предложенное устройство для управления статическим преобразователем позволяет работать на любую нагрузку независимо от формы напряжения инвертора, что позволит эффективно использовать подобные структуры силовых частей преобразователей для формирования напряжения любой низкой частоты. Формула изобретения Устройство для управления однофазным статическим преобразователем с многоступенчатой формой выходного напряжения за счет коммутации вторичных обмоток трансформатора при помощи тиристоров, содержащее кольцевую пересчетную схему, соединенную со входами основных элементов совпадения, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомогательных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход к блоку управления инвертором, о тлишающееся тем, что, с целью обеспечения работы преобразователя на нагрузку с любым коэффициентом мощности, оно снабжено дополнительными элементами совпадения и двумя делителями частоты, причем входы основных элементов совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пересчетной схемой, а их выходы - с выводами для подключения .к управляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами совпадения, выходы дополнительных элементов совпадения подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером 2,3... 2 I, а их входы .- к выходам кольцевой пересчетной схемы с поряд- . ковым номером 1,2... () и второму дополнительному.делителю частоты, подключенному к задающему генератору j при этом датчик тока подклюleH к выводам для подключения в силовой цепи, питания инвертора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2525693/24-07, кл. Н 02 Р 13/18, 1978. 2.Авторское свидетельство СССР 517133, кл. Н 02 Р 13/18, 1974.