Устройство для импульсно-фазового управления преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многофазными силовыми статическими реверсивными преобра зователями. Известно устройство формирования отпирающих импульсов для противофазных силовых тиристоров l которое содержит генератор тактовых импульсов, генератор пилообразного напряже ния, триггер, управляемый по счетному входу, два сумматора-компаратора, два формирователя длительности отпираиицих- импульсов, два усилителя отпи рающих импульсов и источник напряжения управления. Недостатком такого устройства является пониженная помехозащищенность, обусловленная наличи ем, элемента памяти (триггер, управляемый по счетному входу). Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению являет ся устройство импульсного фазового управления 2, предназначенное для управления одним вентилем и содержащее формирователь отпирающих импульсов, узел сравнения, генератор симметричного опорного напряжения. Выход генератора симметричного опорног напряжения подключен к одному из входов узла сравнения, а другой вход узла сравнения соединен с выходом входного устройства, вход которого предназначен для подк.шочения управляющего сигнала. Вход формирователя отпирающих импульсов подключен к выходу узла сравнения. Недостатком такого устройства является узкая область применения, вследствие того, что оно предназначено для управления одним силовым вентилем. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Указанная цель достигается тем, что известное устройство для управления преобразователем снабжено генератором прямоугольных симметричных импульсов и формирователем отпирающего импульса по отрицательному фронту, а узел сравнения - третьим входом,подключенным к выходу генератора прямоугольных симметричных импульсов,подключенного ко входу формирователя сим /|етричного опорного напря.ения,а формирователь отпирающего импульса по отрицательному (Ьронту подключен к выходу узла сравнения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - одно из возможных схемных решений устройства; на фиг. 3 диаграммы, пояснякяцие работу схемы; на фиг. 4 - реверсивный преобразователь , собранный по лвухполупериодной схеме выпрямления.

Устройство импульснотФазового управления содержит генератор 1 прямоугольных симметричных импульсов,синхронизированный с сетью,, выход «которого соединен со входом формирователя 2 симметричного Опорного напряжения, выход которого подключен к одному из входов узла 3 сравнения (3). К другому входу узла сравнения подг ключен выход генератора 1 прямоугольных симметричных импульсов, а третий вход узла 3 (З) предназначен для подключения управляющего сигнала. Выход узла 3 {З) coeдиv eн со входами двух соответствующих формирователей 4, 5 (4,5) отпирающих импульсов .

Рассмотрим работу устройства на примере управления парами противофазнб работаквдих вентилей реверсивного преобразователя, собранного по .двухполупериодной схеме выпрямления, который содержит трансформатор б со средней точкой, двигатель постоянного тока, вентили 7, 8, 9, 10 (фиг.4) На вход генератора 1 прямоугольных симметричных импульсов подается синхронизирующее напряжение синусоидальной формы, смещенное относительно питающего напряжения на 30 эл.градусов.

Генератор прямоугольных симметричных импульсов вырабатывает разнополярные Импульсы {фиг. 36), равные по длительности и амплитуде и смещенные относительно питающего напряжения (фиг. За) на 30 эл.градусов.Формирователь 2 симметричного опорного напряжения (фиг. 2), представляющий собой интегратор, формирует симметричное треугольное напряжение (фиг. Зв), которое поступает на вход каждого из двух узлов сравнения 3, З. Отметим, что для управления парой противофазно работающих вентилей 9-10 (7-8) используем узел 3 сравнения и формирователи 4-5, а для вентилей 7-8(9-10) - узел сравнения З и формирователи .

Суммарный сигнал на инверсном входе операционного усилителя, на базе которого реализован узел сравнения 3, представлен на фиг. 3г.

В момент равенства суммарного сигнала на инверсном входе операционного усилителя узла 3 нулю, он изменяет свое состояние (Фиг. Зд) и формирователь 4 формирует отпираквдий импульс, временное положение которого соапгщает с положительным фронтом (фиг. Зи) выходного сигнала узла 3,

а формирователь 5 - отпирающий импульс, временное положение которого совпадает с отрицательным фронтом (фиг. Зе) выходного сигнала узла 3. Импульс с выхода формирователя 4 предназначен для управления вентилем 10 (7) . Таким образом,для управления парой противофазно работающих вентилей используется генератор симметричного опорного напряжения, узел сравнения и два формирователя отпирающих импульсов.

Узел 3 сравнения, предназначенный для управления парой противофазно работающих вентилей 7-8(9-10).выполнен также на базе операционного усилителя/ отличающийся от узла 3 тем, что суммирование сигнала с выхода генератора 1 с сигналом формирователя 2 производится на неинверсном входе операционного усилителя узла 3 . Сумма этих сигналов на не-о инверсном входе эквивалентна сумме проинвертированных сигналов наинверсном входе, как это показано на фиг. Зз, где также показан и .управляющий сигнал, поступакяций на инверсный вход.

в момент равенства сигналов на дифференциальных входах операционного усилителя, на базе которого выполнен узел 3 , нулю, он изменяет свое состояние (фиг. Зи). Формирователь 4 формирует отпирающий импульс (фиг. 3л), временное положение которого совпадает с положительным фронтом выходного сигнала узла з , а формирователь 5 - с отрицательным фронтом выходного сигнала узла з(фиг.Зк Импульс формирователя 4 предназначен для управления вентилем 7(10),а импульс формирователя 5 - для управления вентилем 8(9). Таким образом, благодаря введению в известное устройство трех формирователей отпирающих импульсов, одного узла сравнения и соответствующих связей, удалось расширить функциональные возможности этого устройства за счет обеспечения управления двумя парами противофазно работающих вентилей реверсивных комплектов.

Как видно из вышеизложенного,данное устройство также является одним из наиболее простых вследствие того, что для начального смещения отпирающих импульсов (то есть при напряжении управления, равном нулю) используется сигнал генератора симметричных прямоугольных импульсов, который является частью генератора симметричного опорного напряжения, и общий на оба вентиля узел сравнения. Следует отметить, что для данного устройства в качестве источника управляющего напряжения не требуется источника с .дифференциальными выходами, а в случае применения вентилей с оптронной развязкой цепей управления отпадает

необходимость в формирователях отпйракщих импульсов, в качестве которых целесообразно использовать непосредственно сигнал с выходов узла сравнения. .

Формула изобретения

Устройство для импульсно-фазового управления преобразователем, содержащее формирователь симметричного опорного напряжения, выходом подключённый к одному входу узла сравнения, второй вход которого служит для подключения управляющего сигнала, выход подключен ко входу формирователя отпирающего импульса по положительному фронту, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено генератором прямоугольных симметричных импульсов и формирователем отпирающего импульса по отрицательному фроа ту, а узел сравнения - третьим входом, подключенным к выходу генератора прямоугольных сикметричных импульсов, подключенного ко входу формирователя симметричного опориого напр51жения, а формироратель отпирающего импульса па отрицательжжу фрон0ту подключен к выходу узла сравнения.

Источники информации/ принятые во внимание при экспертизе

1.Патент ГЯР 110725, кл. Н 02 Н 1/08, 1971.

2.Шипиляо В.Л.Булатов О.Г. Расчет полупроводниковых систем управления вентильшАШ преобразователями. М., Энергия, 1966, с. 40.