Устройство для управления преобра-зОВАТЕлЕМ HA пОлНОСТью упРАВляЕ-МыХ ВЕНТиляХ Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями на полиостью управляемых вентилях.

Известно устройство, содержащее генератор импульсов и блок, управляющий частотой генератора в функции разности между действительным и заданным значениями регулируемой величины 1 .

Недостатком известного устройства является ненадежная работа в динамических режимах, а также малое быстродействие при , работе преобразователя в режиме компенсатора.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее бистабильный блок, выход которого подключен к управля ющим электродам вентилей, узел сравнения выходного тока преобразователя и тока задания, блок синхронизации, входы которого подключены к клеммам для подключения к сети переменного тока 2.

Недостатком устройства является малое быстродействие при сбросе тока нагрузки, так как преобразователи, нагруженные на реактор, имеют большую постоянную времени.

Цель изобретения - увеличение быстродействия при сбросе нагрузки.

Поставленная цель достигается тем, что известное устройство снабжено блоком форсирования спада тока, выполненным на триггере, четырех элементах И, двух элементах ИЛИ и элементе ИЛИ с инвертирующим выходом, причем выходы двух элементов ИЛИ подключены к раздельным входам бистабильного блока, а Входы - к выходам элементов И, первые входы которых попарно подключены к выходам блока синхронизации, а вторые также попарно - к выходам триггера, один из входов которого непосредственно, а другой - через элемент ИЛИ с инвертирующим выходом подключены к выходу узла сравнения выходного тока преобразователя и токи задания и к счетному входу бистабильного блока.

На фиг. 1 изображена схема предлагаемого устройства для управления преобразователем; на фиг. 2 - диаграммы токов и напряжений, иллюстрирующие принцип работы преобразователя в области опережающих углов О; начиная с момента запуска до установивщегося режима и от установившегося режима, до сброса нагрузки. Устройство содержит бистабильный блок 1, выполненный, например, в виде триггера с раздельными входами, счетный вход Т которого подключен к узлу 2 сравнения и к выходам R и S триггера 3, к одному из них S - непосредственно, а к другому R - через элемент ИЛИ 4. Раздельные входы R и S подключены к выходам элементов ИЛИ 5 и б, входы которых подключены к выходам элементов И 7-10. Первые входы элементов И 7 и 10 подключены к одному из выходов блока 11 синхронизации, а первые входы логических элементов И 8 и 9 - к другому выходу блока 11 синхронизации, вторые входы логических элементов И 7 и 9 - к одному из выходов триггера 3, а вторые входы элементов И 8 и 10 - ко второму выходу триггера 3. Входы блока 11 синхронизации подключены к клеммам для подключения к сети переменного тока. Устройство работает следующим обраПосле подключения преобразователя, силовая часть которого выполнена по двухполупериодной схеме, напряжение с выхода узла 2 сравнения имеет нулевой уровень. При этом триггер 3 устанавливается в такое состояние, при котором единичный уровень напряжения с его выхода разрешает прохождение импульсов напряжения и 1 и и I, соответствующих моменту прохождения синусоидального напряжения через ноль через элементы И 7 и 9 соответственно, и элементы ИЛИ 5 и 6 на входы R и S бистабильного блока 1; В зависимости от фазы переменного напряжения первый импульс U i поступает на один из входов бистабильного блока 1, например на вход R. Тогда триггер устанавливается в положение, при котором открывается вентиль 12. К коммутирующему дросселю 13 прикладывается положительная полуволна напряжения U, вследствие чего ток через него резко возрастает. В момент времени 11 (фиг. 2) проходит следующий импульс напряжения U с блока 11 синхронизации через элемент И 9 и элемент ИЛИ 6 на вход S бистабильного блока 1, перебрасывает его в состояние, при котором открывается вентиль 14. Ток, протекающий через дроссель, продолжает возрастать. В момент времени 11 ток, снимаемый датчиком 15 тока, достигает величины тока уставки З, при этом срабатывает узел 2 сравнения и импульс напряжения, поступающий на счетный вход бистабильного блока 1 перебрасывает его в другое состояние, открывая вентиль 12, к которому приложено отрицательное напряжение. После коммутации тока Зс его величина сначала уменьшается, а затем в области положительного значения напряжения увеличивается. При достижении током установивщегося значения, которому соответствует -определенная величина тока уставки 3s в момент времени t узел 2 сравнения снова срабатывает, вызывая запирание вентиля 12 и отпирание вентиля 14. В преобразователе наступает установившийся режим, характеризующийся искусственной коммутацией вентилей, когда ток через вентиль и соответственно ток сети 7t. начинают протекать с опережением на 90° по отнощению к напряжению сети. Импульсы U} и Ui| с выходов элементов ИЛИ 5 и 6, соответствующие импульсам U.| и U поступающие на входы R и S бистабильного блока 1. подтверждают состояние бистабильного блока. При сбросе тока нагрузки преобразователя до нуля (выключение) или до другого установивщегося значения путем уменьшения тока уставки, на выходе узла 2 сравнения в момент времени 13 появляется положительный уровень напряжения, который переводит триггер 3 в другое состояние. Единичный уровень напряжения, снимаемый с другого выхода триггера 3, разрешает прохождение импульсов U i с блока синхронизации через элемент И 10, элемент ИЛИ 6 на вход S бистабильного блока 1 и импульсов и Z через элемент И 8, элемент ИЛИ 5 на вход R бистабильного блока 1. Одновременно положительный уровень напряжения с выхода узла 2 сравнения переводит бистабильный блок 1 в другое состояние, т. е. запирается вентиль 12, горящий с момента времени t4И отпирается вентиль 14, к которому в данный момент прикладывается отрицательное напряжение. В момент времени tg импульс управления Ug с блока 17 синхронизации поступает на элемент И 8, элемент ИЛИ 5 и на вход R бистабильного блока 1, а с него - на отпирание вентиля 12, к которому в данный момент также прикладывается отрицательное напряжение. Отпирание каждого вентиля в этом случае происходит в момент начала отрицательной полуволны напряжения трансформйтора относительно анода вентиля, т. е. происходит сдвиг напряжения управления вентилями на угол « эл. град. Это означает, что с момента tj ЭДС самоиндукции дросселя LJ. начинает работать напротив ЭДС сети, что приводит к форсированному спаду тока. Быстродействие устройства существенно возрастает. Предлагаемое устройство повышает надежность и увеличивает быстродействие при сбросе и набросе нагрузки преобразователей, работающих в режиме принудительной коммутации. Формула изобретения Устройство для управления преобразователем на полностью управляемых вентилях, содержащее бистабильный блок, выход которого подключен к управляющим электродам вентилей, узел сравнения выходного тока преобразователя и тока задания, блок синхронизации, входы которого подключены к клеммам для подключения к сети переменного тока, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия при сбросе нагрузки, оно снабжено блоком форсирования спада тока, выполненным н триггере, четырех элементах И, двух элементах ИЛИ и элементе ИЛИ с инвертирующим выходом, причем выходы двух элементов ИЛИ подключены к раздельным входам бистабильного блока-, а входы - к выходам элементов И, первые входы которых попарно подключены к выходам блока синхронизации, а вторые также попарно - к выходам триггера, один из входов которого непосредственно, а другой - через элемент ИЛИ с инвертирующим выходом подключены к выходу узла сравнения выходного тока преобразователя и тока задания и к счетному входу бистабильного блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Писарев А. Л. и Деткин Л. П. Управление тиристорами преобразователями. М., «Энергия, 1975, с. 105.

2.Авторское свидетельство СССР № 668059, кл. Н 02 Р 13/16, 1979.

-Jj i„

гГпА А

Уз 2 3 t/f. Фиъ.г ts