1 . . Изобретение относится к силовой преобразо; вательной технике и может быть использовано в полупроводниковых преобразователях элекгроэнергии, предаазначенных для управления технологическими процессами или для автомахиэнроваикого электропривода. Известны полупроводниковые преобразователи электроэнергии 1. Известные полупроводниковые преоб зова- . тели не имеют достаточные надежиости, так как неработоспособность любого из звенье1В системы импульсио-фазового управле1ша вызы вает выход из строя преобразователя в целом. Наиболее близким к предлагаемсту является полупроводниковый преобразователь злектроэнергин, содержащий три системы импульсно- . фазового управления, выходы которых nowcnioчеиы к управляющему входу преобразователя,, а синхронизирующие входы - к источнику напряжения питающей сети, а также ключевые злеменп) с нормально открь1тыми контактами, включенные между управляющим входом преобразователя и выходом каждой системы импульсно-фазового управления (2. Недостатком его также является недостаточная надежность несмотря на резервирование систем импульсно-фазового управления. Целью изобретения является повышение надежиости за счет схемы переключения резервных систем управления. Цель достигается за счет того, что в преобразователе между вторым ключевым элементом и выходом второй системы импульсно-фазового управления включен нормально замкнутый контакт первого ключевого элемента, а между третьим ключевым элементом и выходом третьей системы импульсно-фазового управления вклнь чены нормально замкнутые контакты первого и второго ключевых элементов, а к выходу каждой системы импульсно-фазового )Т1равления подключе№1 соединенные последовательно делители частоты, дифференцирующие звенья и демодуляторы, причем каждый демодулятор подключен к управляющему входу ключевого элемента своей цепи. На фиг. 1 приведена фунюцюнальная схема полупроводникового преобразователя электроэнергии; на фиг. 2 - временные диаграммы его сигналов. В состав полупровощшкового преобразователя входят первая 1, вторая 2 и третья 3 системы импульсно-фазового управления, делители частоты 4, 5 и 6, дифференцирующие звенья 7, 8, и 9, демодуляторы 10, 11 и 12, первый 13, второй 14 и третий 15 ключевые элементы контакты 16-21 нормально открытью контакты 16, 19 и 21, нормально закрытые контакты 17, 18 и 20), управляющие входы 22, 23, 24, 25, 26 и 27 контактов ключевых элементов 13, 14, и 15, силовой блок 28, клемма 29 для соединения силового входа блока 28 с источником напряжения силовой цепи, входная 30 и выходная 31 клеммы полупроводникового преобразователя, синхронизирующие входы 32, 33 и 34 систем импульсно-фазового управления (СИФУ) 1, 2 и 3. Принцип работы устройства заключается в следующем. Силовой блок 28 представляет собой двухполупериодную управляемую схему выпрямлени напряжения сети Y(t) (фиг. 2,а). С помощью СИФУ 1, 2 и 3 осуществляется формирование импульсов управления Yi(t), 2(1), 3 (t) (фиг. 2, б) вентилями блока 28, фазовый сдви импульсов управления относительно сигнала Y (t) (фиг. 2,а) определяется уровнем инфор мативного воздействия X(t), поступающего г на клемму 30 (фиг. 1). В результате на выход преобразователя (клемма 31) формируется сигнал Уб(г) (фиг. 3, в; предполагается, что нагрузка преобразователя является чисто активно постоянная составляющая которого пропорциональна амплитуде сигнала X(t). Клеммы 32, 33 и 34 СИФУ 1, 2 и 3 служат для подключения сигнала Y-(t) и синхронизащш импульсов Yi(t), Y2(t), Уз(0 относительно напряжения питающей сети. Полупровод1шковый преобразователь имеет три идентичных и параллельно работающих СИФУ, две из которых являются резервными (блоки 2 и 3). Подключение соответствующего СИФУ к управляющему входу блока 28 ( к у равляющим электродам тиристоров) осуществл ется с помощью ключевых элементов 13, 14 и 15. Контакты ключей 13, 14 и 15 управляются от трех идентичных по составу И принципу действия каскадов, состоящих из звеньев (4, 7 10), (5, 8, 11) и (6, 9, 12). Делители частоты 4, 5 и 6 осуществляют преобразование импульсов Yi(t), Y2(t), Y3(t) (фиг. 2,6) в сигналы Y4 (t) (фиг. 2, г), YS (t) (фиг. 2, е), Ye (t) (фиг. 2, з) с периодом, в два раза превыщающим период Т управляющих импульсов (фиг. 2, б) и со средним нулевым значением. Дифференцирующие звенья 7, 8 и 9 имеют передаточную функцию вида (р, Тдр+1 , (,) Постоянная времени Тд вьЕбирается таким образом, чтобы передача переменной составляющей выходных сигналов делителей частоты 4, 5 и 6 происходила бы без искажений. В блоках 10, 11 и 12 выходной сигнал звеньев 7, 8 и 9 демодулируется (фиг. 2, д, ж, и) и подается на управляющие входы ключевых элементов 13, 14 и 15, что приводит к их срабатыванию. Предположим, что все три СИФУ полупроводникового преобразователя являются работо- способными. При воздействием сигнала Y) о (t) (фиг. 2,д) контакт 16 ключа 13 замыкается и импульсы YI (t) с выхода СИФУ l подаются на управляющий вход блока силовых вентилей 28. Контакты 17 и 18 ключа 13 размыкаются и отключают выход СИФУ 1 и 2 от входа блока 28. Учитывая, что СИФУ 2 и 3 являются работоспособными, контакты 19 и 21 ключей 14 и 15 находятся в замкнутом состоянии. В преобразователе используется принцип подчиненного управления подключением СИФУ I, 2 и 3 к управляющему входу блока 28. Так СИФУ 2 является ведомой по отнощению к СИФУ 1. В свою очередь СИФУ 3 представляет собой ведомый каскад по отнощению к блокам и 2. Предположим, что СИФУ 1 оказалась неработоспособной, в результате чего прекратилось формирование сигнала Y(t). Отсутствие импульсов YI (t) приводит к тому, что сигнал Y (t) на выходе делителя частоты 4 принимает фиксированное значение с переменной составляющей, равной нулю. Коэффициент передачи дифферешшрующего звена 7 для постоянной составляющей выходного сигнала блока 4 согласно формулы (1) бесконечно мал. Это вызывает уменьщение уровня сигнала Yio(t) до нуля и возврат контактов 16, 17 и 18 ключа 13 в исходное состояние, показанное на фиг. 1. Так как СИФУ 2 является работоспособным и контакт 19 находится в замкнутом состоянии, то на вход блока 28 подаются импульсы 1 (t) с выхода СИФУ 2 и преобразователь продолжает нормально функционировать. Подключение СИФУ 3 ко входу блока 28 в случае неработоспособности СИФУ 1 и 2 осуществляется аналогичным образом. Предположим, что в процессе работы СИФУ 2 оказывается неработоспособным. Тогда YI 1 (t) О, контакт 19 размыкается, а контакт 20 замыкается, подготавливая тем самым подключение СИФУ 3 к блоку 28 в случае неисправности СИФУ 1.
Очевидно, что одновременный отказ СИФУ 1, 2 и 3 практически невозможен. Поэтому данный преобразователь имеет высокую надежность в системах автоматического управления технологическими процессами.
Рассмотренный принцип может быть применим также к построению многофазных тиристорных преобразователей.
Особенностью данного преобразователя является также то, что, каскады (4, 7, 10), (5, 8, 11) и (6, 9, 12) не требуют специальных мер диагностики собственной неисправности, так как неработоспособность любого из них вызывает отключение соответствующего СИФУ от входа блока 28 и переход на работоспособный канал преобразования информативного воздействия X(t). Следует отметить также, что при залипании контактов ключей 13, 14 и 15 в схеме преобразователя допускается одновременное подключение ко входу блока 28 как исправного, так и неработоспособного СИФУ. Последнее возможно, если выходные каскады СИФУ 1, 2 и 3 выполнены по одному из многочисле1шых вариантов схем генератора тока.
Формула изобретения
Полупровод1шковый преобразователь электроэнергии, содержащий три системы импульсно|фазового управле1шя, выходы которых подключены к управляющему входу преобразователя, , а синхронизирующие входы - к источнику напряжения питающей сети, а также ключевые
$ элементы с нормально открытыми контактами, включенные между управляющим входом преобразователя и выходом каждой системы импульсно-фазового управления, отличающийся тем, что с целью повыщения наO дежности за счет схемы переключения резервных систем управления, между вторым ключевым элементом, и выходом второй системы импульсно-фазового управления включен нормально замкнутый контакт первого ключевого
5 элемента, а между третьим ключевнм элементом и выходом третьей системы импульсно-фазового управле10ш включены нормально замкнутые контакты первого и второго ключевых элементов, а к выходу каждой системы им0 пульсно-фазового управления подключены соединенные последовательно детали частоты, дифференцирующие звенья и демодуляторы, причем каждый демодулятор подключен к управляющему входу ключевого элемента своей цепи.
Источники информации,
принятые во внимание при экспертизе
1.Ситник Н. X. Силовая полупроводниковая техника. М., Энергия, 1968, с. 199, рис. 4-28.2.Ривкин Г. А. Преобразовательные устройства, Энергия, 1970, с. 423. 9w(i i фуг. / Sire
