Устройство импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем Советский патент 1982 года по МПК G01R27/02 

I

Устройство относится к силовой Иреобразовательной технике и может , использоваться в системах автоматического управления технологическими процессами.

Известны системы импульсно-фазового управления (СИФУ) вент1 льными , преобразователями, содержащие последовательно соединенные усилитель, фильтр, фазосдвигающее устройство и блок силовых тиристоров 1.

Недостатком этих устройств является возможность появления аварийных ситуаций в случае неисправности цепи управления силовых тиристоров.

Известно устройство для импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее последовательно соединенные усилитель, фильтр,, фазосдвигающее устройство и блок силовых тиристоров, работоспособность отдельных элементов которого контролируется световыми индикаторами т

Недостатком данных устройств является отсутствие автоматического управления аварийной ситуацией.

Цель изобретения - обеспечение автоматической диагностики состояния устройства импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство импульсНо-фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее операционный усилитель, выполненный из последовательно соединенных сумматора, .первый вход которого является входом устройства, интегратора и релейного элемента, выход которого соединен со вторым входом сумматора и входом фильтра, выход которого соединен со входом фазосдвигающего устройства, блок силовых тиристоров, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения, и первый, второй и третий индикаторы, введены элемент И-НЕ, ключ, первое дифференцирующее звено и три канала преобразования информации, каждый из которых включает последовательно соединенные триггер, второе дифферен цирующее звено и детектор, причем вход первого канала соединен со вхо дом фильтра, выход которого через первое дифференцирующее звено соеди нен со входом второго канала преобразования информации, а выход фазо сдвигающего устройства соединен с первым входом ключа и входом третье го канала преобразования информации причем выходы первого, второго и третьего каналов преобразования информации соединены соответственно со входами первого, второго и третье го световых индикаторов и входами элемента И-НЕ, выход которого соеди нен со вторым входом ключа, выход которого соединен со вторым входом блока силовых тиристоров. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 временные диаграммы сигналов УИФУ. В состав устройства входят сум матор 1, интегратор 2, релейный эле мент 3, фильтр , фазосдвигающее устройство 5 блок 6 силовых тиристоров, триггеры 8-10, дифференцирую щие звенья 7 и 11-13, детекторы , логический элемент 17 И-НЕ, ключевой элемент - ключ 18, управ, ляющий вход 19 ключа 18, входная 20 и выходная 21 клемма устройства, первый 22 и второй 2б входы блока $, световые индикаторы 2325. Принцип работы устройства следую щий. Развертывающий операционный усилитель, включающий звенья 1-3 пред назначен для преобразования управляющего воздействия x(t) в сигнал у (t) с частотно-широтно-импульсной модуляцией. Релейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровня УИФУ пороги переключения +Ь. Выходной сигнал (t) элемента 3 неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку в пределах ±А, определяемых напряжением источника питания развертывающего операционно го усилителя. При x(t) О скважнос импульсов у,(t) на выходе релейного ... . элемента 3 равна 0,5, мто соответст вует нулевому уровню их постоянной составляющей. Наличие сигнала x(t) на входе УИФУ (клемма 20) приводит К изменению производной развертки ) на выходе интегратора 2. В интервале времени несовпадение знаков сигналов x(t) и yj(t) (фиг.2 ) скорость изменения развертки y2.(t) зависит от разности токов на входе и в цепи обратной связи развертывающего операционного усилителя, а в интервале времени совпадения знаков x(t) и y(t) производная сигнала y(t) определяется суммой соответствующих токов. В результате постоянная составляющая импульсов уа (t) за период автоколебаний раЗверть1вающего операционного усилителя устанавливается пропорциональной уровню входного воздействия x(t). Фильтр k предназначен для выделения постоянной составляющей (t) (фиг.2 } импульсов y5(t). Фазосдвигающее устройство 5 осуществляет формирование импульсов управления y5(t) (фиг.2в) тиристорами блока 6 и их фазовый сдвиг по отношению к напряжению сети y-v(t) в функции амплитуды сигнала уц(1). Звенья 7-18 и 23-25 введены в схему УИФУ для обеспечения автоматической диагностики состояния устройства. Первый канал преобразования включает триггер 8, дифференцирует звено 11 и детектор Н. С помощью триггера 8 сигнал y(t) (фиг.2а) преобразуется в импульсы ya(t) (фиг.2д) со средним нулевым значением и с периодом в два раза превышакхцим период сигнала yi(t). Звено 11 осуществляет разделение входной цепи детектора k по постоянному току и имеет передаточную функцию вида wp. .J:iv-. / 1 + TIP Tj- постоянные времени звегде Т на 11, которые выбираются таким образом, чтобы обеспечить передачу импульсов yg(t) на вход детектора 14 без искажений. В детекторе 1А импульсы y.i(t) детектируются -(выпрямляются)кфиг.2) и подаются На соответствующий вход элемента 17 И-НЕ. Таким образом. формируется сигнал ,(t), наличие которого свидетельствует о работоспособности звеньев 1-3. Для автоматической диагностики неисправности фильтра Ц служит дифференцирующее звено 7 и второй канал обработки информации, включающий триггер 9, дифференцирующее звено 12 и детектор 15« С помощью дифференцирующего звена 7 пульсации выходного сигнала yi(t) фильтра k (фиг.2 ) преобразуются в импульсы у (t) (фиг.2г), повторяющие форму сигнала yi(t) (фиг.2а). Принцип работы звеньев 9 12 и 1 канала 11 аналогичен принципу действия канала 1, состоящего из элементов 8, 11 и It. Третий канал обр ботки информации, включающий триггер 10, дифференцирующее звено 13 и детектор 16 предназначен для диагностики неисправности фазосдвигающе го устройства 5. С помощью триггера 10 формируется напряжение y.r,(t) (фиг,2и) со средним нулевым значени . .ем, которое через дифференцирующее звено 13 подается на вход детектора 16 и выпрямляется (фиг.2). ; Таким образом, при работоспособности отдельных трактов преобразова ния СИФУ на соответствующие входы звена 17 подаются сигналы yjt,(t)(t) логической 1 (фиг.2и,к), что обеспечивает нулевой уровень сигнала (t) на управляющем входе 19 ключа 18. В этом случае импульсы y(t) с выхода блока 5 поступают на информационный вход 2б и воздействуют на управляющие электроды тиристоров блока 6. Индикация работоспособности каскадов СИФУ осуществляется.с помощью элементов световой индикации - индикаторов 23-25, включенных на выходе соответствующих детекторов Н-16.При неработоспособности Урактов преобразования УИФУ, например фильтра 4, пульсации на его выходе отсутствуют и сигнал у (t) 0. В результате сигнал ya(t) на выходе триггера 9 принимает фиксированное значение, что влечет за собой уменьшение, сигнала ) Я нуля. Это вызывает появление на выходе элемента 17 сигнала логической 1, под воздействием которого ключ 18 размыкается, и тиристоры блока 6 закрываются. . Таким образом исключается возможность срабатывания силовой защитной аппаратуры и обеспечивается автомати ческая диагностика в предлагаемом устройстве автоматического управления технологическим процессом. Формула изобретения Устройство импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее операционный усилитель, выполненный из последовательно соединенных сумматора, первый вход которого является входом устройства, интегратора и релейного элемента, выход которого соединен со вторым входом сумматора и входом фильтра, выход которого соединен со входом фазосдвигающего устройства, блок силовых тиристоров, первый вход которого соединен с источником опорного напряжения, и первый, второй и третий индикаторы, отличающееся тем, что, с целью обеспечения автоматической диагностики состояния устройства, в него введены элемент И-НЕ, ключ, первое дифференцирующее звено и три канала преобразования информации каждый из которых включает последовательно соединенные триггер, второе дифференцирую- щее звено и детектор, причем вход первого канала соединен со входом фильтра, выход которого через первое дифференцирующее звено соединен со входом второго канала преобразования информации, а выход фазосдвигающего устройства соединен с первым входом ключа и входом третьего канала преобразования информации, причем выходы первого, второго и TpisTbего каналов преобразования информации соединены соответственно со входами первого, второго и третьего световых индикаторов и входами эле мента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом ключа, выход котоporo соединен со вторым входом блока СИЛОВЫХ тиристоров. Источники информации, ринятые во-внимание при экспертизе 1.Березниковский С.Ф. Автоматиеское регулирование и управление лектрическими машинами. Л., Судотроение, 196, с. зоб. 2.Гарное В.К. и др. Унифицироанные системы автоуправляющие элекроприводом в металлургии. М., Меаллургия, . 1977, с. 139.

yi) glK

Яг)

a S

ff

-S

0

г 0

Ж

iioli)

ЛГ

Mt) I I - 0 fiisfi) II и 0 УМ т-Г к о JIL I I t Т-Т