Устройство для управления однофазным статическим преобразователем Советский патент 1982 года по МПК H02P13/18 

1

Изобретение относится к электротехнике.

По основному авт. св. № известно 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 ,Q входами основных элементов совпадения, задающий генератор и датчик тока, связанные, со входами вспомогательных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу за- )5 дающего генератора, а выход к блоку управления инвертором, входы основных элементов совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пе- 20 расчетной схемой, а их выходы - с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров и с вспомогательными Элементами совпадения, а выходы дополнительных элементов совпадения подключены соответственно к вспо могательным элементам совпадения с порядковым номером 2,3... 2/, а их входы: к выходам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером, 1,2.../21/ и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тока под ключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора Г11.

Недостатком устройства является невысокое качество выходного напряжения.

Цель изобретения - повышение качества вьгходного напряжения.

Поставленная цель достигается тем что устройство для управления однофазным статическим преобразователем снабжено формирователем импульсов, дополнительным триггером,.тремя группами элементов совпадения, дополнительные и вспомогательные элементы совпадения - дополнительными входами 39 а основные элементы совпадения - до полнительиыми выходами, причем входы элементов совпадения первой группы подключены к выходам основных злемен тов совпадения и к выходу формирователя импульсов, подключенного к задающему генератору и датчику токз, входы дополнительного триггера подключены к выходам элементов совпадения второй группы, входы которых ПОД ключены к основным элементам совпаде ния и задающему генератору, выход до полнительного триггера подключен к входу формирователя- импульсов, допол нительным входам дополнительных и вспомогательных элементов совпадения входам элементов совпадения третьей группы, другие входы которых подключены к выходу задающего генератора и к объединенным дополнительным выходам основных элементов совпадения. На фиг. 1 представлена схема устройства для управления статическим преобразователем; на фиг. 2 - диаграммы напряжений на отдельных элементах схемы; на фиг. 3 асимметричная структура статического преобразователя. Устройство для управления статическим преобразователем содержит задающий генератор 1, связанный с вспо могательными элементами совпадения 2-23, первым делителем 2k частоты, выход которого соединен с дополнительными элементами совпадения 25-30 nepBbiM триггером 3 вь1ходы которых связаны с усилителем 32 мощности, основными элементами совпадения и вторым делителем 9 частоты, датчик 50 тока, связанный с элементами совпадения 2-23 и кольцевую пересчетную схему 51. соединенную с выхо дом второго делителя 9 частоты, вхо дами основных элементов совпадения и дополнительных элементов совпадения 25-30) связанных выходами с вспомогательными элементами совпадения, элементы совпадения 52-57 пер вой группы, формирователь 58 импульсов, подключенный к задающему генератору М , элементы совпадения третьей группы связаны с задающим ге нератором 1 и объединенными однотипными выходами основных элементов совпадения , входы второго триг гера 63 соединены с элементами совпадения б и .65 второй группы, а его выход - с формирователем 58 импульсо 14 дополнительными, основными и общими элементами совпадения. На фиг. 2 представлены диаграммы 66-91 на элементах схемы. Статический преобразователь с переключением вторичных обмоток согласующего трансформатора содержит ,-1Нвертор 92 с согласующим трансформатором 93 вторичные обмотки которого подключены к демодулятору на тиристорах 101-120. На выходе преобразователя подключена нагрузка 121. Рассмотрим работу устройства при подключении к выходу преобразователя активной нагрузки. В этом случае не требуется формировать дополнительную (узкие незамерненные импульсы на фигч 2,71-2.90) и вспомогательную (узкие зачерненные импульсы на фиг. 2.71-2,90) серию импульсов. Задающий генератор 1 обеспечивает формирование однополярных импульсов (фиг. 2,66), длительность которь1х равна времени восстановления тиристс ров демодулятора. По заднему фронту импульсов задающего ге нератора синх-,. ронизируется триггер 31 (фиг. 2.67), выход которого подключен к усилителю 32 мощности, обеспечивающему управление вентилями инвертора 92. Выходные сигналы триггера поступают на делитель А9 частоты, кратность деления которого равна количеству подинтервалов в каждом тактовом интервале (К i( фиг. 2,68). Пересчетная схе-° ма 51 состоящая из нескольких ячеек (в нашем случае 8) формирует импульсы длительностью , Досновные элементы совпадения поступают сигналы с триггера (фиг.2,б7) и с пересчетной схемы. На выходе основных элементов совпадения (И) формируются сигналы длительностью tp-t., , t,-t2,, Для получения импульсов управление (фиг. 2,79 и 2.80) тиристорами 102, Г19 и 120 (общими) выходы определенных основных логических элементов совпадения объединяются (, , kl-kkf ). При этом элементарный инвертор 92, управляемый от усилителя 32 мощности, обеспечивает формирование Прямоугольного напряжения (фиг. 2.67). Тиристоры 107и 102 подключают к нагрузке обмотки () , напряжение которых равно амплитуде первой ступени выходного напряжения демодулятооа (лиг. 2.91). В интервале времени ti2 устройство для управления преобразователем обеспечивает формирование сигналов (фиг. 2.72 и 2.80), которые поступают соответственно на тиристоры 113 и 120, что при водит к выключению тиристоров 107 и 102 и подключению нагрузки к обмотт кем (99+100), напряжение которых равн амплитуде первой ступени и т.д. Последовательность подачи импульсов управления на тиристоры 107 113, 111, 109,105, 117, 103, 102, 120, 114, 10 110,112, 106, 116, 104, 118, 119 и 101 представлены соответственно на фиг. 2.,90. При снижении коэффициента мощности нагрузки требуется формировать еще дополнительную и вспо могательную серию импульсов. Если до момента ток проводят тиристоры 10 и 108, то подача очередных импульсов управления Длительностью на тиристоры 101 и 102 не приведет к их включению (ток протекает через тири-сторы 101 и 108). В интервале времени для сохранения формы выходного напряжения демодулятора нагрузку необходимо переключить к обмоткам (). Для этой цели необходимо выключить тиристоры 108 и 101 и включить тиристоры 114-119, что достигает ся за счет подачи дополнительного им пульса управления до момента t {фиг. 2.89) на тиристор 119. К тиристору 101 прикладывается запирающее напряжение в течение времени, равного длительности дополнительного импульса управления. После изменения полярности напряжения на вторичных обмотках согласующего трансформатора (время t) на тиристор 114 поступает вспомогательный импульс управления (фиг. 2.81), что приведет к выключению тиристора 108 и переводу тока нагрузки в обмотки (99+100). Аналогичным образом в интервале времени нагрузка подключается к обмоткам (94+95) и т.д. Необходимым условием является то, что дополнительная и вспомогательная серии импульсов поступает на тиристоры демодулятора только при работе статического преобразователя в инверторном режиме. При этом дополнительные импульсы управления, поступающие на тиристоры определяются дополнительно условием, что выклЮчаемый тиристор демодулятора обеспечивает формирование ступени напряжения, амплитуда которойI и m O.SUirn (1) где амплитуда первой гармоники с ступенчатого напряжения. Вспомогательная серия импульсов подается на тиристоры демодулятора, формирующие ступени напряжения, амплитуда которых .5U,ni. (2) Особенностью является подача вспомогательного импульса управления на тиристор, обеспечивающий формирование ступени напряжения первого подыинтервала, амплитуда которого Um n,5U. (3) В этом случае (ток нагрузки переходит через нуль на третьем тактовом интервале )устройство для управления статическим преобразователем обеспечивает необходимую последовательность импульсов. Выходной сигнал элементов совпадения 2-17 определяется сигналами задающего генератора 1, датчика 50 тока, триггера 63 и си1- налами основных элементов совпадения . Датчик тока обеспечивает формирование прямоугольного сигнала при работе преобразователя в инверторном режиме, когда полярность тока нагрузки не совпадает с полярностью ступенчатого напряжения. Сигнал на выходе триггера 63 всегда однозначно определяется при известной йюрме сту пенчатого напряжения согласно условиям и ) - 13) (фиг. 2.69). При форме напряжения (фиг. 2.91) на выходе элемента совпадения 64 и 65 появляются импульсы в моменты перед временем 5 7 15 47 Т 39 . Vr tx, t,,, t,j, t, t , t,7 соответст венно, которые поступают на раздельные входы триггера 63. Поскольку триггер срабатывает на первый поступающий импульс (перед триггер срабатывает на первый поступающий импульс перед временем tr , tng 1 t( , то на его одном выходе есть сигнал (фиг. 2.69), а на другом - инвертированны. При полученных таким образом сигналах на входе дополнительных логических элементов И и на выходах формируются импульсы управления при наличии одновременно сигнала с датчика тока (длительностью от нуля ) , триггера 63 (фиг. 2.69), задающего генератора 1 (фиг. 2.66), и выходе соответствующего основного логического элемента. Оперативные элементы совпадения обеспечивают формирование дополнительных импульсов управления в конце каждого тактового интервала (импульс перед моментом tg , фиг.2.8 перед . 2.76 и т.д.) . Вспомогательная серия импульсов формируется на выходе вспомогательны элементов совпадения 52-57. Выходной их сигнал определяется наличием сигналов на выходах соответствующих основных элементов совпадения 45, 37, 33, 1, 33 и 3 и сигнала на выходе формирователя 58 импульсов. Сигнал на выходе формирователя импульсов (фиг. 2.70) получают по срезу импуль сов задающего генератора (фиг. 2.66) в интервале времени, когда сигнал (фиг. 2.69) равен , нулю и при наличии сигнала на выходе датчика 50 тока. Так, в момент времени t вспомогательный импульс управления поступает на тиристор 119 (обозначено ) и т.д. Выходы элементов совпадения показаны стрелками (см. фиг. 1), а - цифрой показаны номера тиристоров де модулятора, к которому подключен это выход. Так, цифрой показан выхо элемента совпадения формирующего основные импульсы управления, Т17 и 117 - дополнительные и вспомогательные импульсы управления. Таким образом, устройство для управления статическим преобразователе обеспечивает высокое качество выходного напряжения на выходе преобразов теля при работе его на перегрузку с любым коэффициентом мощности. 1 Формула изобретения Устройство для управления однофазным статическим преобразователем по авт. св. № , отличаощет рея тем, что, с целью повьяиения кфчества выходного напряжения, оно снабжено формирователем импульсов, дополнительным триггером, тремя группами элементов совпадения,дополнительные и вспомогательные элементы совпадения - дополнительными входами, а основные элементы совпадения - дополнительными выходами, причем входы элементов совпадения первой группы подключены к выходам основных элементов совпадения и к выходу формирователя импульсов, подключенного к задающему генератору и датчику тока, входы дополнительного триггера подключены к выходам элементов совпадения второй группы, входы которых подключены к основным элементам совпадения и задающему генератору, выход дополнительного триггера подключен к входу формирователя импульсов, до1полнительным входам дополнительных и вспомогательных элементов совпадения и входам элементов совпадения третьей группы, другие входы которых подключены к выходу задающего генератора и к объединенным дополнительным выходам основных элементов совпадения. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР .№ 764095, 12.10.78.

W7 fif 108

-i-э -+а Ч-г -V -V-i S-S -5- i- -Ч-а -4 -4 Ч -So

U Ч-