Устройство для управления многофазным выпрямителем Советский патент 1982 года по МПК H02P13/24 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть ис- . пользовано при построении систем имцульсно-фазового управления многофазньоми выпрямителями и зависимыми инверторами как при постоянной, так и при переменной частоте сети переменного тока.

Известно устройство управления многофазным выпрямителем, содержащее блок синхронизации, соединенный через фазосдвигающий блок с распределителем 1 .

Однако известное устройство обладает низкой помехоустойчивостью и надежностью.

Наиболее близким к пре.цлагаемому является устройство для управления многофазныг 1 выпрямителем, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения фазных напряжений сети, первая группа выходов соединена с входами каналов фазосдвигающего блока, число которых равно числу фаз, каждый канал фазосдвигающего блока содержит генератор опорного напряжения, вход которого является вхрдом фазосдвигающего блока, выход соединен через. первый вход элемента сравнения с

выходом канала фазосдвигающего блока, вторые входы элементов сравнения в каждом канале фазосдвигающего блока соединены с выходом источника управляющего напряжения, вторая группа выходов блока синхронизации и выходы фазосдвигающего блока соединены с входами распределителя, выходы которого предназначены для

10 подключения к выпрямителю.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает надежной работы вр всем диапазоне регулирования при произволь15ном характере нагрузки, в режиме разрывных токов возможно выключение выпряг-штеля, что вызывает необходимость повторного пуска.

Цель изобретения - повышение на20дежности работы устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления многофазным выпрямителем снабжено тремя инверторами, синхронизирую25щий блок содержит три формирователя импульсов с и инверсными выходами, шесть элементов И-НЕ и девять элементов И, распределитель содержит шесть элементов И-НЛИ, вхо30ды и выходы которых являются входами и выходами распределителя, причем в блоке синхронизации входы формиров телой импульсов являются входами бло ка сиЕ1хронизации, прямые и инверсные выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов соединены соответственно с первьлФ входами первого и шестого элементов И-Н и первого элемента И, первьдми входам второго и пятого элементов И-НЕ и че вертого элемента И, вторым входом первого элемента И-НЕ и первыми входами третьих элементов И-НЕ и И, вторым входом второго элемента И-НЕ и первыми входами четвертого элемента И-НЕ и шестого элемента И, вторыми входами третьего и шестого элемен тов И-НЕ и первым входом пятого элемента И, вторыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ и первым вхо дом вт-орого элемента И, выходы перво го, второго третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И-НЕ соединены соответственно через седьмой, восьмой и девятый элементы И с первой группой выходов блока синхронизации и с вторыми входами первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов И, выходы которых являются второй группой выходов блока синхронизации, каяодый из которых подключен соответственно к входампервого и пятого, второго и шестого, третьего и первого, четвертого и второго, пятого и третьего, шестого и четвертого элемрнтов И-ИЛИ в фазосдвигающем блоке, выход первого канала блока соединен с входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ и через первый инвертор с входами второго и пятого элементов И-ИЛИ, выход второго канала соединен с входами третьего и шестого эле ментов И-ИЛИ и через второй инвертор с входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ, выход третьего канала соединен с входами второго и пятого элементов И-ИЛИ и через третий инв.ертор - с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ, На фиг. 1 изображена, блок-схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу и процесс формирования управляющего импульса для одного тиристора выпрямителя. Устройство содержит блок 1 синхро низации, фазосдвигающий блок, состоя щий из трех каналов 2-4, инверторы 5-7, распределитель 8, состоящий из шести элементов И-ИЛИ.. Блок 1 содержит формирователи 9 импульсов, соответствующих положительной и отрицательной полуволнам линейных напряжений оети, шесть элементов И-НЕ 10 соеддиненных с тремя элементами И 11 и шесть элементов И 12, а каналы 2-4 фаяосдвигающего блока содержат генераторы 13-15 опорного напряжения двойной частоты с длительностью изменения выходного напряжения в 120 град и элементы 16-18 сравнения. Устройство работает следующим образом. . Напряжения трех фаз А, В и С (фиг. 2а), синхронизированные с питающей выпрямитель сетью, подаются на вход блока 1 и формирователями 9 преобразуются в.шесть последовательностей прямоугольных импульсов, соответствующих положительным и отрицательным полуволнам линейных напряжений (фиг. 2б-д). Полученные импульсы попарно подаются на входы элементов И-НЕ 10 и преобразуются ими в шесть последовательностей импульсов длительностью в 300 эл. град, (две из них показаны на фиг. 2е,к) . Выходы элементов И-НЕ 10 попарно соединены с входами элементов И 11, на выходах которых формируются три последовательности 120-градусных задающих импульсов удвоенной частоты, сдвинутых друг относительно друга на 60 эл. град (фиг. 2з). Очевидно, что при симметричной трехфазной сети полученные последовательности задающих импульсов также будут симметричньзми. Последовательности задающих импульсГов подаются на входы генераторов 13-15 опорного напряжения каналов 2-4 и на входы двух элементов И 12, на другие входы которых поступают прямоугольные импульсы, соответствующие полупериодам одного из линейных напряжений сети. При этом на их выходах формируются шесть последовательностей 120-градусных селекторных импульсов с частотой сети, определяющих возможные зоны положения передних фронтов управляющих импульсов для каждого вентиля при изменении углов управления от О до 120® (селекторные импульсы для первого и для третьего вентилей приведены на фиг. 2и, к). Определение моментов фомирования управляющих импульсов проводится в фазосдвигающем блоке. Генераторы 13-15 синхронизируются задающими импульсами и вырабатывают пилообразные напряжения длительностью 120 зл. град, .следующие с ДВОЙНОЙ частотой сети. В интервалах, когда управляющее напряжение превышает уровень опорного, на выходах элементов 16-18 сравнения формируются импульсы (фиг. 2н,о), положение передних фронтов которых соответствует момента 1 начала формирования управляющих импульсов для двух вентилей выпрямителя, подключенных к одной фазе питающей сети. Каждый из полученных импульсов подается на входы двух элементов Н-ИЛИ распределителя 8, обеспечивающих формирование импульсов управления для соот ветствую1цих вентилей, и на вход одного из инверторов 5-7, с выхода которых поступает на входы других элементов И-ИЛИ, формирующих импуль сы управления для следующих по поря ку вентилей. Изменение управляющего напряжения приводит к изменению дли тельности выходных импульсов элемен тов 16-18 сравнения и инверторов 5-7 за счет изменения положения пер него фронт.а у первых и заднего - у вторых. При этом положение нерегули руемых фронтов; совпсщает с моментами окончания рабочего хода опорного напряжения. Распределение импульсов управления и формирование их по длительнос ти, определяемой интервалами провод мости вентилей, осуществляется расп делителем 8. На выходах элементов И-ИЛИ форми руются широкие импульсы управления (фиг. 2р), которые начинаются в .момент равенства управляющего и опорного Напряжений в соответствующем канале и заканчиваются в момент под чи управляющего импульса на следующий вентиль той же группы. Причем надежное формирование управляющих импульсов обеспечивается при любых значениях управляющего напряжения, которое может превышать амплитуду опорного, становиться меньше его минимального уровня или равным нулю В первом случае на выходах каналов 2-4 появляется постоянное напря жение, соответствующее логической 1,, а на выходах инверторов 5-7 - , логическому О, и положение импульсо управления определяется селекторным импульсами (угол управления равен/ нулю). В двух других случаях выходные сигналы каналов 2-4 и инверторов 5-7 изменяются на противоположные, и выходные импульсы элементов И-ИЛИ соответствуют углу управления в 120 эл. град. Устройство отличается повышенной помехоустойчивостью, поскольку процесс формирования управляющих импуль сов обеспечивается выполнением логических операций типа И, И-НЕ, ИЛИ. Оно может устойчиво работать при изменении частоты питающей выпрямитель сети, поскольку интервалы обратного хода опорного напряжения в шестую часть.периода могут использоваться для проведения необходимых измерений и автоматической перестройки генераторов опорных напряжений. Таким образом, предлагаемое устро ство обеспечивает работу силовой схемы во всех возможных режимах выпрямления за счет формирования управл ющих импульсов длительностью 120 эл град, при любых значениях управляющего напряжения, которое может превышать амплитуду опорного, становиться меньше его максимального уровня или быть равным нулю, кроме того, за счет формирования управляющих импульсов с помощ,ю комбинационных логических элементов улучшается помехоустойчивость. Формула изобретения Устройство для управления многофазным выпрямителем, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения фазных напряжений сети, первая группа выходов соединена с входами каналов фазосдвигающего блока, число которых равно числу фаз, каждый канал фазосдвигающего блока содержит генератор опорного напряжения, вход которого является входом фазосдвигающего блока, выход соединен через первый вход элемента сравнения с выходом канала фазосдвигающего блока, вторые входы элементов сравнения в каждом канале фазосдвигающего блока соединены с выходом источника управляющего напряжения, вторая группа выходов блока синхронизации и выходы фазосйвигающего блока соединены с входами распределителя, выходы которого предназначены для подключения к выпрямителю, о. т-личающееся тем, что, с целью повь ления надежности, ОНО снабжено тремя инверторами, синхронизирующий блок содержит три формирователя импульсов с прямыми и инверсными,выходами, шесть элементов И-НЕ и девять элементов И, равпределитель содержит шесть элементов И-ИЛИ, входы и выходы которых являются входами и выходами распределителя, причем в блоке синхронизации входы формирователей импульсов являются входами блока синхронизации, прямые и инверсные выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и шестого элементов И-НЕ и первого элемента И, первыми входами второго и пятого элементов И-НЕ и четвертого элемента И, вторым входом первого элемента И-НЕ и первыми входами третьих элементов И-НЕ и И, вторым входом второго элемента И-НЕ и первыми входами четвертого элемента И-НЕ и шестого элемента И, вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ и nepBfcjM входом пятого элемента И, вторыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ и первым входом второго элемента И, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И-НЕ соединены соответственно через седьмой, восьмой и девятый элементы И с перВОЙ группой выходов блока синхронизации и с вторыми входами первого и четвертого, второго и пятого, третьего и шестого элементов И, выходы которых являются второй группой выходов блока синхронизации, каждый из которых подключен соответственно к входам первого и пятого, второго и шестого, третьего и первого, четвертого и второго, пятого и третьего, шестого и четвертого элементов И-ИЛИ в фазосдвигающем блоке, выход первого канала блока соединен с входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ и через первый инвертор - с входами второго и пятого элементов И-ИЛИ, выход второго канала соединен с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ и через второй инвертор с входами первого и четвертого элементов И-иЛи; выход третьего канала соединен с входами второго и пятого элементов И-ИЛИ и через третий инвертор - с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Деткин Л.П. Системы управления тиристорными и ионными электроприводами. М., Информэлектро, 1971, с. 56.

2. Полупроводниковые выпрямители. Под ред. Ф.И. Ковалева и Г.П. Мосткозой. М., Энергия, 1978, с. 188.

L

И

1 г

г

L

Г

I1

г

JL