Многоканальное устройство для управления реверсивным выпрямителем Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике, к устройствам управления статическими преобразователями на управляемых вентилях и может найти применение в различных электрических установках, например, в источниках питания, выполненных для питания электроприводов постоянного тока прокатных станов и приводов главного движения тяжелых металлорежущих станков.

Известно, что при работе выпрямителя при резкопеременных нагрузках (например, на прокатных станах), а также при широком изменении скорости и нагрузки от холостого хода до номинального значения (например, при питании электроприводов главного движения металлорежущих станков) угол коммутадаи вентилей может колебаться от единиц градусов до нескольких десятков (до 80 эл.град.), а в известных устройствах импульс (или пачка) импульсов управления выбирается из условия надежного включения коммутируемого вентиля максимальной ширины (до 60-80 эл.град.). Отсюда следует, что йлирину импульсов управлекия вентилями выпрямителя необходимо изменять в функции значения угла коммутащ1и 1. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является многоканальное устройство для управления реверсивным выпрямителем, содержащее в каждом канале блок определения точки естественной коммутации, входы которого предназначены для подключения соответствующих фаз питающей сети, а выход подключен к первому входу злемента И, датчик несиммет10рии напряжения питающей сети, входы которого предназначены для подключения эталонного напряжения и напряжения соответствующей фазы сети, выход подключен к первому входу блока сравне-1 НИЛ, второй и третий входы которого предназначе15ны для подключения опорного сигнала и сигнала управления, выход подключен ко второму входу элемента И, выход элемента .И подключен к входу суммирующего релейного элемента , выход которого подключен черезлинейныи

20 усилитель к входу фазосдвигающего блока, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам силовых вентилей фазы 2. Недостатком указанного устройства является высокая мощность управления вентилями при значительга 1Х мощностях выпрямителей. Цель изобретения - снижение мощности управления. Поставленная цель достигается тем, что многоканальное устройство для управления реверсивным выпрямителем, содержащее в каждо канале блok определения точки естественной коммутации, входы которого предназначены дл подключения соответствующих фаз питающей сети, а выход подключен к первому входу элемента И, датчик несимметрии напряжения питающей сети, входы которого предназначены для подключения эталонного напряжения и напряжения соответствующей фазы сети, выход подключен к первому входу блока сравнения, второй и третий входы которого предназначены для подключения опорного сигнала и сигнала управления, выход подключен ко второму входу элемента И, выход элемента И подключен к sxd ду суммирующего релейного элемента, выход, которого подключен через линейный усилитель к входу фазосдвигающего блока, выходы кото рого предназначены для подключения к управляющим.электродам силовых вентилей фазы, снаб жено управляемым ключом, органом сравнения двумя выпрямительными блоками и датчиками тока в каждой фазе питающей сети, причем выходы управляемого ключа подключены к входу и выходу линейного усилителя, а управляемый вход подключен через орган сравнения и выпрямительные блоки к датчикам тока подключаемой и отключаемой фаз выпрямителя. На фиг. 1 приведена схема одного канала управления многоканального устройства для управления реверсивным выпрямителем; на фнг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства при различной нагрузке выпрямителя для одного и того же угла включекия вентилей. Многоканальное устройство для управления реверсивным выпрямителем 1 с группам вентилей 2 и 3, подсоединенными к нагрузке 4 содержит в каждом канале блок определения точки естественной коммутации 5, входы которого предназначены для подключения соответствующих фаз питающей сети, а выход подклю чен к первому входу злемента И 6, датчик несимметрин 7 напряжения питающей сети, входы которого предназначены для подключения эталонного напряжения и напряжения соответст вующей фазы сети, выход подключен к первом входу блока сравнения 8, второй и третий входы которого предназначены для подключения опорного сигнала и сигнала управления, выход подключен ко второму входу элемента И 6, выход элемента И 6 подключен к, входу суммирующего релейного элемента 9, выход которого подключен через линейный усилитель Ш к входу фазосдвигающего блока 11, выходы которого предназначены для подключения к управляющим электродам 12 и 13 силовых вентилей фаэы А 14.и 15. управляемый ключ 16, орган сравнения 17 и два выпрямительных блока 18 и 19, причем выходы управляемого кшоча 16 подключены к входу и выходу линейного усилителя 10, а управляемый вход подключен через орган сравнения 17, выпрямительные блоки 18 и 19 к датчикам тока 20 и 21 подключаемой и отключаемой фаз выпрямителя. Работу многоканального устройства для управления реверсивным выпрямителем, подсоединенного к нагрузке, рассмотрим при неизменном угле включения выпрямителя, но при разной нагрузке. При этом снятие управляющего импульса в предлагаемом многоканальном устройстве осуществляется при значении тока включаемой фазы больше тока удержания; вентиля и при равном или превышающем ток отключаемой фазы. При подаче на вход блока сравнения 8 напряжения управления происходит его алгебраическое суммирование с опорным напряжением и сигналом, поступающим с датчика несимметрии 7, пропорциональным величине несимметрии со знаком минус (или плюс соответственно). Результирующее напряжение , выработанное блоком сравнения 8, поступает на один из входов элемента И, на втором входе которого уже находится импульсное напряжение, вырабатываемое блоком определения точки естественной коммутации 5. При совпадении полярности сигнала управления с напряжением поправки датчика несимметрии 7 с сигналом блока естественной коммутации, последний проходит на вход суммирующего релейного элемента 9, выполненного с зоной нечувствительности. При поступлении на вход релейного элемента 9 сигнала управления определенного знака он переключается скачком и на его выходе появляется сигнал с крутым фронтом, который далее поступает через линейный усилитель 10 на фазосдвигающий блок, который формирует импульс управления заданной длительности. На фиг. 2а изображена временная диаграмма при мakcимaльиoм токе выпрямите. (например, в перегрузочных или номинальных режимах его работы), когда угол коммутации имеет максимальное значение. В момент сравнения токов включаемой и отключаемой: фаз сигналы, снимаемые с датчиков токов 20 и 21, выпрямляются выпрямительными блоками 18 и 19 и подаются на входы органа сравнения 17, который меняет свое состояние на противоположное и выходным сигналом открывает ключ 16, который закорачивает вход и выход.линей596кого усилителя 10, снижая его коэффициент передачи практически до нуля, что обеспечивает закрывание транзисторов фазоимпульсного блока 11. На фиг. 2 б и в показаны временные диаграммы при половинной нагрузке и холостом ходе выпрямителя 1 соответственно. Из осдилограмм видно, что мощность (ширина) управляющих импульсов может бы1Ъ значительно снижена (более чем в 10 раз) при работе выпрямителя на электропривод постоянного тока с. большим диапазоном изменения скорости и нагрузки. Данное изобретение дает большой экономический эффект в электроприводах постоянного тока высокой мощности, при параллельной работе вентилей и выпрямителей, работающих при значительной несимметрии напряжений сети. формула изобретени Многоканальное устройство для управления реверсивным вьшрямителем,. содержащее в каж дом -канале блок определения точки естественной коммутации, входы которого предназна чены для подключения соответствующих фаз питающей сети, а вЫход - подключен к первому входу элемента И, датчик несимметрии напряжения питающей сети, входы которого предназначены для подключения эталонного напряжения и напряжения соответствующей фазы сети, выход подключен к первому входу блока сравнения, второй и третий входы которого предназначены для подключения опорного сигнала и сигнала управления, выход подключен к второму входу элемента И, выход элемента И подключен к входу суммирующего релейного элемента, выход которого подключен через линейный усилитель к входу фазосдвигающего блока, выходы которого предназначены для подключения к. управляющим электродам силовых вентилей фазы, отличающееся тем, что, с целью снижения мощности, импульсов управления, оно снабжено управляемым ключом, органом сравнения, двумя выпрямительными блоками и датчиками тока в каждой фазе питающей Сети, причем выходы управляемого ключа подключены к входу и выходу линейного усилителя, а управляемый вход подключен через орган сравнения и выпрямительные блоки к датчикам тока подключаемой и отключаемой фаз; выпрямителя. Источники информации, принятые 6о внимание при экспертизе 1.Беркович Б. И., Ковалев В. Н. и др. Полупроводниковые выпрямители. М., Энергия, 1978, с. 147-148, 181-182. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2910337/24-07, кл. Н 02 Р 13/16,, 1981.

Vu/

fr/j

иг. t