Устройство для фазового управления вентильным преобразователем Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

Цель изобретения - повьспесше быс родействия вентильных преобразовате лей при отработке управляющих возде ствий , Поставленная цель достигается те что многоканальное устройство для фазового управления вентильным преобразоватёлем содержащее, в каждом канале,, последовательно включенные, компаратор, инвертирующий усилитель и дифференцирующую цепь, выход которой подключен к соответствующему входу блока формирователей управляющих импульсов, первый вход компаратора в каждом канале предназначен для подключения управляющего напряженин, а второй - для подклкгчения соответствующего опорного напряжения снабжено дополнительным блоком формирователей управляющих импульсов, дифференцирующим блоком с инвертирующим и не инвентирующим выходами и в каждом канале дополнительными неинвертирующим усилителем и дифференцирующей цепью, двумя элементами И и элементом-ИЛИ, причем выходы компараторов в каждом канале через дополнительные неинвертирующий усилитель и дифференцирующую цепь подключены к соответствующим входам дополнитель ного блока фop 1иpoвaтeлeй управляющи импульсов, соответствующие выходы из обоих вышеуказанных формирователей подключены к первым входам элементов И в каждом канале, к вторым входам которых подключены соответственно инвертирующий и. неинвертирующий выходы дифференцирующего блока, а выходы элементов И подключены в каждом канале ко входам элемента ИЛИ, выход которого служит для подключения к управляющим электродам соответствующих вентилей, а вход дифференцирующего блока подклю чен к первому ;входу компаратора, каж дого канала. На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устрой- ства; на фиг. 2 - временные диаграм мы, поясняющие его работу при управ лении 3-фазным мостовым преобразова телем на полностью управляемых вентилях, на фиг. 2 - управляющие импульсы, поступающие на управляющие электроды вентилей, выделены штрихо кой, Устройство содержит в каждом из шести каналов 1-6 узел сравнения уп равляющего и опорного сигналов, выполненный в виде компаратора 7, выход которого подключен к входам инвертирующего усилителя 8 и неинвертирующего усилителя 9, выходы котор через дифференцирующие цепи 10 и 11 связаны с соответствующими входами .блоков формирователей управляющих импульсов 12 и 13, выходы которых подключены соответственно к первым входам двухбходовых элементов совпадения И 14 и 15, вторые входы которых соединены соответственно с инвертирующим и неинвертирующим выходами дифференцирующего блока 16, а выходы элементов совпадения через элемент ИЛИ 17 связаны с управляющим электродом вентиля, причем вход дифференцирующего блока 16 соединен с управляющим входом компаратора 7. Устройство работает следующим образом. При подаче на вход компаратора 7 управляющего напряжения 18 и опорного напряжения 19, которыми для каналов управления вентилями анодной группы являются фазные напряжения питания, а для катодной группы инвертированные фазные напряжения питания, на выходе компаратора формируется модулируемое по ширигзе прямоугольное напряжение (фиг. 2). Это напряжение инвертируется усилителем 8, по зторяется усилителем 9 и после дифференцирования цепями 10 и 11 поступает на входы блоков формирователей управляющих импульсов 12 и 13 в виде коротких запускающих импульсов, В результате на входе формирователя 12 выделяются кратковременные положительные импульсы 20, формирующиеся позднее точек естественной коммутации в моменты, когда управляющий сигнал сравняется с убывающим по величийе опорным сигналом. На входе форми-. рователя 13 запускающие импульсы 21 формируются раньше точек естественной коммутации в моменты равенства управляющего сигнала о возрастающим опорным, сигналом,.При этом на выходе формирователя 12 образуются широкие управляющие импульсы 22, действующие в диапазоне отстающих углов управления. На выходе формирователя 13 управляющие импульсы 23 формируются в диапазоне опережающих углов управления. При постоянстве управляющего сигнала абсолютные величины углов 24 и 25 управления равны между собой. Поэтому в установившемся режиме работы преобразователя управляющие импульсы можно подавать на вентиль с выхода любого из двух формирователей, например с выхода формирователя 13 (фиг, 2). В переходном процессе, если управляющее напряжение 18 возрастает, управляющие импульсы на вентиль поступают с выхода формирователя 12, так как в этом случае на вход схемы 14 совпадения с неинвертирующего выхода дифференциатора 16 поступает разрешающий сигнал. Управление преобразователем в это время осуществляется в диапазоне отстающих углов, что обеспечивает безынерционную реакцию выходной ЭДС на изменение управляющего сигнала. Если управляющий сигнал убывает, разрешающий сигнал с инвертирующего выхода дифференциатора 16 подается на вход схемы 15 совпадения, при этом снимается разрешающий сигнал совпадения. Управление преоораэователем с этого момента начинает осуществляться в диапазо не опережающих углов, что также обес печивает безынерционность отработки устройством управляющего сигнала. В результате достигается симметричность и безынерционность реакции выходной ЭДС преобразователя на изменения управляющего воздействия в обо их направлениях и повышение его быст родействия. Предлагаемое устройство за счет увеличения быстродействия и, как следствие, улучшения динамических свойств преобразователя позволяет повысить точность существующих систем электропривода, .способствует повышению их устойчивости, а значит и уменьшению стоимости регуляторной части привода. Устройство целесообразно применять как в частотно-ре гулируемом электроприводе переменного тока, так и в быстродействуйидем электроприводе постоянного тока без дополнительных функциональных доработок, в отличии от существуюпих тиристорных преобразователей, трант зисторные преобразователи с ключами двусторонней Проводимости или тиристорные преобразователи с искусственной коммутацией с предлагаемым управляющим устройством могут работать при частотах сигнала управления много выше частоты пита1Ш1ей сети. С раз витием элементной базы, в частности с разработкой новых типов мощных транзисторов, во многих реверсивных преобразователях два комплекта тиристорных вентилей можно будет заменить на один комплект транзисторных ключей двусторонней проводимости. Повышение точности и быстродействия работы электропривода ведет к повышению производительности существующих механизмов, что, в конечном ито ге, положительно отразится на качест . ве и количестве продукции. I Экономический эффект от внедрения изобретения может быть создан за счет повышения производительности и точности механизмов и уменьшения стоимости регуляторной части привода Формула изобретения Устройство для фазового управления вентильным преобразователем, содержащее в каждом канале последовательно включенные компаратор, инвертирующий усилитель и дифференцирующую цепь, выход которой подключен к соответствующему входу блока формирователей управляющих импульсов, , первый вход компаратора в каждом канале предназначен для подключения управляимаего напряжения, а второй для подключения соответствующего опорного напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено дополнительнымблоком формирователей управляющих импульсов, дифференцирующим блоком с инвертирующим и неинвертирующим выходами и в каждом каг вале дополнительными неинвертнрующим усилителем и дифференцирукяцей цепью, двумя элементами И и элементом ИЛИ, причем выходы компараторов в каждом канале через дополнительный неинверjтирующий усилитель и дифференцирующую цепь подключены к соответствующим входам дополнительного блока формирователей управляющих импульсов, соответствующие выходы каждого из обоих вьааеуказанных формирователей подключены к первым входам элементов И в каждом канапе, к вторым входам которых подключены соответственно инвертиаующий и неинвертируюадий выходы дифференцирующего блока, а выходы элементов И подключены в каждом канале к входам элемента ИЛИ, выход которого служит для подключения к управляющим электродам соответству- ннцих вентилей, а вход дифференцирующего блока подключен к первому входу компаратора каждого канала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Писарев А. Л., Деткин Л. П. Управление тиристорными преобразователями. М., Энергия, 1975, с. 64. 2.Авторское свидетельство СССР №741409, кл. Н 02 Р 13/16, 1978. 3.Лебедев А. М. Следящерегулируемые тиристорные электроприводы серии ЭТ6И для механизмов подачи станков с ЧПУ. Электротехническая промищленность. Электропривод, 1975, вып. 4(39), с. 4-6.