Устройство для раздельного управления многофазным вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью

Устройство для раздельного управления многофазным вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНШ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗШ, содержащее фазосдвигающий блок, последовательно включенные задакедий генератор, счетчикраспределитель , блок фОЕ шрования выходных импульсов, первые входы которого подключены к соответств1(вдим выходам фазосдвигаквдёго блока, блок раздельного управления, отличающееся тем, что, с целью упрощения , оно снабжено последовательно включенными блоком задержки и формирователем длительности импульсов, а блок раздельного управления выполнен на D-триггерах по числу каналов раздельного управления, первых и вторых элементах И, выходы D-триггеров блока раздельного управления подключены к соответствующим вторым входам блока формирования выходных импульсов , D-входы каждого из В-.триггеров служат для подключения датчика состояния вентилей, С-входы каждого из D-триггеров через первый вход первого элемента И пoдкJшчeны к соответствующим выходам счетчикараспределителя , а через второй вход , первого элемента И - к выходу формирорателя длительности импульсов, (П R-входы каждого из D- триггеров через первый вход второго элемента И к соответствующим выходам счетчикараспределителя , а через второй вход к выходу задающего генератора и входу блока задержки, а третьи даходы блока формирования выходгшх импульсов подключены к соответствующим, : выходам счетчика-распределителя. со со 00 О)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(5D Н 02 Р 13/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3331705/24-07 (22) 04.09.81 (46) 15 .07. 83 . Бюл . М 26 (72)П. Д. Андриенко и В. В. Фоменко

;(71)Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых полупроводниковых устройств (53) 6 21. 314 . 27 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

М 773897, кл. H 02 Р 13/16, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 851733, кл. Н 02 Р 13/18, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО

УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНБК,ВЕНТИЛЬНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЫ0, содержащее фазосдвигающнй блок, последовательно включенные задающий генератор, счетчикраспределитель, блок формирования выходных импульсов, первые входы которого подключены к соответствующим выходам фазосдвигающего блока, блок раздельного управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно.снабжено последовательно

„.Я0„„ 29 A включенными блоком задержки и формирователем длительности импульсов, а блок раздельного управления выполнен íà D-триггерах по числу каналов раздельного управления,.первых и вторых элементах И, выходы П-триггеров блока раздельного управления подклю- чены к соответствующим вторым входам блока формирования выходных импульсов, D-входы каждого из D-,òðèãгеров служат для подключения датчика состояния вентилей, С-входы каждого из D-триггеров через первый вход первого элемента И подключены к соответствукнцнм выходам счетчикараспределителя, а через второй вход первого элемента И - к выходу форми- Е рователя длительности импульсов, R-входы каждого из D- триггеров через первый вход второго элемента И— к соответствующим выходам счетчика- С распределителя, а через второй вход— к выходу задающего генератора и входу блока задержки, а третьи входы блока формирования выходных импульсов подключены к соответствующим, выходам счетчика-распределителя.

1029386

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

:в силовой преобразовательной технике для.многофазных преобразонателей частоты с непосредственной связью (ПЧНС), н том числе в источниках пониженной частоты для руднотермических печей.

Известно устройство раздельного управления многофазным реверсивнйм вентильным преобразователем, состоящее из последовательно соединенных формиронателя опорных синхроимпульсов, фазосдвигающего устройства по схеме преобразователя "частота- фаза", канальных схем И, об- {5 щего для всех фаэ генератора импульсов, управляемого входным напряжением и состоящего из последовательно соединенных источников опорного напряжения противоположной полярности, 2О управляемого ключа, генератора пилообразного напряжения, нуль-органа, логических схем И, ИЛИ, НЕ, блока раздельного -управления, на входы,которого подаются сигналы управления и датчика состояния вентилей, а выходы соединены со входами управляемого ключа и канальных схем И f1 ).

Однако данное устройство пригодно только для однофазного преобразовате; О ля частоты, где раздельное управление осуществляется между группами "Вперед и "Назад" по сигналу задания при 1800 проводимости вентильных групп.

Кроме того громоздка его система раздельного управления для многофаэнОго преобразователя частоты из-за необходимости использования однотипных блоков раздельного управления со своими выдержками времени по числу фаэ. Наблюдается ухудшение формы выходного напряжения и качества питающей сети из-за неодинаковости пофазных выдержек времени для восстановления запирающих свойств тиристоров, особенно в диапазоне темпера 45 тур для многофаэных преобразователей частоты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для раздельного управления 50 многофаэными вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащее фазосдвигающий блок, последовательно включенные задающий генератор счетчик раз 55 пределитель, блок формирования выходных импульсов, первые входы которого подключены к соответствующим выходам фазосдвигающего блока, блок раздель-. ного управления Е2 3. бО

Недостатками этого устройства являются громоздкость и ненадежность раздельного управления с 120 прово димостью тока в фазе при 180 провоb мости тока н трехфаэной нагрузке, собранной по схеме "звезда беэ нулевого пронода", иэ-эа необходимости использования большого числа однотипных блоков раздельного управления, обеспечивающих бестоковую паузу между фазами при соединении групп вентилей преобразователя по схеме "треугольник". Наблюдается ухудшение формы выходного напряжения, энергетических показателей, увеличение искажений питающей сети иэ-за разности выдержек времени в многочисленных блоках раздельного управления н диапазоне температур. Сложным является оперативное переключение времени бестоковой паузы и обеспечение ее регулирования н широких пределах при большом числе блоков раздельного управления, что необходимо по технологическим сообра» жениям в случае применения данного устройства н источнике пониженной частоты для рудотермических печей.

Цель изобретения - упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для раздельного управления миогофазным вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью снабжено последовательно включенными блоком задержки и формирователем длительности импульсов, а блок раздельного упранления выполнен на D-триггерах по числу каналов раздельного управления, первых и вторых элементах И, выходы

D-триггеров блока раздельного управления подключены к соответствующим вторым входам блока формирования выходных импульсов, D-входы каждого иэ Р-триггеров служат для подключения датчика состояния вентилей. С-входы каждого из П-триггеров через .первый вход перного элемента И подключены к соответствующим выходам счетчикараспределителя, а через второй вход первого элемента И - к выходу формирователя длительности импульсов, R-входы каждого из D-триггеров через первый вход второго элемента И - к соответствующим выходам счетчика-распределителя, а через. второй вход-— к выходу задающего генератора и входу блока задержки, а третьи входы блока формирования выходных импульсов подключены к соотнетстнующим выходам счетчика-распределителя.

На фиг. 1 приведена структурная схема предлагаемого устройства для трехфазного преобразователя при соединении групп вентилей фаз преобразователя по схеме треугольника; на .фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие принцип работы данного устройства. устройство содержит фазосдвигаю;ций блок 1, последовательно соединенные задающий генератор 2, счет1029386 чик-распределитель 3, блок 4 формирования импульсов управления тиристорами, к второй группе выходов которого подключены выходы фазосдвигающего блока 1, блок 5 раздельного управления, к одному из входов ко- 5 торого подсоединены последовательно соединенные относительно выхода. за+,: дающего генератора 2 блок б задержкй"; формирователь 7 длительности импульсов, а к другому входу - выход за- 10 дающего 1енератора 2 непосредственно.

Блок 5 раздельного управления содержит шесть триггеров 8-13, пряьые

;выходы которых РУ1-Руб подсоединены ,к третьей группе входов блока 4 формирования импульсов„ на входы подаются сигналы соответствующих выходящих из работы фаз для данного канала раздельного управления, к С-входам через двухвходовые схемы Й 14=19 подсоединены выход формирователя длительности импульсов 7 и выходы счетчика 3, соответствующие началам фаз-. ных зон.проводимости, к R-входам через двухвходовые схемы И 20-"25 подсоединен выход задающего генера25 тора 2 — выход счетчика 3, соответствующие окончаниям фазных токов.

На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства, где

2а - узкие импульсы выхода задаю-щего генератора 2 с соответствуиицими распределительными зонами 60 длительности, получаемые на выходе счетчика

3.1-3.6, 2 a — - расширенные по длительности (c задержанным задним фронтом 35 относительно исходных узких импульсов задающего генератора ) выходные. импульсы блока задержки, 2 S - c4epмированные по длительности и задержанные относительно исходных выход- 40 ные импульсы формирователя 7 длительности импульсов;2ъ-2е - диаграммы фазных токов 120О проводимости (для упрощения - беэ пульсаций )вентильных

Групп с обозначенными временными 45 задержками, которые должны обеспечить устройства раздельного управления (канальные )между выходящими нз работы и входящими в работу фазами (к примеру РУ1 — между фазами +А и +В н т.д.) при соединении фаз ПЧНС в"треугольник", 2 и — ток 180 проводимости одной из фаз нагрузки, например фазы A.

Устройство работает следующим образом.

55 Рассматривается случай 180 проводимости тока в нагрузке при 120 проводимости фаэных токов при соединении фазных вентильных групп по схеме "треугольник" с нагрузкой, со- 60 бранной по схеме "звезда без нулевого провода", что имеет место при применении устройства в составе преобразователя для источника пониженной частоты к рудотермическим печам. Ток в нагрузке (злектродах ) имеет стуненчатую форму.(фиг. 2и ). При данной структуре системы управления выходную частоту ПЧНС определяет задающий генератор 2 со счетчиком 3, формирующие распределенные во времени импульсы 60о,проводимости, а выходное напряжение определяется нереверсивным фа,.зосдвигающнм блоком 1 с меняющимся во времени в зависимости от управляницего напряжениями„„ положением импульсоа . Импульсы фазосдвигающего блока

1 и счетчика 3, логически сложенные в блок 4 формирования импульсов, опре-. деляют момент отпирания тиристоров.

Прн соединении вентильных групп, в

"треугольник" между соседними фаза-IlyAн А+ВО Ф,,Вп В СИ 11. .Сн

I I

"+А" "-А" - "-В" "-В"-"-С" "-С""-A" возникает опасность работы группы на группу из-за затягивания тока в выходящей из работы фазы по причине индуктивного характера нагрузки и конечного времени восстановления запирающих свойств тиристоров. Поэтому,- между указанными парами фаз необходимо включать блоки раздельного (управления с заведением сигналов датчиков состояний вентилей с выходящей из работы группы, которые задерживали бы включение последующих групп вентилей (фиг. 2г-2е ). В данном устройстве разрешающую зону формирования импульсов управления и образует блок 4 формирования импульсов блока

5 раздельного управления. Происходит это следующим образом.

В исходнОм состоянии Все D-iparгеры обращены в нуль узкими импульсами задающего генератора через схемы

И 20-25, на вторые входы которык заводятся 60 импульсы окончания такой фазы. Узкие импульсы задающего генератора 2 шестикратной выходной частоты в блоке 6 задержки задер- живаются на определенное время, общее для всех шести выходов раздельного управления, что видно по их расширенной длительности (фиг. 2б ). По заднему фронту расширенных импульсов задающего генератора 2 формируются импульсы определенной, заранее установленной согласно максимальному времени восстановления запирающих свойств данных тнристоров, длительности н формирователе 7 длительности импульсов, которые заводятся в распределительные зоны счетчика 3, соот= ветствующие началам соответствующих фазных проводимостей. НО трИГГЕры

Р 8-13 (триггеры задержки ) изменяют свой выходкой сигнал (устанавливаются в "1" ) не сразу после изменения входного сигнала D (сигналы с соответствующих датчиков состояния вентилей, свидетельствующие об отсутствии тока в выходящей из работы груп1029386

1.1

1.2 пы, а только с приходом соответствующих сформированных по длительности импульсов на вход С (фиг. 2в f no их заднему фронту. Если разрешающего сигнала на вход D не поступит (отсутствие тока ),. триггер с приходом импульса на вход С не переключится.

Сброс триггеров типа D 8-13 (окончание разрешающих зон включения тиристоров )-происходит по заднему фронту

))) пульсов со схем И 20-25 по выхо- )О дам R.

Улучшение формы выходного напряжения, уменьшение искажений питающей сети, повышение энергетических показателей установки, а именно коэффи- 15 циента мощности, возможность оперативного регулирования бестоковой паузы во всех каналах одновременно и в широких пределах достигается за счет одноканального формирования бестоковой паузы в системе раздельного управления что обеспечивает одинаковую величину ее и постояннство в диапазоне температур при симметричной форме выходного напряжения и минимальных гармонических составляющих в питающей сети посредством структурного изменения в построении устройства управления. Такое изменение позволяет максимально испольэовать возможности интегральных микросхем и уменьшает их количество по сравнению с базовым.

1029386

Составитель Г. Ефимов

Техред О.Иеце Корректор й. Ильин

Редактор T. Митейко

Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4999/57

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4