Устройство для переключения ступени многомостового тиристорного преобразователя

Устройство для переключения ступени многомостового тиристорного преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многомостовым выпрямительно-инверторным тиристорным преобразователем электроподвижного состава. Цель изобретения - повышение коэффициента мощности и более полное использование мощности силового трансформатора. Цель достигается за счет уменьшения величины начального угла открытия тиристоров при переходе в следующую зону регулирования. При увеличении напряжения питания преобразователя и при выполнении условия L<SB POS="POST">P1</SB>≤L<SB POS="POST">01</SB>+γ, где L<SB POS="POST">01</SB> - минимальный угол открытия тиристоров первой зоны регулирования, L<SB POS="POST">P1</SB> - регулируемый угол открывания тиристоров первой зоны регулирования , γ - угол коммутации, синхронный триггер 18 формирует сигнал перехода L<SB POS="POST">02</SB>, причем L<SB POS="POST">02</SB>Λ<SB POS="POST">01</SB>. На распределитель импульсов 12 продолжают поступать импульсы L<SB POS="POST">01</SB> до тех пор, пока L<SB POS="POST">P1</SB>Λ<SB POS="POST">02</SB>. Как только L<SB POS="POST">P1</SB>≤L<SB POS="POST">02</SB>, на выходе элемента И-НЕ 24 формируется сигнал, переключающий триггеры 25 и 26 в противоположное состояние и запрещает прохождение импульсов L<SB POS="POST">01</SB> через элемент И-НЕ 24 и разрешает прохождение импульсов L<SB POS="POST">02</SB> через элемент И-НЕ 22. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (бай) 4 Н 02 М 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4116881/24-07 (22) 10.09,86 (46) 15.04.89. Бнл.Ó 14 (71) Всесоюзный аучно-исследователь ский проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) О,P .Êäëàáóõoâ и А. Г,Журавлев (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Ф 849409, кл. Н 02 М 7/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

У 1264277, кл. Н 02 М 7/00, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ

СТУПЕНЕЙ МНОГОМОСТОВОГО ТИРИСТОРНОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многомостовым выпрямительно-инверторным тиристорным преобразователем электроподвижного состава. Цель изобретения — повышение коэффициента мощности и более полное использование мощности силового трансформатора. Цель достигается за счет уменьшения величины начального угла открытия тиристоров при перехо-, де в следующую зону регулирования, .При увеличении напряжения питания преобразователя и при выполнении ус". ловия с ., К „ g где еС0, - минимальный угол открытия тиристоров первой зоны регулирования, М, — регулируемый угол открывания тиристо-, ров первой зоны регулирования, угол коммутации, синхронный триггер

18 формирует сигнал перехода о причем о с 0С„ . На распределитель

12 импульсов продолжают поступать импульсы Кщ до тех пор, пока о р,) о щ.

Как только oL >, 4 К, на выходе элемента И-НЕ 24 формируется сигнал, переключаюший триггеры 25 и 26 в противоположное состояние и з апрещает прохождение импульсов о 0, через эле-. мент И-НЕ 24 и разрешает прохождение импульсов сС через элемент И-НЕ 22.

2 ил.

1473041

Изобретение относится к электро- . технике, в частности к преобразовательной технике, и может быть применено для управления работой многомос- тового выпрямительно-инверторного тиристорного преобразователя, используемого в электропроводе с многоступенчатым регулированием напряжения на нагрузке, преимущественно на электрическом транспорте.

Цель изобретения — повышение коэффициента мощности преобразователя более полное использование мощности силового трансформатора.

На фиг,1 приведена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временная диаграмма напряжения, поясняющая работу устройства, Устройство для переключения ступеней многомостового тиристорного преобразователя содержит формирователь 1 опорных импульсов, первый фазосдвигающий элемент 2, второй фазосдвигаюший элемент 3, третий фазосдвигающий элемент 4, блок 5 синхронизации, входы которых предназначены для подключения к напряжению сети.

Выход блока 5 синхронизации подключен 30 к первому входу первого триггера с раздельным запуском 6, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ 7, первый вход которого соединен с входом одновибратора 8.

Выход одновибратора 8 подключен к второму входу первого элемента И-НЕ 7, третий вход которого через первый элемент НЕ 9 и датчик угла коммутации 10 предназначен для подключения к силовой цепи многомостового тиристорного преобразователя 11. Выход первого фазосдвигающего элемента 2 соединен с пятым входом распределите; ля 12 импульсов Вторым вхОДОм второ 45 го элемента И-НЕ 13 и через второй элемент НЕ 14 со вторым входом третьего элемента И-HE 15. Первый вход третьего элемента И-НЕ 15 через первый элемент 16 задержки соединен со

50 вторым выходом первого триггера с раздельным запуском 6, первый выход которого подключен к первому входу . второго элемента И-НЕ 13. Выход второго элемента И-HE 13 соединен с первым входом второго триггера с раздель55 ным запуском 17, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента

И-НЕ 15. Первый,и второй выходы триггера 17 соединены соответственно со вторым и третьим входами первого синхронного .триггера 18, первый вход которого соединен с выходом третьего фазосдвигающего элемента 4. Первый и второй выходы первого синхронного триггера 18 соединены соответственно с третьим и четвертым входами распределителя импульсов 12, второй вход которого соединен с выходом второго фазосдвигающего элемента 3. Выход распределителя 12 импульсов через блок 19 усилителей соединен с управляющими электродами тиристоров многомостового тиристорного преобразователя 11, силовая цепь которого подключена к выходу тягового трансформатора 20. Вход второго элемента 21 за1 держки соединен с выходом формирователя 1 опорных импульсов, вторым входом четвертого элемента И-НЕ 22 и входом третьего элемента НЕ 23, выход которого подключен к первому входу пятого элемента И-НЕ 24, второй вход которого подключен к выходу первого фазосдвигающего элемента 2. Выход пятого элемента И-НЕ 24 соединен с первым входом третьего триггера с раздельным запуском 25, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента

И-НЕ 15, Первый и второй выходы триггера 25 соединены соответственно с первым и вторым входами второго синхронного триггера 26, третий вход которого подключен к выходу третьего фазосдвигающего элемента 4, Первый и второй выходы второго синхронного триггера 26 соединены соответственно со вторым входом шестого элемента ИНЕ 27 и первым входом четвертого элемента И-НЕ 22. Выход второго элемента 21 задержки подключен к входу одновибратора 8 и первому входу шесто» го элемента И-HE 27, выход которого соединен с первым входом седьмого элемента И-НЕ 28, второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И-НЕ 22. Выход седьмого элемента И-НЕ 28 соединен с первым входом распределителя 12 импульсов.

Нагрузкой преобразователя является двигатель 29 постоянного тока.

Устройство работает следующим образом.

В начале каждого полупериода выходного напряжения тягового трансформатора 20 формирователь 1 опорных им! 473041

fp пульсов формирует импульс 1., с фазой с помощью второго элемента 21 задержки осуществляется фазовый сдвиг этого импульса, поэтому фаза о{.„, его выходного импульса больше фазы о{,, Величина фазы с{.„ выбирается такой, чтобы при этом анодное напряжение тиристоров многомостового тиристорного преобразователя 11 на первой зоне регулирования было достаточным для их надежного включения, С помощью датчика 10 угла коммутации, первого элемента НЕ 9, одновибратора 8, первого элемента И-НЕ 7, первого с раздельным запуском триггера 6 (фиг.2) осуществляется селективное суммирование импульсов Г, и 0<о . ,t

Фаза импульса Г, формируемая на первом выходе первого триггера с раз- 20 дельным запуском 6, равна сумме фазы а{„, и 1", В каждый полупериод выходного напряжения силового трансформатора 20 тиристоры многомостового тиристорного преобразователя 11 откры-25 ваются в начальной фазе с{.«и регулируемой ой!<, поэтому датчик 10 угла коммутации за тот же промежуток времени выдает импульсы U„ (фиг.2) ! длительностью 1!, формируемые от

/ / // импульсов о{,« и длительностью формируемые от импульсов Жр, . Длительность импульсов и {!" равна времени коммутации соответствующих тиристоров многомостового тиристор35 ного преобразователя 11, Импульсы 11 перво го фаз о сдвигакще го элемента 2 засинхронизированы напряжением сети, а их фаз а Ы, при изменени и напряжеpt ния управления изменяется от макси- 40 мального до О, так как данный элемент имеет обратную фазовую характеристику. На выходе второго элемента

И-HE 13 формируется импульс "О" при

l выполнении условия о р, «(о

С помощью этого импульса происходит переброс из одного состояния в другое второго триггера с раздельным запуском 17, а затем и первого синхронного триггера, Выходные импульсы триггера

18 являются командой перехода с пер-r вой зоны на вторую. На выходе третьего элемента И-НЕ 15 с помрщью первого элемента 16 задержки и второго элемента HE 14 формируется сигнал лог.

"0" при выполнении условия а{.о, Ео, +

+ (+ Ltt где — фазовый сдвиг импульса o{., + ; заданный первым элементом 16 задержки.

Лалее этот сигнал лог. "0" используется для переброса второго триггера с раздельным запуском 17, а затем и первого синхронного триггера 18. Таким образом формируется обратный переход со второй на первую зону. Син— хронизация работы первого синхронного триггера 18 осуществляется с помощью третьего фазосдвигающего элемента 4.

Первый элемент 16 задержки задает ко-. эффициент возврата устройства при переходе с первой зоны на вторую и обратно и, тем самым, исключается режим "звонковой" работы устройства, который мог происходить при асимметрии выходных импульсов первого фазосдвигающего элемента 2. Блок 5 синхг ронизации формирует импульсы с фазой, равной фазе перехода выходного напряжения силового трансформатора 20 через нуль. Сигнал с выхода блока 5 синхронизации подается на первый вхЬд первого триггера с раздельным запуском 6.

Таким образом, при выполнении условия o{p с о, + g первый синхронный триггер 18 формирует сигнал перехода с первой эоны регулирования на вторую. Однако на распределитель 12 импульсов будут продолжать поступать импульсы о{О1, так как вторые входы шестого элемента И-КЕ 27 и седьмого элемента И-HE 28 при этом поданы раз решающие сигналы лог. "1", Разрешение на прохождение импульсов о о, будет существовать до тех пор, пока выполняется условие Ы1, > Ы02 ° Как только Ф It, о{.о, на выходе пятого элемента И-НЕ 24 формируется сигнал лог. "0", который перебросит третий триггер с раздельным запуском 25, а затем и второй синхронный триггер 26

1 в противоположное состояние. Указанный триггер запретит прохождение импульсов о{о, через шестой элемент

И-HE 27 и разрешит прохождение импульсов с через четвертый элемент

И-НЕ 22. Таким образом, при о р ) с на вход седьмого элемента И-HE 28, а затем и на первый вход .распределителя

12 импульсов подается сигнал о{„ при о{р, о{ на указанные элементы (см, фиг.2) будет подан сигнал о{.

Обратный процесс запрещения о{д v. разрешения о{, происходит синхронно с обратным переходом со второй зоны

1 на первук, т.е. при о{ р, о „+ g + Ь .

1473041

11ри этом на выходе третьего элемента и и

И-HE 15 формируется сигнал лог. 0 который воз вращает в исходное со стоя ние третий триггер с раздельным запус5 ком 25, а затем и второй синхронный триггер 26 и тем самым происходит запрет прохождения импульсов М, и разрешение импульсов с о,.

Распределитель 12 импульсов, который может состоять, например, из элементов И-НЕ, с помощью сигналов первого синхронного триггера 18 расПРеДеляет импУльсы Кр» О ри ю 0L<< . или 15 о через блок 19 усилителей по управ- . ляющим цепям соответствующих тиристоров многомостового тиристорного пре- образователя 11. Таким образом осуществляется плавное регулирование выход-0 ного напряжения указанного преобразователя. Источником питания данного преобразователя является силовой трансформатор 20, 25

Формула изобретения

Устройство1 для переключения ступе..с ней многомостового тиристорного преобразователя, содержащее формирова- 0 тель опорных импульсов, три фазосдвигаюших элемента, блок синхронизации, входы которых объединены и предназна" чены для подключения к напряжению сети, выход блока синхронизации подключен к первому входу первого триггера с раздельным запуском, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И-НЕ, соединенного первым входом с входом одновибратора, 40 вторым входом — с его выходом, а тре" тий вход предназначен для подключения к силовой цепи многомостового тиристорного преобразователя через первый. элемент НЕ и датчик угла коммутации, 45 выход первого фазосдвигающего элемента соединен с одним из входов распределителя импульсов, с вторым входом второго элемента И-НЕ и через второй элемент НŠ— с вторым входом третье- .5О го элемента И-НЕ, первый вход которого через первый элемент задержки соединен с вторым выходом первого триггера с раздельным запуском, подключенного первым выходом к первому входу второго элемента И-НЕ, соединенного выходом с первым входом второго триг гера с раздельным запуском, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И-.НЕ, первый и второй выходы второго триггера соединены соответственно с вторым и третьим входами первого синхронного триггера, первый вход которого соединен с выходом третьего фазосдвигающего элемента, а первый и второй выходы первого синхронного триггера соединены с соответствующими входами распределителя импульсов, следующий вход которого соединен с выходом второго фазосдвигающего элемента, а выход распределителя импульсов через блок усили- . телей предназначен для подключения к управляющим электродам тиристоров многомостового тиристорного преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью повышения коэффициента мощности, более полного использованияния мощности сило во го тр ан сфор матора, оно снабжено третьим элементом

НЕ, четвертым — седьмым элементами

И"НЕ, третьим триггером с раздельным запуском, вторым синхронным триггером, вторым элементом задержки, причем вход последнего соединен с выходом формирователя опорных импульсов, вторым входом четвертого элемента

И-НЕ и через третий элемент НŠ— с первым входом пятого элемента .И-НЕ, второй вход которого подключен к выходу первого фазосдвигающего элемента, а его выход соединен с первым входом третьего триггера с раздельным запуском, второй вход которого подключен к выходу третьего элемента

И-НЕ, а его выходы соединены с первым и вторым входами второго синхроннЬго триггера, третий вход которого подключен к выходу третьего фаэосдвигающего элемента, первый и второй выходы второго синхронного триггера соединены соответственно с вторым входом шестого элемента

И-НЕ и первым входом четвертого элемента И-НЕ, выход второго элемента задержки подключен к входу одновибратора и через шестой и седьмой элементы И-НŠ— к первому входу распределителя импульсов, а выход четвертога элемента И-НЕ подключен к второму входу седьмого элемента И-НЕ, 147304) V1 Ки /21 Д1

И-НЕ

Редактор А.Долиннч

Заказ 1724/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат ™Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

r(doi) () ГЁ

/ О1 3"

Составитель В,Бунаков

Техред А.Кравчук Корректор Л.Пилипенко