Устройство для управления реверсивным трехфазным преобразователем с двукратным включением вентилей

Устройство для управления реверсивным трехфазным преобразователем с двукратным включением вентилей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: устройство содержит для каждого комплекта силовых вентилей преобразователя симметричное фазосдвигающее устройство (ФСУ) с управляющими импульсами длительностью 120 эл.град. и логическое устройство для выработки управляющих сигналов на повторное включение вентилей, подключенное к синхронизирующим и управляющим сигналам ФСУ. При этом каждый канал логического устройства выполнен в виде последовательно включенных логических элементов 2И- ЗАПРЕТи2ИЛИ. Зил.

СОЮЗ СОВЕТС ИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 H 02 М 7/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4674116/07 (22) 01,03.89 (46) 23,07.92, Бюл. ¹ 27 (75) А.А.Захаров (56) Маевский О.А. Энергетические показатели вентильных преобразователей. — М„

Энергия, 1978, с,149 — 157, Авторское свидетельство СССР

¹ 1163440, кл. Н 02 M 7/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С ДВУКРАТНЫМ

ВКЛЮЧЕНИЕМ ВЕНТИЛЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, в реверсивных приводах постоянного тока с реверсом по току якоря, Известно устройство для управленйя мостовым реверсивным преобразователем, содержащее для каждого комплекта силовых вентилей симметричное фазосдвигаю щее устройство (ФСУ) с широкими управляющими импульсами {больше 60 эл,град.) и логическое устройство для выработки дополнительных управляющих сигналов, обеспечивающих режим двукратного включения вентилей, а также общий для обоих силовых комплектов датчик выходного напряжения -преобразователя. Логические устройства обоих силовых комплектов подключены к выходным сигналам соответствующих им ФСУ. датчика выходного напряжения преобразователя, а также звена системы авторегулирования преобразователя, определяющего режим работы преобразователя: выпрямительный или инверторн ый.

„„SU „„1750003А1

2 (57) Сущность изобретения: устройство содержит для каждого комплекта силовых вентилей преобразователя симметричное фазосдвигающее устройство (ФСУ) с управляющими импульсами длительностью 120 эл.град. и логическое устройство для выработки управляющих сигналов на повторное включение вентилей, подключенное к синхронизирующим и управляющим сигналам

ФСУ. При этом каждый канал логического устройства выполнен в вйде последовательно включенных логических элементов 2И—

ЗАПРЕТ и 2ИЛИ. 3 ил.

Недостатками известного устройства являются: — пониженное быстродействие в процессе реверсирования преобразователя, осуществляемого с рекуперацией энергии в 2 питающую сеть переменного тока, обусловленное тем, что весь этап рекуперации про- . изводится в режиме однократного включения вентилей преобразователя; — пониженная надежность вследствие сложности его структуры, обусловленной наличием датчика выходного напряжения C) преобразователя и связей с силовой частью С) преобразователя и его системой авторегу- () лирования. белею изобретения является повыше- 3 в ние быстродействия преобразователя в процессе его реверсирования и повышение надежности устройства путем его упрощения, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для управления реверсивным трехфазным преобразователем с двукратным включением вентилей, содержащим на каждый комплект силовых вентилей фэлос1750003 двигающий блок, снабженный тремя входами для подключения синхронизирующих напряжений, формирующий на своих шести выходэх систему симметричных импульсов, шесть элементов ИЛИ, выходы которых являются выходами устройства, э первые входы:сое"дин ены с соответствующими выходами фазосдвигэющего блока, и блок формирования импульсов для повторного включения вентилей, использован фазосдвигающий блок, формирующий выходные импульсы шириной 120 эл,грэд„s блок формирования импульсов для повторного включения вентилей введены три компэрэтора, шесть одновибраторов и шесть элементов

И, снабженных входами запрета, при этом выходы элементов И подключены к BToph!M входам соответствующих элементов ИЛИ, первые входы элементов И подключены к выходам соответствующих одновибраторов, входы одновибрэторов последовэтельно обьединены в пары, подключенные к выходам соответствующих компараторов, входы которых соединены с соответствующими входами фазосдвигающего блока, при этом элементы И вторыми входами соединеныы соответствен во с. третьим, четвертым, пятым, шестым, первым и вторым выходами фазосдвигэющего блока, а входами зэп рета соединены соответственно с шестым, пятым, вторым, первым, четвертым и третьим выходами фэзосдвигающего блока, Нэ фиг,1 изображены функциональная схема устройства упрэвления одного комплекта силовых вентилей реверсивного преобрэзовэтеля и схема самого комплекта силовых вентилей; нэ фиг.2 — временные. диаграммы: по оси I — фазные напряжения питающей сети 0д, Бв, Ос, по оси II — синх. ронизирующие напряжения ФСУ 0дв, 0вс, Осд и импульсы выходного напряжения одновибраторов, по осям А-Z изображены управляющие сигналы ФСУ по соответствующим каналам трех фазной мостовой схемы преобразователя для трех значений углов регулирования: 30, 90 и 150 эл.град.; на фиг.3 — схемная реализация элементов 2И вЂ” ЗАПРЕТ нэ базе серийной микросхемы К 155Л44.

Устройство содержит симметричное

ФСУ 1 (символэми А-Z обозначены каналы управления силовыми вентилями катодной и анодной групп преобразователя), компэраторы 2 — 4, одновибраторы 5 — 10, элементы

2И вЂ” ЗАПРЕТ 11 — 16, элементы 2ИЛИ 17-22, силовые вентили 23 преобразователя, нагрузку 24 преобразователя.

Компэрэторы 2-4 подключены к соответствующим синхронизирующим напряжениям ФСУ и преобразуют напряжение синусоидальной формы в напряжение прямоугольной формы, При этом одновибраторы 5,7,9 срабатывают при наличии на их входах сигналов положительной полярно5 сти, э одновибрэторы 6 8 10 — при наличии сигналов отрицательной полярности синхронизирующего напряжения, Вторые входы И и запрещающие входы элементов 2И вЂ” ЗАПРЕТ, а также вторые вхо10 ды элементов 2ИЛИ подключены к соответствующим каналам управления ФСУ, Устройство управления обеспечивает следующий порядок работы преобразователя.

15 В выпрямительном режиме, В диапазоне углов регулирования о = 0-60 эл,грэд, на вентили преобразователя подаются только управляющие импульсы с

ФСУ. Преобразователь при этом работает в

20 ре>киме однократного включения вентилей.

В диапазоне углов регулирования a =.

=60-120 эл.грэд. на вентили преобрэзователя подаются управляющие импульсы с фазосдвигэющего и логического устройств.

25 Преобразователь работает в режиме двукратного включения вентилей.

В режиме реверсирования преобразователя, В диэпазонеуглов регулирования а= 180 — 120 эл.грэд. нэ вен30 тили преобразователя подаются только упрэвляющие импульсы с ФСУ 1, Преобразователь работает в режиме однократного включения вентилей, При этом происходит рекуперация энергии в питаю35 щую сеть, В диапазоне углов регулирования и =

=120 — 60 эл. град. на вентили преобразователя подаются управляющие импульсы с фэзосдвигэющего и логического устройств.

40 Преобразователь работает в режиме двукратного включения вентилей, рекуперация энергии в питающую сеть отсутствует.

Рэботэ устройства управления рассматривается на примере реверсивного электри45 ческого привода постоянного тока с реверсом-по току якоря.

Включение ФСУ 1 производится сигналом из системы управления (на фиг.1 не показана). При этом ФСУ вырэбатывэет

50 симметричную систему управляющих импульсов, которые подаются на вторые входы логических элементов 2ИЛИ, а с их выходов — нэ управляющие электроды вентилей преобразователя.

55 В выпрямительном режиме в диапазоне углов регулирования а = 0-60 эл.град, (например, при a = 30 эл.грэд.) импульсом

ФСУ в момент времени t> включается через логический элемент 2ИЛИ 17 вентиль А. Ток

1750003 нагрузки начинает протекать по вентилям

АУ. В момент времени t2 импульсом ФСУ через логический элемент 2ИЛИ 22 включается вентиль Z. Ток нагрузки начинает протекать rio вентилям AZ. Дальнейшая коммутация вентилей протекает аналогично. Преобразователь работает в режиме однократного включения вентилей, Цикл коммутации вентилей имеет следующий вид;

AY — AZ

AZ — ВХ

CX — CY

В выпрямительном режиме в диапазоне углов регулирования и = 60-120 эл.град. (например, при а = 90 эл,град.) в момент времени tp импульсом ФСУ включается вентиль А. Ток нагрузки начинает протекать по вентилям АУ, С момента времени тз синхронизирующее напряжение Одв принимает отрицательное значение, При этом одновибратор 6 по сигналу с компаратора 2 выдает кратковременный импульс (см, фиг,2).

Таким образом, на логическом элементе

2И вЂ” ЗАПРЕТ 12 имеются сигналы на обоих входах И и отсутствует сигнал на запрещающем входе, При этом элемент 2И вЂ” ЗАПРЕТ

12 срабатывает и через элемент 2ИЛИ 18 выдает управляющий сигнал на вентиль X.

Вентиль X включается и ток нагрузки начинает протекать по вентилям AX. По окончании выходного импульса одновибратора 6 логический элемент 2И-ЗАПРЕТ 12 выключается, управляющий сигнал с вентиля X снимается,,но ток нагрузки продолжает протекать по вентилям АХ.

В момент времени ta импульсом ФСУ включается вентиль Z, ток нагрузки начинает протекать по вентилям AZ. Дальнейшая коммутация вентилей протекает аналогично, Преобразователь работает в режиме двукратного включения вентилей. Цикл коммутации вентилей имеет следующий вид:

AY — AX — AZ — CZ

BZ — BY — BX — AX

CX — CZ — CY — BY

При работе преобразователя в выпря. мительном режиме в диапазоне углов регулирования a = 0-120 эл.град. двигатель работает в двигательном режиме, При реверсировании двигателя на первом этапе (торможение с заданной частоты вращения до нуля) двигатель работает в генераторном режиме. При этом в диапазоне углов регулирования а = 180-120 эл.град. преобразователь работает в инвентарном режиме, к якорю двигателя прикладывается однополярное напряжение преобразователя.

Работа устройства управления в этом режиме рассматривается при угле регулиро5 вания а= 150 эл.град. B момент времени И сигналом ФСУ включается вентиль А, ток нагрузки начинает протекать по вентилям

АУ. В момент времени t5 сигналом ФСУ включается вентиль Z, ток нагрузки начина10 ет протекать по вентилям AZ. Таким образом, преобразователь работает в режиме однократного включения вентилей.

При дальнейшем торможении в диапазоне углов регулирования а = 120-60

15 эл.град. преобразователь переводится в ре- . жим двукратного включения вентилей. При этом прекращается рекуперация энергии в сеть, а к якорю двигателя прикладываются только те отрезки напряжения преобразо. 20 вателя, которые суммируются с его напряжением (в отличие от режима однократного включения вентилей, когда к якорюдвигателя прикладывается знакопеременное на. пряжение преобразователя). Работа

25 устройства управления аналогична работе в выпрямительном режиме в диапазоне углов регулирования a = 60 — 120 эл.град. Таким образом, в предлагаемом устройстве за счет использования режима двукратного вклю30 чения вентилей в диапазоне углов регулирования а = 120-60 эл.град, в процессе реверсирования преобразователя обеспечивается снижение пульсаций напряжения на нагрузке, сужается зона прерывистых то35 ков. В конечном итоге, это приводит к повышению быстродействия преобразователя.

Повышение быстродействия преобразователя для случая привода постоянного тока с реверсом по току якоря обеспечивает повы40 шение его быстродействия и точности регулирования в режимах торможения и реверса.

За счет исключения датчика напряжения преобразователя и электрических свя45 зей с силовой частью преобразователя и системой авторегулирования устройство обладает упрощенной структурой, обеспечивающей повышенную надежность.

Формула изобретения

Устройство для управления реверсив50 ным трехфазным преобразователем с двукратным включением вентилей. содержащее на каждый комплект силовых вентилей фазосдвигающий блок, снабженный тремя входами для подключения синх55 ронизирующих напряжений, формирующий на своих шести выходах систему симметрич; ных импульсов, шесть элементов ИЛИ, выходы которых являются выходами

1750003 устройства, а первые входы соединены с соответствующими выходами фазосдвигающего блока, и блок формирования импульсов для повторного включения вентилей, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия преобразователя в процессе его реверсирования и повышения надежности устройства путем его упрощения, использован фазосдвигающий блок, формирующий выходные импульсы шириной f20 эл.град., в блок формирования импульсов для повторного включения вентилей введены три компаратора, шесть одновибраторов и шесть элементов И, снаб>кенных входами запрета, при этом выходы элементов И подключены к вторым входам соответствующих элементов ИЛИ, первые входы элементов

И подключены к выходам соответствующих одновибраторов, входы адновибраторов последовательно соединены в

5 пары, подключенные к выходам соответствующих компараторов, входы которых соединены с соответствующими входами фазосдвигающего блока, при этом элементы И вторыми входами соединены со10 ответственно с третьим, четвертым,. пятым, шестым, первым и вторым выходами фазосдвигающего блока, а входами запрета соединены соответственно с шестым, пятым, вторым, первым, четвертым

15 и третьим выходами фазосдвигающего блока.

1750003

1750003

Составитель О.Мещерякова

Техред М,Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор Т.Иванова

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

Заказ 2602 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5