Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты

Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Соила Советскик 1 (») 534843

Социалистических

Республик

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н етОРСКОММ СВИДаПЛЬСТЗ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено29.10.73 (21) 1966257/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 05.11.76.Бюллетень ¹41 (45) Дата опубликования описания22,02.77 (51) М. Кл.е

Н 02 Р 13/18

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам изобретений н открытий (53) УДК 621.314..572. (088.8) Е,Р, Дорошин, В,С. Козлов, М.М. Абрамов и А.E. Аксенов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ

ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для управления трехфазными тиристорными преобразователями частоты с широтно-импульсной прямоугольной модуляци- 5 ей выходного напряжения.

Известно устройство для управления тиристорным преобразователем частоты с широтно-импульсным регулированием, содер- !О жащее задающий генератор, делитель частоты, фазорасцепитель, формирователь тактовых сигналов и формирователи сигналов управления на каждую вентильную группу, которые содержат логические элементы "И", !5 входы которых подключены к выходам формирователя тактовых сигналов и фазорасщепителя, соответствующего данной вентильной группе (1). Недостаток такого устройства заключается в одновременной модуляции 20 всех сигналов фазорасщепителя (анодных и катодных), приводящих к высокой частоте переключений силовых ключей и к форсированному спаду тока на интервалах между импульсами напряжения, Этот недостаток устранен в устройстве (2)за счет того, что формирователи сигналов управления снабжены вторым логичес— ким элементом "И", первый вход которого соединен с выходом фазорасщепителя, отстающим на угол K/2 во времени, а второй вход соединен с выходом фазорасщепителя, отстающим на угол 21Г/3 и инвертированным по отношению к выходу фазорасщепителя, соответствующему данной вентильной группе, причем выходы обоих элементов "И" подключены ко входам элемента "ИЛИ", Недостаток этого устройства для управления трехфазными тиристорными преобразователями частоты с широтно-импульсной прямоугольной модуляцией выходного напряжения состоит в возрастании высших гармонических составляющих на низких частотах при глубоком регулировании напряжения и неравномерной загрузке FHpHGTopoB узла коммутации.

Цель изобретения — улучшение гармонического состава выходного напряжения и равномерной токовой загрузки тиристоров

534843 узла коммутации при глубоком регулировании напряжения.

Бель достигается тем, что устройство снабжено формирователем сигналов переключения структуры выходных импульсов и ло- Ь гической схемой перекшочения несущих сигналов, причем вход формирователя сигналов переключения структуры выходных импульсов соединен с входом задатчика частоты, а выход с входом логической схемы пере- 10 ключения несущих сигналов, выход которой подключен ко входу схемы формирования выходных импульсов.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 И и 3 — временные диаграммы его работы.

Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты содержит следующие основные узлы: задатчик частоты 1, делитель частоты 2, формирователь 3 импульсов пересчета; формирователь

4 несущих сигналов, формирователь 5 сигналов переключения структуры выходных импульсов, логическую схему 6 переключения несущих сигналов, кольцевую пересчетную схему 7, формирователь 8 модулирующих сигналов, логическую схему 9 формирования выходных сигналов.

Задатчик частоты 1 состоит из усилителя 10 и преобразователя аналог» код 11. Лели- ® тель частоты 2 состоит из включенных по счетной схеме триггеров 12, 13, 14. Оба выхода триггера 14 поступают на формирователь 3, состоящий из двух идентичных каналов, формирующих импульсы ПС1 и ПС 2 соответственно для переключения нечетных и четных элементов кольцевой пересчетной схемы.

Формирователь несущих сигналов 4 состоит из нескольких каналов по числу формируемых структур. Выход триггера 12, имеющего наивысшую частоту срабатывания, соединен со входом инвертора 15, выход которого соединен с элементом задержки 16, формирующим несущие сигналы Н 12 для двенадцатиимпульсной структуры выходного напряжения.

Второй канал формирования несущего сигнала шестиимпульсной структуры Н 6 обра- 50 зует соединение выхода триггера 13 с элементами 17 и 18. Несущий сигнал трехимпульсной структуры Н3 формируется сумматором 19, ко входу которого подсоединены выход триггера 14, формирующий сигнал N

ПС 1, и последовательно включенные элементы задержки 20, 21, запускаемые от этого же сигнала триггера 14, В формирователь несущих сигналов включены также инверторы 22 и 23, входы которых обьеди- бО няют несущие сигналы НЗН6 и HGH12 соответственно.

Формирователь сигналов переключения 5, устанавливающий заданную структуру, состоит из двух каналов, подключенных к выходу усилителя 10. В первом канале потенциомет ром 24 устанавливается порог срабатывания триггера Шмитта 25, выход которого поступает на инвертор 26 и далее на инвертор 27 для формирования разрешающих или запрещающих сигналов переключения несущих сигналов на входной логике триггера 28, положение которого определяет наличие сигнала переключения трех ПЗ или шестиимпульсной структуры П6. Второй канал, имеющий более низкий порог срабатывания, состоит из аналогичных элементов 29, 30, 31, 32 и 33. Положение триггера 33 определяет наличие сигнала переключения шести П6 или двенадцатиимпульсной П12 структуры.

Логическая схема 6 переключения несущих сигналов состоит из элемента "И-ИЛИ"

34 с тремя группами входов, на каждую из которых подключены несущий и переключающий сигналы, соответствующие одной структуре.

Кольцевая пересчетная схема 7 состоит из двенадцати элементов, выполненных, например, на феррит-транзисторных ячейках.

Формирователь модулируемых сигналов 8 включает шесть триггеров 35-40. Триггеры 38, 39, 40 подключены к элементам пересчетной схемы таким образом, что сигналы на их выходе образуют трехфазную систему прямоугольных модулирующих сигналов

Ма, Мв, Мс относящихся к катодной и Мх, Му, Mz — к анодной группе вентилей, Триггеры 35, 36, 37 подключены к пересчетной схеме таким образом, что их сигналы а, в, с и х, у, Z упреждают соответствующие модулирующие сигналы на один такт пересчетной схемы — 30 выходной частоты.

Логическая схема формирователя выходных сигналов 9 состоит из шести идентичных каналов 41-46. Каждый канал включает элемент "И-ИЛИ" с двумя группами перемножающих входов, на которые подаются сигналы or триггеров формирования модулирующих сигналов и несущий сигнал. С выходовэтих сигналов снимаются выходные сигналы устройства Га, Гв, Гс — для управл ния тиристорами катодных, и Гх, Гу, Гz для управления тиристорами анодных групп.

Работа предлагаемого устройства рассматривается с помощью временной диаграммы (фиг. 2 и 3), на которой приведен момент перехода с шести на трехимпульсную структуру. Выходной сигнал постоянного то ка, пропорциональный заданной частоте От,,д

534843

T e = jNzhAv+HhAa a;

Гх = МЪ Mc+HMx х

V = Mxhhz+ HAA53>

Гу = Мс Мс+НУ1ч, Гс = Mxhhv+ K Mc c I Гъ= МаМЬ+НМът

Формула и зобретения

И

Устройство для управления трехфазным

THpHcTopFIblM преобразователем частоты, содержащее задатчик частоты, делитель частоты, формирователь импульсов пересчета, 30 кольцевую пересчетную схеыу, формирователи несущих и модулирующих сигналов, схему формирования выходных импульсов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходно35

ro напряжения и равномерной токовой загрузки тиристоров узла коммутации при глубоком регулировании напряжения, оно снабжено формирователем сигналов переключения структуры выходных импульсов и логической схемой переключения несущих сигналов, причем вход формирователя сигналов переключения структуры выходных импульсов соединен с входом задатчика частоты, а выход с входом логической схемы переключения

45 несущих сигналов, выход которой подключен к входу схемы формирования выходных импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Журнал "Электротехника", № 7, 1970г.

2. Заявка ¹ 1713266/24-7 (решение о выдаче авторского свидетельства) от 1971 г; прототип. поступая через усилитель 10 на преобразователь 11, преобразуется в серию прямоугольных импульсов с частотой, в 48 раз превышающей выходную частоту, Пересчетная схема на триггерах 12, 13, 14 понижает эту частоту в 8 раз и выдает сигналы в формирователь 3 для BbIpаботки импульсов, поступающих в кольцевую пересчетную схему 7. Одновременно сигналы этих триггеров устанавливают моменты срабатывания lp элементов задержки 20, 21, 18 и 16. Несущий сигнал трехимпульсной структуры НЗ складывается из сигналов триггера 14 и следующих непосредственно за ними сигналов элементов задержек 20 и 21. После- N довательное включение двух элементов в задержки в данном случае применено для увеличения верхнего диапазона выходной частоты предлагаемого устройства. Элементы задержки 18 и 16 формируют несущие 20 сигналы Нб и Н12. Сумматоры 22 и 23 на период пауз между несущими сигналами

НЗ, Нб и Нб, Н12 вырабатывают сигналы, разрешающие смену несущего сигнала, поступающего в логическую схему 9 формирования выходных сигналов.

Пусть в период 1о — т,, уровень входного сигнала 0 „ превзошел порог срабатывания триггера Шмитта 25. В момент

1„переключается триггер 25, и после появления сигнала инвертора 22 триггер 28 переключается и меняет сигнал Пб на ПЗ, а на выходе триггера ЗЗ остается сигнал

Пб, поскольку уровень сигнала Ов„остается выше порога срабатывания управляющего его переключением элемента 30. Три группы входов элемента 34., каждая из которых перемножает принадлежащие одной струк туре несущие и пороговые сигналы Н3, ПЗ, Нб Пб и Н12 П12, пропускают только один несущий сигнал. До момента этот сигнал Нб, а после-сигнал Н3. Далее несущий сигнал поступает для логической обработки в схему формирования выходных сигналов.

Каждый из шести каналов логической схемы формирования выходных сигналов содержит две группы перемножающих входов, один из которых перемножает модулйрующие сигналы, принадлежащие противоположным группам двух других фаз, а другой пе= ремножает несущий сигнал на модулирующий

6 сигнал данной фазы и на упреждающий его по фазе на 30о сигнал триггера, входящего в состав формирователя модулирующих сигналов, Логические формулы выходных сигналов предлагаемого устройства могут быть представлены в следующем виде:

Данное устройство управления позволяет расширить частотный диапазон преобразователя при сохранении неизменных требований быстродействию устройств искусственной коммутации и применить оптимальную по условиям работы приводного двигателя кратность отношения несущей и модулирующей частот.

534843

0 by î f?00 /а7О Z4ue Х7ао .Щ7о х у Н

8 с

Фа

Wx 8

Юс

Рй

p13pfz ила 4

lа

ellfc

НИАХ 42

/x (Ух Рг ню s ы

/Р

РаФс

//му у 44

/у

/ФФ

//Юс Е 45

/с

РаЮ

ffgz Z 4Å

Составитель В. Кузнецова

Редактор В. Фельдман Техред М. Ликович Корректор Л. Боринская

Заказ 5541/249 Тираж 882 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по депам изобретений и открытий

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

Фипиап ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4