Устройство для управления реверсивным выпрямителем

Устройство для управления реверсивным выпрямителем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

м яв ик"н члк д бк

45NN*

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 20,12,76(23) 2430147/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.79,бюллетень № 13

Дата опубликования описания09.04.79

Соеэ Советских

Соцмалмстмиеских

Ресиубпна

У (51) М. Кл.

Н 02 И 1/08

Н 02 P 13/16

Гееуйарстввлкьб хематет

СССР в делам кзобретвккл х еткрыткй (53} УДК 621.316.

° 727 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. В. Донской, B. Н. Никитин и В, А. Алексеев (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

РЕВЕРСИ ВНЫ М ВЫПРЯ МИТЕЛЕМ

Изобретение относится к области си- ловой полупроводниковой техники и может быть использовано, в частности в реверсивных вентильных алектроприводах беэ уравнительных токов с использованием одного устройства фазового управления для обоих вентильных комплектов.

Известны реверсивные управляемые выпрямители, в которых для управления вентилями используются одноканальные асинхронные устройства фазового управления, состоящие из последовательно соединенных интегратора, нуль-органа, генератора импульсов и кольцевой пере счетной схемы, выходы которой соедине ны с соответствующими вентилями управляемого выпрямителя, выход генератора импульсов подключен к управляющему входу ключа в цепи обратной связи интегратора jl) и (21.

К недостаткам таких устройств относится то, что они обладают свойства» ми интегрирующего звена, их применение приводит х существенному ухудшению динамических свойств системы автоматического регулирования, а введение жесткой обратной связи по напряжению управляемого выпрямителя для уменьшения этого отрицательного эффекта усложняет конструкцию и понижает ее надежность.

Из известных одноканальных асинхронных устройств для управления выпрямителем наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство, содержащее последовательно соединенные интегратор, нуль-орган, генератор импульсов и кольцевую схему, выводы которой соединены с соответствующими вентилями ттт-фазного pesepсивного управляемого выпрямителя.

Входы интегратора соединены с выходами генератора импульсов и источника опорного напряжения. Второй вход нульоргана соединен с выходом источника управляющего напряжения (3).

Такое устройство фазового управлениа в отличие от описанных выше является безынерционным и имеет все преимущест65b161 ва многоканальных синхронных устройств фазового управления вентилями, работающих по принципу вертикапьного управпения, и не требует обратной связи по напряжению. 5

К недостаткам такого одноканального асинхронного устройства фазового управпения относится, во-первых, то, что при его использовании в реверсивном управляемом выпрямителе, работающем t0 по принципу раздельного управления силовыми комплектами, в моменты переключения комплектов может возникнуть значительная бестоковая пауза, могущая достичь при большом изменении управпяю- t5 щего напряжения (по углу, превышающе-, му период дискретности выпрямителя, где Ф фаэность выпрямителя) несколь ких периодов дискретности выя, что значительно снижает быстродействие 20 устройства.

Вовторых, с целью работоспособности устройства фазового управления реверсивного выпрямитепя при скачкообразном уменьшении управляющего напряжения 25 на величину, превышающую по углу период дискретности выпрямитепя, требуется принятие специальных мер дня ограничения величины скачка управляющего налряжения ипи для ограничения скорости изменения этого напряжения с целью воэможности, повторного сравнения нульоргана, что также снижает быстродействие устройства.

Целью изобретения является повышение быстродействия реверсивного управляемого выпрямителя, работающего без уравнитепьных токов.

Поставпенная цепь достигается тем, что устройство дпя унравпения реверсив ным выпрямителем, содержащее поспедоватепьно соединенные узел первоначальной синхронизации, интегратор, нуль-орган, генератор импульсов, кольцевую пересчетную схему и управляемые блоком логики раздельного управления бесконтактные ключи, подключающие выход копьцевой пересчетной схемы к сиговым вентипьным комплектам, а также источник управпяюшего напряжения, выход которого подключен ко второму входу. нуль-органа, снабжено бпоком коррекции работы нуль-органа, инвертирующим зве» ном и дополнительными ключевыми элементами, причем входы блока коррек55 ции подключены к выходам нуль-органа и блока погики раздельного управления,, a его выходы - ко входу кольцевой пересчетной схемы и управпяющим входом допопнительных кпючевых элементов, включенных один непосредственно, а другой через инвертируюшее звено между выходом генератора импульсов и входом интегратора.

При использовании в качестве эпементной базы логических элементов

ИЛИ-НЕ генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных погического элемента ИЛИ-НЕ и формирователя прямоугольных импульсов, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ-НЕ, а блок коррекции работы нупь органа выпопнен в виде другого логического элемента ИЛИ-НЕ и Я8 -триггера, причем вход Я -триггера соединен со входом, а вход Я-триггера — с выходом логического элемента

ИЛИ-НЕ блока коррекции, синхронизирующий вход С триггера соединен с выходом, а инверсный выход триггера - с одним иэ входов логического элемента ИЛИ-НЕ генератора импульсов.

При испопьэовании в качестве эпеменч ной базы погических элементов И-HE генератор импупьсов выполнен в виде последовательно соединенных логического элемента И»НЕ и формирователя прямоугольных импульсов, выход которого через второй логический элемент И-HE подключен к одному иэ входов первого элемента И-НЕ, а блок коррекции работы нуль-органа выполнен в виде ЯЯ -триггера и двух других обьединенных по входу логических .элементов И-НЕ, выходы которых подключены соответственно ко входам и Я -триггера, синхронизирующий вход Стриггера соединен с выходом, а прямой выход триггера - с одним из входов первого эпемента И;НЕ генератора импульсов.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства дпя управления реверсивным выпрямителем при использовании в качестве элементной базы логических элементов ИЛИ-НЕ; на фиг. 2 - вариант схемы устройства при использовании в качестве элементной ба- ы логических элементов И-НЕ; на фиг. 3 - диаграмма напряжения, поясняющая принцип работы устройства дпя управления реверсивным выпрямителем.

Устройство дпя управпения реверсивным выпрямителем содержит поспедовательно соединенные узел 1 первоначапьной синхронизации, интегратор 2, нульорган 3, генератор импульсов 4, копь656161

5 цевую пересчетную схему 5 и бесконтактные ключи 6 и 7, подключающие выход кольцевой схемы 5 к силовым вентильным комплектам 8 и 9. Бесконтакт ные ключи 6 и 7 управляются блоком 5 логики раздельного управления 10, сое диненным также с источником управляю щего напряжения 11 выход которого подключен ко второму входу нуль-органа

3. Еще один вьмод блока логики раздель-1о ного управления 10 подключен к одному из входов блока коррекции работы нульоргана 12, второй вход которого соединен с вьмодом нуль органа 3. Выходы блока коррекции 12 подсоединены ко входу кольцевой схемы 5 и управляющим входам дополнительных ключевых элементов 13 и 14, которые один непосред- ственно, а другой через инвертирующее звено 15 включены между выходом генератора импульсов 4 и входом интегратора 2.

При использовании в качестве элементной базы логических элементов

ИЛИ-HE (фиг. 1) генератор импульсов

4 состоит иэ последовательно соединенных формирователя прямоугольных импульсов 16 и логического элемента ИЛИ-НЕ

1 7, один иэ входов которого соединен с выходом формирователя 16. Блок кор30 рекции работы нуль-органа 12 содержит

TtS триггер 18 и другой логический элемент ИЛИ-НЕ 19, причем вход 5триггера 18 соединен со входом, а

3f вход %григгера 18 — с выходом логического элемента ИЛИ HE 19, синхронизируюший вход С-триггера 18 соединен с выходом, а инверсный выход триггера

18 — с одним иэ входов логического ю элемента ИЛИ-НЕ 17.

При использовании в качестве элементной базы логических элементов

И-НЕ (фиг. 2) генератор импульсов 4 состоит из последовательно соединенных формирователя прямоугольных импульсов

16 и логического элемента И HE 17, один из входов которого через второй логический элемент И-HE 20 подключен к выходу формирователя 16. Блок коррекции 12 содержит Я5 -триггер 18 и два других обьединенных по входу логических элемента И-HE 19 и 21, выходы которых подключены соответсч венно ко входам 5 и Я-триггера 18, синхронизируюший вход Стриггера 18 соединен с выходом, а прямой вьмод триггера 18 - с одним из входов логи,ческого элемента И-НЕ 17.

Устройство работает следующим образом, В момент подключения выпрямителя к питающей сети с помощью узла

1 осуществляется первоначальный синхронизированный с напряжением питающей сети запуск интегратора 2, а также установка распределителя импульсов в исходное состояние (для выпрямителя, выполненного по тре фазной мостовой схеме, этот момент может соответствовать, как показано на фиг. 3, точке естествен» ной коммутации вентилей}.

В момент равенства выходного напряжения интегратора 2 с управляющим выходом источника 11 срабатывает нуль-орган 3, что соответствует изменению его состояния на выходе с нулевого (0 ) на единичное (1 ) ° Сигналом 1 через элемент ИЛИ-НЕ 17 производится запуск формирователя прямоугольных импульсов 16, на выходе которого формируется импульс, который через нормально замкнутый ключ 13 осуществляет быстрое уменьшение выходного напряжения интегратора 2 на величину, равную по углу периоду дискретности выпрямителя.

Этим же импульсом с помощью кольцевой пересчетной схемы 5 производится включение следующего по очередности вентиля во вновь вступающем в работу силовом комплекте, а также самоблокировка формирователя 16 по другому входу элемента ИЛИ HE 17 на время прохождения этого импульса, Если скачок управляющего напряжения превышает по углу период дискретности выпрямителя, то нуль-орган 3 остается в прежнем состоянии

1, и формирователь 16 через номинальный по длительности промежуток времени выдает второй импульс. Вторым импульсом осуществляется повторное уменьшение выходного напряжения интегратора

2 на величину, равную по углу периоду дискретности, а также включение с помощью кольцевой пересчетной схемы 5 следующего по очередности вентиля.

При скачкообразном увеличении управ» ляюшего напряжения (фиг. 3) устройство работает следующим образом.

В момент переключения силовьм вентильньм комплектов блоком логики раздельного управления 10 обеспечивается чгновенное изменение управляющего напряжения

После установления нового значения управляющего напряжения блоком логики 10 осуществляется переброс триггв ра 18 по входу Я в новое установив656161 шееся состояние (на входе 5 в этэ время сигнал "О", так как управляющее напряжение превышает пилообразное).

Триггер 18 осуществляет отключение ключа 13 и подключение ключа 14, а также перевод кольцевой пересчетнэй схемы 5 в режим вычитание .

Кроме того, выходным сигналом триггера 18 осуществляется запрет выдачи управляющих импульсов на время нахождения его в этом состоянии. Сигналом

1 по инверсному выходу триггера 18 осуществляется принудительный запуск через элемент 17 формирователя 16.

Так как произэшло переключение ключей

13, 14 и перевод кольцевой пересчетной системы 5 в режим "вычитание", то импульсами формирователя 16 через инвертирующее звено 15 осуществляется быстрое увеличение напряжения на выходе интегратора 2 на величину, равную по углу + . Tax как управляющее

Ф напряжение изменилось на величину, превышающую по углу (нуль-орган 3 ие срабатывает во время прохождения первого импульса), то формирователем

16 выдается второй импульс. В течение второго импульса так же не происходит срабатывание нуль-органа 3, поэтому

30 выдается третий импульс. В течение выдачи третьего импульса происходит срабатывание нуль-органа 3, в результате чего после окончания импульса по входу происходит переброс триггера 18 в

3% прежиее состояние, а поскольку нульорган 3 сработал, то формирователь 16 выдает четвертый импульс, который производит (через первый ключ 13) быстрое уменьшение напряжения на выходе интег ратора 2.

При использовании в качестве элементной базы логических элементов И-HE принцип работы устройства (фиг. 2) почти не отличается от принципа работы по фиг. 1

Отличие здесь состоит только в том, что в момент равенства управляющего напрФкения с напряжением интегратора

2 выходной сигнал нуль-органа 3 должен изменять свое состояние с 1" на

0, а не с О» на "1, как это было в первом случае.

Предлагаемое устройство по сравнению с прототипом не накладывает никаких ограничений на величину и скорость изменений управляющего напряжения и обеспечивает максимальное быстродействие. реверсивного управляемого выпрямителя, работающего без уравнительных тэкэв.

Формула изобретения

1. Устройство для управления реверсивным выпрямителем, содержащее последовательно соединенные узел первоначальной синхронизации, интегратор, нульорган, генератор импульсов, кольцевую пересчетную схему и управляемые блоком логики раздельного управления бесконтактные ключи, подключающие Bblxet\ кольцевой пересчетной схемы к силовым вентильным комплектам, а также источник управляющего напряжения, выход которого подключен ко второму входу нуль-органа, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно снабжено блоком коррекции работы нульоргана, инвертирующим звеном и дополнигельными ключевыми элеменгами, причем входы блока коррекции подключены к выходам нуль-органа и блока логики раздельного управления, а его выходы — кэ входу кольцевой пересчетной схемы и управляк щим входам дополнительных ключевых элементов, включенных один непосредственно, а другой через инвертирующее звено между выходом генератора импуль сов и входом интегратора.

2. Устройство но п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что генератор импуш сов выполнен в виде последовательно соединенных логического элемента ИЛИ HE и формирователя- прямоугольных импуль-, сов, выход которого подключен к одному из входов элемента ИЛИ НЕ, а блок коррекции работы нуль-органа выполнен в виде другого логического алементs

ИЛИ-НЕ и R9 -триггера, причем вход .

9 триггера соединен со входом, а вход

Ятриггера - с выходом логического элемента ИЛИ-HE блока коррекции, син- хронизируюший вход С-триггера соединен с выходом, а инверсный выход триггера - с одним из входов логического we мента ИЛИ-НЕ генератора импульсов.

3. Устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что генератор импульсов выполнен в виде последовательно соединенных логического элемента И-HE и формирователя прямоугольных импульсов, выход которого через второй логический элемент И-HE подключен к одному из входов первого элемента И-HE а блок коррекции работы нуль-органа

656161

9 выполнен в виде Q9 триггера и двух других, объединенных по входу, логических элементов И;-НЕ, выходы которых подключены соответственно ко входам S и Я-тригтера, синхронизирующий вход

С-триггера соединен с выходом, а прямой выход триггера - с одним из входов первого элемента И-HE генератора им пульсов.

Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе

1. Система управления тиристорными и ионными электроприводами М., Информэлектро, 1971.

2. Поздеев А. Д, Динамические модеу ли асинхронных систем импульсно-фазового управления выпрямителями при малых отклонениях. ЭП, Сер. "Электро привод ° 1975. Вып. 9 (44) °

3.3.RofCz. Ею neues Zundsteuer

656161

Я г. у

Составитель В. Жмуров

Редактор В. Фельдман Texpeg Э. Чужик Корректор Д. Мельниченко

Заказ 1543/45 Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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