Устройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями

Патент 728207

Авторы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

iго u >rlQ.ß патон,нс тел;.-;

О П И С А"- Н- М- Е (iii 728 207

Союз Советскин

Социалистическик

Республик

ИЗОБВЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (6I ) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 05.05.75 (21) 2130857/24-07 (5E)M. Кл.

Н 02 Р 13/16

H 02 М 1/08 с присоединением заявки J%

Гоаудврстовнный комнтет

СССР (23) Приоритет (53) УД3(621.314; .57(088,8) до делам нэооретеннй н открытнй

Опубликовано 15 04.80.Бюллетень J% 14.Дата опубликования описания 18.04.80

A. П. Усачев, Н. E. Чуйков, С. Л. Рояк и Ю. П. Шайхисламов (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ОДНОКАНАЛЬНОГО

ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

Изобретение относится к области презбразовательной техники и предназначено для управления многофазными силовыми статическими преобразователями преимущественно в высокоточных быстродействующих электроприводах постоянного тока, например, в электроприводах подач современных станков с программным уп- равлением, в электроприводах динамических моделирующих стендов, в электроприt о водах роботов-манипуляторов и т.д.

Известно устройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями, содержащее формирователь импульсов синхронизации фазы А, устройство фазосмешения, выход которого подключается к цепям управления вентилей всех фаз, причем вентили фазы А подключаются непосредственно к выходу устройства фазосмещения, а вентили фаз В и С - через соответствующие устройства выдержки времени (11 .

Однако такое устройство имеет низкое быстродействие вследствие вносимого запаздывания устройствами выдержки времени в фазы В и С, Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство, содержащее синхронизатор выработки последовательности импуль:ов, привязанных к фазным напряжениям

:ети, общий на псе фазы генератор опорного (например, пилообразного) напряжения, орган сравнении опорного напряжения с сигналом управления, формирователь управляющих импульсов и схему их распределения по фазам. Причем все элементы соединены последовательно в указанном порядке 12) .

Недостатком такого устройства является ограниченный диапазон регулирования углов отпирания вентилей, Оно обе-. спечивает дттапазон регулирования yr oa отпирания вентилей не больше чем

360/N эл.град. (где йт вЂ” число фаз), т.е. не обеспечивает перекрытия диапазонов регулирования углов отпирания вентилей фаз, Так, например, при работе трех7282 фазного управляемого выпрямителя на двигатель постоянного тока реализация всех режимов его работы требует диапазона регулирования углов отпирания вентилей каждой фазы, равного 180 эл.град..

Таким образом, диапазоны регулирования всех фаз должны перекрываться на

60 эл.град, Цель предлагаемого изобретения вЂ” расширение диапазона регулирования углов 10 отпирания вентилей, Указанная цель достигается тем, что в устройство одноканального фазового уп- равления вентильными преобразователями, имеющее синхронизатор, генератор is опорного напряжения, выход которого и выход источника сигнала управления подключены ко входам органа сравнения, а его выход вЂ” через формирователь управляющих импульсов ко входу схемы распре- ро деления их по фазам, введены gaa RS-триггера с тактируемыми S -входами, две схемы совпадения и, кроме того, синхронизатор снабжен каналом формирования вспомогательных импульсов, а генератор 25 опорного напряжения - дополнительным входом синхронизации. При этом первый выход синхронизатора соединен с Q --входом первого триггера, с 5 -входом второго триггера и с одним из входов первой 30 схемы совпадения, другой вход которой

Iïîäêëâ÷åH к О-выходу первого тригге. ра, à Q -выход этого триггера соединен с Т-входом второго триггера. Выход же введенного канала синхронизатора соеди» 35 .нен с -входом второго триггера и с одним из входов второй схемы совпадения, другой вход которой подключен к

g --выходу второго триггера, à Q --выход этого триггера соединен с T-входом пер- 40 вого триггера. Кроме того, выходы схем совпадения соединены со входами генератора опорного напряжения, а S-вход первого триггера подключен к выходу формирователя управляющих импульсов.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется на примере устройства управ ления трехфазным силовым статическим рреобразователем с диапазоном регулирования углов отпирания вентилей по фазам, равным 180 эл;град.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 (а, б, в, r, д, е, ж, з, и, к, ... р) вЂ” диаграммы, поясняющие ее работу. . Устройство содержит синхронизатор 1, имеющий два выхода импульс ов синхронизации (А и В соответственно), два

О7 4

RS-триггера 2 и 3 с тактируемыми входами, две схем r совпадения 4 и 5, генератор опорного пилообразного напряжения 6, в состав которого входят два разделительных диода 7 и 8, образующие выходные цепи синхронизации, рабочий конденсатор 9 и источник тока 1 0 орган сравнения 1 1, источник сигнала управления 12, формирователь управляющих импульсов 13 и схему распределения управляющих импульсов 14, Устройство работает следующим образом.

Орган сравнения 11 ссуществляет срав1 нение сигнала источника управления 12 сопорным пилообразным напряжением генератора 6, которое формируется на рабочем конденсаторе 9 путем разряда его постоянным током источника 10. В момент равенства сигнала управления и опорного напряжения орган сравнения 11 изменяет свое состояние, а формирователь 13 осуществляет формирование импульса управления заданной длительности (фиг. 2г, д). Заркд рабочего конденсатора 9 осуществляется через разделительные диоры 7 и 8 либо импульсами с выхода А синхронизатора 1 через схему совпадения 4, либо импульсами с выхода В. через схему совпадения 5в функции временного положения импульсов управления с формирователя 13 относительно перекрываемых участков диапазонов регулирования углов отпирания вентилей. При сигналах управления, равных -нулю или меньших определенного значения, заряд рабочего конденсатора 9 осуществляется импульсами с выхода В синхронизатора, а при больших сигналах - импульсами с выхода А. Благодаря этому при малых сигналах управления в "пиле" отсутствует перекрываемый участок, соответствующий большим углам отпирания вентилей, а при больших сигналах - перекрываемый участок, соответствующий малым углам отпирания (фиг. 2). Импульсы синхронизатора 1 с выходов А и В соответствуют началам и концам диапазонов регулирования углов отпирания вентилей всех фаз, которые в данном случае совпадают с точками естественного зажигания положительных и Отрицательных полуволн напряжений сети (фиг, 2а, б, в) .

Управление цепями заряда рабочего конденсатора 9 .осуществляется с помощью двух триггеров 2 и 3 и двух схем совпадения 4 и 5 следующим образом.

1 7282

При сигнале управления Uy= 0 на выходе источника 12 (фиг, 1) импульсы на выходе формирователя 13 отсутствуют (фиг. 2 г, д) °

При этом триггер 2 будет находиться в нулевом состоянии (О= О, фиг, 2 ж,э), которое подтверждается импульсами с выхода А синхронизатора 1, поступающие на % -вход (нулевой иход) этого триггера. Триггер 3 будет формировать импульсы, соответствующие перекрывае MbIM участкам диапазонов регулирования (фиг. 2 к), перебрасываясь в нулевое состояние при поступлении импульса на

R-вход (нулевой) с выхода В синхрониза- 15 тора 1 и в единичное состояние при поступлении импульса на тактируемый Sвход с выхода А синхронизатора 1 (на

Т-входе этого триггера действует сигнал логической единицы с g -выхода триггера 2) - фиг. 2 з, и, к, л.

В результате нулевой сигнал с Q-âûхода триггера 2, действующий на входе схемы совпадения 4, запрещает прохождение импульсов синхронизатора 1 на заряд рабочего конденсатора 9, а импульсы с Q-выхода триггера 3, поступающие на вход схемы совпадения 5, разрешают прохождение импульсов синхронизации

1 на заряд рабочего конденсатора (фиг. 2 Зо м, н,г).

При Оу f- 0 формирователь 13 вырабатывает импульсы в момент равенства сигнала управления и опорного напряжения (фиг. 2 r, д). Если временное положение этого импульса, поступающего на 5-вход триггера 2, совпадает с перекрываемым участком диапазонов регулирования (сигнал с g -выхода триггера

3, подаваемый на Т-вход триггера 2), 4О то триггер 2 продолжает оставаться в нулевом состоянии (фиг. 2 в, ж, з), а заряд рабочего конденсатора 9 осуществляется по-прежнему импульсами с выхода А синхронизатора 1 (фиг. 2 г, м).

Если же временное положение импуль сов с формирователя 13 не совпадает с перекрываемым участком диапазонов регулирования, то триггер 2 перебрасыва

50 ется этим импульсом в единичное состояние (фиг. 2 е, ж), а импульсом с выхода А синхронизатора 1 вЂ” в нулевое со- стояние (фиг. 2 ж). Триггер 3 будет при этом находиться в нулевом состоянии, 55 так как импульсы с выхода А синхронизатора 1 на тактируемом S -входе триггера 3 не будут совпадать с сигналом

Q «выхода триггера 2, а импульсы с

07 6 выхода В синхронизатора, поступающие на Я-вход этого триггера, будут подтверждать нулевое состояние триггера (фиг.2 и, к, л). В результате заряд рабочего конденсатора 9 будет осуществляться импульсами с выхода А синхронизатора через схему совпадения 4 (фиг. 2 ж, н, r), При этом параметры зарядных цепей генератора настраиваются таким образом, чтобы прямой ход опорного напряжения в обоих случаях совпадал с требуемым прямым ходом (пунктир на фиг. 2 r), который отражает необходимый диапазон, регулирования углов отпирания вентилей всех фаз. Настройка осуществляется путем согласования амплитуд импульсов со схем совпадения 4 и 5 и величины тока источника 10 (фиг. 1).

Таким образом, предлагаемое устройст во позволяет получать практически любой диапазон регулирования углов отпирания вентилей всех фаз, вплоть до полного перекрытия. формула изобретения

Устройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями, содержащее синхронизатор, генератор опорного напряжения, выход которого и выход источника сигнала управления подключены ко входам органа сравнения, а его выход вЂ” через формирователь управляющих импульсов ко входу схемы распределения их по фазам, о т л и ч авЂ” ю щ е е с я тем, что, с целью рас ширения диапазонов регулирования углов отпирания вентилей, в него введены два

Я триггера с тактируемыми 5-входами, две схемы совпадения и, кроме того, синхронизатор снабжен каналом формирования

:вспомогательных импульсов, а генератор опорного напряжения вЂ” дополнительным входом синхронизации, при этом первый выход синхронизатора соединен с 9-входом первого триггера, с 5 -входом второго триггера и с одним из входов первой схемы совпадения, другой вход кото-:. рой подключен к Q- âûõîäó первого триггера, а Q-выход этого триггера соединен с Т-входом второго триггера, выход же введенного канала синхронизатора соединен с Я-входом второго триггера v. с одним из входов второй схемы совпадения, другой вход которой подключен к g-выходу второго триггера, a Q -выход этого триггера соединен с Т-входом первого триггера, кроме того, выходы схем сов-

ФфВ ф(4 ° - ° ° г

ФЬг f

Ра еапрр

Вь

Си

3ы син Ьр,чиру иипуфь 80pevpy

u vyn

Й х 2 ю ta e уу ю .> r!ь ф ь

1 ф. l..- e .. ð î ü.> G48 2

° е ( падения подключены ко входам генератора опорного напряжения, à 5-вход первого триггера вЂ” к выходу формирователя упра ляющих импульсов.

Источники информации, 5 принятые во внимание при эксперт.изе

1. С15а р Э., Маг ай 4.„,Этрочед

SCR, Fir ing Circnitз, Electronic Ea риее inq1965, 37.146, 2. Авторское свидетельство СССР № 125605, кл. Н 02 P 13/16; H 02 М l/08 (прототип).

ЦНИИПИ Заказ 1149/51

Тираж 783 Подписное

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