Устройство для управления вентильным преобразователем

(51)4 Н 02 М АНИЕ ИЗОБРЕТЕН 7 ЕЛЬСТ орамаразара ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ Н АВТОРСКОМУ СВИ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт горнорудного машиностроения(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и является дополнительным к авт.св.989740, Цель изобретения - расширение диапазона регулирования устройствадля управления вентильным преобразователем. Это достигается тем, что импульсы свыхода источника 1 синхронизирующих импульсов поступают на входы первого фазоформирователя 2, на вторые входы элемента2 - 2 И 13 и входы блока 8 совпадения. Импульсы с выходов фазоформирователя 2 поступают через усилители 3 на входы блока 4 совпадения. При подаче сигнала с блока 7 задания на блок 4 на его выходе формируется импульс, который устанавливает триггер 5 в состояние 1. Через усилитель 6 подается сигнал управления на вентили преобразователя. Когда сигнал с выхода блока 7 снимается, триггер 5 переходит в нулевое состояние и прекращается формирование управляющего напряжения. Одновременно на нагрузке преобразователя начинает падать напряжение, причем длительность спада зависит от величины накопленной в нагрузке энергии, о которой можно судить по ЭДС. ЭДС через элементы 10 преобразования, триггер 11 и фазоформирователь 12 поступает на выходные цепи элемента 13, контролируя уровень, фазу и частоту остаточного магнитного поля. Процесс повторного включения преобразователя в осуществляется с учетом знака остаточного магнитного потока. Если регулирование осуществляется из состояния магнитного потока, не равного остаточному, включение преобра- Ъ зователя осуществляется с учетом его знака и фазы по отношению к полю сети, исключая Й тем самым, ударные токи включения магнитной десинхронизации. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления вентильными (полупроводниковыми) преобразователями с импульсными, например широтным способом, методами регулирования напряжения приемников энергии переменного тока.Цель изобретения - расширение диапазона регулирования.На чертеже изображена функциональная блок-схема устройства. 5 10длительности функционально одинаково, а по абсолютному значению так: длительность выходных импульсов равна 150 - 500 мкс, фаза появления определяется значением допустимого тока повторного включения преобразователя на разогнанный привод и равна 90+ 15 эл. град. 55 Устройство содержит источник 1 синхронизирующих импульсов, первый фазоформирователь 2, промежуточные усилители 3, первый блок 4 совпадения, выполненный на элементе 2 - 4 И, первый триггер 5, усилитель15 6, формирующий по мощности и уровню сигналы управления вентилями преобразователя, блок 7 задания, второй блок 8 совпадения, второй триггер 9. Кроме того, устройство содержит элементы 10 преобразования, триггер Шмитта 11, второй формирователь 12, элемент 2 - 2 И 13, элемент ЗИЛИ 14, включенные последовательно, а также элемент 15 выдержки времени и усилитель-инвертор 16. При этом элементы 10 преобразования по входу включены на выход 25 преобразователя, т.е. параллельно его нагрузке, вторые входы элемента 2 - 2 И 13 связаны с выходами источника 1 синхронизирующих импульсов, выход элемента ЗИЛИ 14 подключен на четвертые входы блока 4, выход триггера Шмитта через элементы 15 и 16зо включен на вход элемента 14, выход которого связан с четвертыми входами блока 4.При этом элемент 10 преобразования предназначен для гальванической развязки силовой цепи от цепей управления и пре 35 образования по уровню сигнала ЭДС нагрузки преобразователя, например асинхронного двигателя, до уровня допустимого переменной элементной базой.Уровень сигнала на входе элемента 10 изменяется по величине от напряжений 4 О сети.в начале паузы до минимального значения, включая нулевое, в конце паузы.Уровень выходного сигнала с элемента 10 определяется значением допустимого уровня входного сигнала триггера Шмитта 11.В реальном исполнении данный элемент 45 10 представляет собой трансформатор напряжения, нагруженный однофазным выпрямителем, включенным во вторичную обмотку.Фазоформирователь 12 - формирователь импульсов функциональное исполнение кото 150 рого аналогично фазоформирователю 2, и сиг налы в нем формируются по фазе и по Устройство управления работает следующим образом.При подаче на устройство питающего напряжения на выходе источника 1 синхронизирующих импульсов на его прямом и инверсном выходах появляются поочередно импульсы, длительность которых составляет 180 эл. град. Причем на прямом выходе появляются импульсы, соответствующие положительной полуволне напряжения сети, а на инверсном - отрицательной. Импульсы с выходов источника 1 поступают на входы первого фазоформирователя 2 и на вторые входы элемента 2 - 2 И 13 и входы блока 8,В фазоформирователе 2 сигналы формируются во времени (по фазе) и по длительности - длительность указанных импульсов равна 80 - 100 мкс, а фаза их появления сдвинута на 90 эл. град по отношению к началу формирования импульсов источника 1 и определяет оптимальную фазу подачи напряжения сети на индуктивную нагрузку.Импульсы с выходов фазоформирователя 2 поступают через усилители 3 на входы блока 4. При появлении сигнала на потенциальном выходе блока 7 на одном из выходов блока 4 формируется импульс, совпадающий по времени с импульсами фазоформирователя 2. В зависимости от состояния триггера 9 блок 4 формирует импульсы в положительную или отрицательную полуволну напряжения сети. На блок 4 в этот момент с элемента 14 поступает разрешающий сигнал, так как напряжение на выходе преобразователя отсутствует.В зависимости от состояния триггера 9 блок 4 формирует первый импульс в положительную или отрицательную полуволну напряжения сети, который устанавливает триггер 5 в состояние 1 и через усилитель 6 подает сигнал управления на вентили преобразователя - на нагрузке в оптимальную фазу формируется напряжение сети.По истечении заданного интервала времени, равного целому числу полупериодов напряжения сети, сигнал с потенциального выхода блока 7 снимается. Одновременно на импульсном выходе блока 7 формируется сигнал длительностью не более 70 - 80 мкс, который переводит триггер 5 в нулевое состояние и прекращает формирование напряжения на выходе преобразователя.Причем, начиная с момента появления напряжения на выходе преобразователя, элемент 5 не изменяет состояния, так как уже находится в своем заданном устойчивом состоянии.С пропаданием напряжения на выходе преобразователя импульс с выхода блока 7 поступает через блок 8 на один из входов триггера 9.Последний устанавливается в одно из состояний, определяемых знаком полуволны напряжения сети в момент появления упомяну1229932 формула изобретения Составитель О. Парфенов Редактор С. Лыжова Техред И. Верес Корректор А. Зимокосов Заказ 2234/57 Тираж 631 Подписное ЫНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4того импульса с блока 7. Причем состояние триггера 9 таково, что очередное фор- мирование напряжения на нагрузке произойдет с учетом знака ее остаточного магнитного поля,Одновременно со снятием сигнала с потенциального выхода блока 7 и отключении вентилей преобразователя на его нагрузке начинает спадать напряжение - длительность спада зависит от величины накопленной в нагрузе энергии. электрической - 10 для трансформаторов, фазорегуляторов, индукционных регуляторов и т.п., электрической и механической, а также величины статического момента - для асинхронного привода. При этом с достаточной точностью о величине упомянутой энергии можно судить по ЭДС на зажимах машины. Указанная ЭДС через элементы 1 О преобразования, триггер Шмитта 11 и фазоформирователь 12 поступает на выходные цепи элемента 2 - 2 И 13, контролируя тем самым уровень, фазу и частоту остаточного магнитного поля, Причем вторым фазоформирователем 12 выбирают момент и длительность разрешающего в данную полуволну ЭДС сигнала, при котором ток повторного включения преобразователя на разогнанный привод (или другую нагрузку с изменяющимся магнитным полем) будет минимальным, глубина регулирования определяется технологическими требованиями. При этом в момент смены знака полуволны ЭДС триггер Шмитта 11 переходит в другое устойчивое состояние, расширяющее паузу в выходном сигнале единичного его выхода. Для исключения воздействия упомянутой паузы на процесс регулирования в схему устройства введен элемент 15 выдержки времени, реагирующий на пропадание сигнала, т.е. при длительности паузы,35 равной или более, например, половины периода частоты сети элемент 15 переходит в нулевое состояние.Далее на выходе усилителя-инвертора 16 появляется сигнал 1, блокируюший дейст вие элемента 10, триггера 11, фазоформирователя 12 и элемента 2 - 2 И 13, т.е. с рассматриваемого момента ЭДС нагрузки близка к нулю и контроль за динамическим магнитным состоянием нагрузки уже не требуется, а процесс повторного включения преобразователя осуществляется с учетом только знака остаточного магнитного потока. При появлении на потенциальном выходе блока 7 очередного сигнала действие элементов устройства повторяется. В свою очередь, при осуществлении регулирования из состояния магнитного потока, не равного остаточному, включение преобразователя осуществляется с учетом его знака и фазы по отношению к создаваемому полю напряжением сети, исключая тем самым ударные токи включения магнитной десинхронизации. Устройство для управления вентильным преобразователем по авт, св.989740, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, оно снабжено последовательно соединенными триггером Шмитта и вторым фазоформирователем, элементом 2 - 2 И, элементом ЗИЛИ и последовательно соединенными элементом выдержки времени и усилителем-инвертором, причем вход триггера Шмитта предназначен для подключения к выходу преобразователя, выход элемента ЗИЛИ подключен к четвертым входам первого блока совпадения, выполненного на элементе 2 - 4 И, первые входы элемента 2 - 2 И подключены к выходам источника синхронизируюших импульсов, вторые входы - к выходу второго фазоформирователя, вход элемента выдержки времени подключен к единичному выходу триггера Шмитта, выход усилителя-инвертора подключен к одному входу элемента ЗИЛИ, к другим входам которого подключены выходы элемента 2 - 2 И.