Устройство для импульсно-фазового управления

(51) 5 ИЯ 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ИСАНИЕ И ОБ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(22) 19.08.88 (46) 07.06,92. Бюл. М 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) Ю.М,Быков, А.Ф.Васильев, А.И.Григораш и Г,А,Иванов (53) 621,316.727(088. 8) (56) Справочник по преобразовательной технике/Под ред, К,Чиженко. - М.: Техника, 1978, с.216,Авторское свидетельство СССРМ 1374373, кл. Н 02 М 7/12, 1988.(57) Сущность изобретения; устройство содержит в фазосдвигающих узлов 81, 82, 8 п, каждый из которых содержит перемножители 1, 2 и сумматор 3, Кроме того, в устройстве содержатся формирователь и распределитель 4 импульсов, функциональные преобразователи 5 и 6, задатчик 7 угла управления. 1 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями,Известны устройства для управления тиристорами, построенные на принципе фазового управления, где главным функциональным узлом является фазосдвигающее устройство, В зависимости от принципа реализации сдвига фазы управляющего импульса различают системы горизонтального и вертикального исполнения.Недостатком устройства для импульсно-фазовогоуправления является снижение точности работы при флуктуациях амплитуды и частоты синхронизирующего напряжения и потеря работоспособности при глубоком изменении амплитуды или частоты.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для импульсно-фазового управления в-фазным тиристорным преобразователем, содержащее задатчик угла управления, формирователь и распределитель импульсов и гп фазосдвигающих узлов (где гп = 3, 6, ), причем каждый )-й фазосдвигающий узел (где ) = 1, 2, ., гп) содержит сумматор и первый перемножитель, первый вход которого является входом)-го фазосдвигающего узла и является входом )-й фазы синхронизирующего напряжения устройства, а выход первого перемножителя подключен к первому входу сумматора, выход которого явля" ется выходом )-го фазосдвигающего узла, и соединен с)-м входом формирователя и распределителя импульсов, вторые входы первых перемножителей каждого )-го фазосдвигающего узла объединены, группа выходов формирователя и распределителя импульсов является группой выходов устройства.Кроме того, в устройстве в каждом узле содержится фазоповоротный элемент (в мостовом фазовращателе - емкость или индуктивность), вход которого соединен с первым входом перемножителя этого узла, а выход - с вторым входом сумматора, На вход каждого узла поступает синхронизирующее напряжение. Вторые входы перемножителей каждого из узлов объединены и соединены с выходом задатчика угла управления. Сигналом с выхода задатчика угла управления, поступающего на вторые входы перемножителей каждого из узлов, изменяется амплитуда синусоидальных сигналов, поступающих на первые входы перемножителей. Каждое из щ синусоидальных напряжений сдвигается по фазе, проходя через фазоповоротный элемент, Эти напряжения суммируются с выходным сигналом пере 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 множителей на сумматоре. В,результате в зависимости от уровня сигнала управления на выходе каждого фазосдвигающего узла формируются синусоидальные сигналы, сдвинутые по фазе относительно каждого синхронизирующего напряжения. Выход каждого)-го фазосдвигающего узла подключается к формирователю и распределителю импульсов, на выходе которого формируются импульсы управления тиристорами.Недостатком известного устройства является критичность фазоповоротных элементов (в мостовом фазовращателе - емкость или индуктивность) к частоте синхронизирующих напряжений и, следователь- но, снижение точности установки фазового угла системы импульсно-фазового управления.Целью изобретения является повышение точности регулирования и управления.В устройство для импульсно-фазового управления гп-фазным тиристорным преобразователем, содержащее задатчик угла управления, формирователь и распределитель импульсов и п фазосдвигающих узлов (где а = 3, 6, ,), причем каждый )-й фазосдвигающий узел (где= 1, 2, ) содержит сумматор и первый перемножитель; первый вход которого является входом)-го фазосдвигающего узла и является входом )-й фазы синхронизирующего напряжения устройства, а выход первого перемножителя подключен к первому входу сумматора, выход которого является выходом)-го фазосдвигающего узла, и соединен с )-м входом формирователя и распределителя импульсов, вторые входы первых перемножителей каждого )-го фазосдвигающего узла объединены, группа выходов формирователя и распределителя импульсов является группой выходов устройства, введены первый и второй функциональные преобразователи, а фазосдвигающие узлы снабжены вторым перемножителем, причем первый вход второго перемножителя каждого )-го фазосдвигающего узла, кроме )-го, соединен с первым входом первого перемножителя 0+1)-го фазосдвигающего узла, а выход второго перемножителя соединен с вторым входом сумматора, выход задатчика угла управления подключен к входам первого и второго функциональных преобразователей, выход первого функционального преобразователя соединен с объединенными вторыми входами первых перемножителей, а выход второго функционального преобразователя подключен к объединенным вторым входам вторых перемножителей фазосдвигающих узлов, первый вход второго перемножителя а-го фазосдвигающего узла объединен с первым входом первогоперемножителя первого фазосдвигающего узла,Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности ра боты за счет достижения независимости реализации фазового сдвига от частоты и амплитуды синхронизирующих напряжений, а также благодаря наличию новых элементов - второго перемножителя, первого и 10 второго функциональных преобразователей и связей с остальными элементами схемы.На чертеже представлена блок-схемаустройства для импульсно-фазового управ ления гп-фазным тиристорным преобразователем, .Устройство для импульсно-фазового управления содержит в фазосдвигающих узлов, каждый из которых содержит 20 перемножители 1 и 2 и сумматор 3. Кроме того, устройство содержит формирователь и распределитель 4 импульсов, первый 5 и второй 6 функциональные преобразователи, задатчик 7 угла управления, фазосдвига ющие узлы 81, 82, , 8 п.На вход каждого )-го фазосдвигающегоузла поступают два синхронизирующих напряжения. Одно из синхронизирующих напряжений поступает на первый вход 30 первого перемножителя, а второе синхронизирующее напряжение - на первый вход второго перемножителя. В ыходы первого 1 и второго 2 перемножителей подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 3. Выход каждого)-го сумматора 35 3 являющегося и выходом)-го фазосдвигающего узла 8 соединен с)-м входом формирователя и распределителя 4 импульсов.Сигнал с эадатчика 7 угла управления поступает на входы первого 5 и второго 6 функци ональных преобразователей. Выход первого функционального преобразователя 5 соединен с вторыми входами первых перемножителей 1, а выход второго функционального преобразователя 6 соединен с вторыми входами вторых перемножителей 45 2 фазосдвигающих узлов 8, 8 г, , 8 п.При гп = 3 устройство работает следующим образом.Допустим, что необходимо получить импульсы управления, сдвинутые на угол а, 50 по отношению к моментам перехода напряжений источника преобразования энергии через нуль. Каждое из синхронизирующих напряжений 01 3 п сот, 02 эп(ю т - - л ) и Оз23фап(в 1 - - л ), где в - угловая частота; 1 -4 55 3время; 01 = 02 = Оз, совпадающих по фазе с фазнымиили линейными напряжениями источника преобразуемой энергии, перемножается с помощью первых перемножителей на сигнал управления Оу, а с помощью вторых перемножителей - на сигнал управления Оу 2.На сумматоре первого фазосдвигающего узла складываются умноженные на Оу 1 и Оу 2 напряжения Оказпщ ти 023 п(в 1 - к ).2 3 Аналогичные операции с напряжениями Ог2 4эп(в с -- л ) и Оз эп(в 1 - л ), осущест 3 3вляемые перемножителями и сумматором второго фазосдвигающего узла, и с напряжениями Озье(вс - -л) и н зпо) т третьего43фазосдвигающего узла. В результате на выходе сумматора каждого фазосдвигающего узла получают напряжения 01, 02 Оз, каж ,дое из которых соответственно сдвинуто по отношению к 01, Ог, Оз на угол а. Формирователем и распределителем импульсов фиксируются моменты перехода напряжений 01, 02, Оз через нуль, а на выходеформируются импульсы управления, которые через усилительные каскады подаются на управляющие электроды тиристоров.Работа устройства при а-фазной системе синхронизирующих напряжений происходит аналогично. Значения Оу 1 а) и Оугха) в этом случае определяются по выражениямОу 1 = созб . 3 и Осоззи рзп аОу 2где р - сдвиг по фазе синхронизирующих напряжений, равный 2 т/т,Необходимое ограничение диапазона изменения угла управления а может быть реализовано путем ограничений, накладываемых на функции Оу(а) и Оур(а) . Экспериментальные исследования устройства для импул ьс но-фазового уп равлен ия п-фазным тиристорным преобразователем, (для и= 3) показали, что по сравнению с известным предлагаемое обеспечивает независимость реализации фазового сдвига от частоты и амплитуды синхронизирующих напряжений, а следовательно, точность работы.Формула изобретения Устройство для импульсно-фазового управления щ-фазным тиристорным преобразователем, содержащее задатчик угла управления, выход которого соединен с входами первого и второго функциОнального преобразователей, гп фазосдвигающих узлов, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу первого функционального преобразователя, а выхо1739449 25 30 35 40 45 50 Составитель О.ПарфеноваТехред М,Моргентал Корректор Н.Ревская Редактор И, Шулла Заказ 2007 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ды предназначены для подключения через формирователи импульсов к управляющим электродам тиристоров преобразователя, фазосдвигающие узлы первыми и вторыми синхронизирующими входами соединены в кольцевую схему, при этом первые синхронизирующие входы подключены к соответствующим синхронизирующим напряжениям. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и управления, каждый фазосдвигающий узел снабжен дополнительным управляющим входом, к каждомуизкоторыхподключен второй функциональный преобразователь, и, кроме того, каждый фазосдвигающий узел выполнен на первом и втором перемножителях и сумматоре, выход которого является выходом фазосдвигающего узла, а первый и второй входы соединены с выходами первого и второго перемножителей, первые входы которых являются соответственно первым и вторым синхронизирующими входами фазосдвигающего узла, а вторые соответственно управляющим и дополнительным управляющим входами фазосдвигающего узла, при этом 5 первый и второй функциональные преобразователи реализуют функциональные зависимости: соз10 " з 1 п рО 1=соз а . згпа;зп аОФгде Оу 1 - сигнал на выходе первого функционального преобразователя;15 Оуг - сигнал на выходе второго функционального преобразователя;р- угол сдвига по фазе синхронизирующих напряжений;а - угол, задаваемый задатчиком угла 20 управления.