Устройство для управления тиристорным преобразователем

(45) Дата опубликования описания )546.1 о М, Кл, 1 02 Р Гасударствекнык комктет Самта 1 оекетроо СССР ао дедам кзаоротоакк к откропкк(72) Авторы изобретения ьсквй инст Всесокюный научи лезно дорожногвите 54) УСТ ВО ДЛЯ. УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ БОБРАЗОВА ТЕ ЛЕМ Устройство относится к области электротехники н предназначено для управления тиристорным преобразователем переменного тока спринудительной импульсной коммутацией тока;Известны устройства для. управления тириеторным преобразователем 1.Известные устройства содержат блок синхронизации, генератор пилообразного напряжения, формирователи импульсов, промежуточныеи согласующие элементы и выходные каскады. Устройства обеспечивают регулирование,. напряжения на нагрузке путем изменения ширины импульсов, формируемых силовым преобразователем, но имеют существенные недостатки - низкий коэффициент мощности и повышенное влияние на линии связи,Наиболее близким техническим решением Ик изобретению является устройство, содержащее блок синхронизации, формирователи импульсов, логический блок, пусковой орган, выюдные усилители и трансформаторы 21.Это устройство обеспечивает управлениепреобразователем, при котором за время. однойполуволны питающего напряжения на.нагрузкуподают несколько (3 - 7) широтно-модулируемых импульсов, что обеспечивает достижениесравнительно высокого коэффициента мощности, Однако многократная за период ударная д 2коммутация ухудшает коэффициент формы кривой и повышает уровни влияния на линии связи, требует применения в преобразователях быстродействующих (с малым временем вос становления) тнристоров, а для борьбы с влияниями на линии связи - сравнительно мощные фильтры,Целью изобретения является повышение ко. эффнциента мощности электроустановок нри работе с полным напряжением и снижение уровней влияния иа линии связи.Поставленная цель достигается тем, что устройство дополнительно снабжено формирова оелем опережения положительной полуволны синусоиды питающего напряжения, формирователем опережения отрицательной полуволны синусоиды питающего напряжения, формирователем диапазона фазного регулирования, регулятором фазы включения первого моста, регулятором фазы включения второго моста и регулятором фазы отключения одного из мостов, причем выходы регуляторов фазы включения первого моста, включения второго и выключения одного иэ мостов подключенй к входам соответствующих формирователей импульсов, с инхрониэирующие входы регулятора фазы включения первого моста и регулятора фазы отключения одного из мостов подключены че.рез формирователь диапазона фазиого регулирования и выходам формирователя опережения положительной и формирователя опережения отрицательной полуволи синусоиды питающего. напряжения, входы которых соединены с соответствующими выходами блока синхронизации, а синхроннзнрующий вход регулятора фазы включения второго моста подключен к выходуформирователя импульса включения первого моста.На фиг. 1 изображеиа схема предлагаемого устройства; на фиг, 2 - временная диаграмма . работы элементов устройства; на фиг, 3 - при. мер выполнения силовой установки, для кото. рой может быть применено устройство; на. фнг. 4 - кривые, характеризующие изменение токов и напряжений в силовой цепи.Трансформатор напряжения 1,контролирующий напряжение питающей сети, подключен вторичной обмоткой к блоку синхронизации 2; выходы которого подключены к входу форми рователя 3 опережения положительной полу. волны и к входу формирователя 4 опережения огрицательной полуволны, а также к входам . логического блока Ь. Выходы формирователей 3, 4 подключены к двум входам формирователя б диапазона фазного регулирования, выход которого подключен к синхронизирующему входу регулятора 7 фазы включения моста 8; к синхронизирующему входу регулятора 9 фазы отключения моста 8, а также к входу Пуск триггера 10 начала пуска, .Выход которого подключен к входу логического бло- ка 5, а вход Стоп. подкаочен: к тумблеру Пуск - Стон .11, Вход регулятора 12 фазы включения моста 13 подключен к выходу формирователя 14 импульса ввцочения моста 8, соединенному с соответствующим входом логического. блока 5, а вход формирователя 14 подключен к выходу регулятора .7.Выходы регуляторев 9 и 12 соединены соответственно е входами формирователей 15 и 16, соединенных выходами е входами логического блока 5. Логический блок 5 содержит шесть схем И, выходы которых подключены к усили телям 17 - 22, иа выходах которых включены импульсные трансформаторы тока 23 - 28, подключенные вторичиымн обмотками к силовому преобразователю.Вход регулятора 7 соединен с выходными клеммами пускового органа 29.Устройство работает следующим образом, В исходном состоянии иа вход трансформатора напряжения 1 подаетея напряжение питаю щей сети; поэтому все элементы схемы до логического блока 5 работают, переходные нро. цеесы в устройстве завершены, но на выходах блока 5 импульсы отсутствуют, поскольку коп. такт тумблера 11 замкнуг и положительным потенциалом осуществляется запираиие всех схем И блока 5.Алгоритм управления,силовой установки со стоит в .следующем.Ври работе на полном напряжении ток в двигателях протекает непрерывно;В момент Ф. 1 Амг. А 1 пгйтюпяот импчяьс включения клю ча ЗО. в мосте 8. При этом возникает. колеба.тельный переходный процесс с частотой, опре.: деляющейся параметрами силового грансформатора, сети и конденсатора, подключенного к вторичной обмотке, Через четверть периода ф колебательного процесса (1 з) на ключ 31 моста 13 подается импульс включения, и колебательный процесс прекращается, поскольку мгновенный ток во вторичной обмотке трансформатора равен выпрямленному току в двигателях, 1 о В конце полупериода напряжения (момент) .подается импульс выключения ключа ЗО в мосте 8 (нли ключа 31 в мосте 13), и возник.шим переходным процессом осуществляется выключение ключа 3,1 в мосте МЗ (или ключа ЗО в мосте 8), В отрицательной полуволне пода ются такие же импульсы, только работаютключи 32, 33 и диоды 34, 35; В результате за период в трансформаторе, а следовательно; и в питающей сети ток совпадаег по фазе с напряжением, и его форма (фиг. 4, кр, 1) имев ет относительно малое содержание высших гармонических составляющих, Прн этом обеспечивается высокий коэффициент мощности К.= К,сову,25 где К. - коэффициент .формы кривой тока.Включение силовой установки осуществляется размыканием тумблера 11, при этом снимается запрет с логического блока 5 и с вы- .хода триггера 10, но он переключается в про- ЗО тнвоположное состояние только с приходомимпульса от формирователя 6, появляющего-, ся в конце полуводны напряжения (фиг. 4, кр. 6, момент 1 з). Это обеспечивает правильную последовательность импульсов при произ вольном моменте переключения тумблера 11,Импульс отрицательного напряжения с вы.хода формирователя.б поступает одновременно на синхронизирующий вход регулятора 7 фазы включения моста 8 и на синхронизирующнй вход регулятора 9 фазы отключения мос 4 п та 6 .(13).Иа выходе элемента И - НЕ - 1 появляетсяположительный импульс, взводящнй триггер, а элемент ,И - НЕ - 2 шунтирует конденсатор регулятора 7, При переходе синусоиды напряжения через нулевое значенйе потенциалы на выходах блока 2 меняют знаки (фиг. 2, кр,., БС+, БС-), при этом положительным фронтомс выхода (БС - 2) запускается формирователь 3. (Ф), а отрицательным фронтом с выхода (БС+ 2) переключается формирователь 6.В этот момент в регуляторах 7 и 9 выключаюгся элементы И - НЕ - 1 и И - НЕ - 2 и начинают заряжаться конденсаторы И - НЕ - 1 (7), И - НЕ - 2 (7), И - НЕ - 1 (9), И - НЕ - .2 (9) (фиг, 2),.35Порог срабатывания регулятора 7 задается пусковым органом 29 и, допустим; соответствуе 1; моменту 1 в этот момент, на вы-.ходе регулятора 7 (кривая 7) появляется положительный фронт, на выходе формировате.ля 14.появляется короткий имЙульс отрицаю тельного. напряжения, ему соответствует положительный импульс иа выходе усилителя 20(для положительной полуволны формировате.ля 15) и на выходах трансформаторов 26 (23).Импульсы с трансформаторов 26 (23) обеспечивают включение моста 8.Отрицательный импульс с формирователя14 поступает на синхронизнрующий вход ре гулятора 12, в котором осуществляются про.цессы, аналогичные процессам, осуществляющимся в регуляторах 7 и 9, Момент срабатывания регулятора 12 определяется выдержкойвремени от момента включения моста 8, которая должна быть равна для фиксированногоподключения нагрузки примерно четверти периода собственных колебаний контура силовойустановки. Устанавливается величиной постоянного напряжения на входе 1 А,регулятора 12,После срабатывания триггера регулятора 12формирователь 15 обеспечивает на выходе короткий импульс отрицательного. напряжении,н .через логический блок 5 этим импульсомвключаются усилители 21 (18) и трансформа.торы 27 (24.момент срабатывания регулятора 9 задается уровнем напряжения на входе Ц Импульсы формирователя 15 усилителей.23 (19)и трансформаторов 28 (25) выполняют вьициочение моста 8 илв 13,Экоиомический эффект, достигаемый прнреализации данного устройства, получается отуменьшения потерь электроэнергии за счет повышения коэффициента мощности электроустановок и от экономии расходов на борьбу свлияниями на линии связи.Формула изобретенияУстройство для управления тиристорным преобразователем переменного тока с принудительиой импульсной коммутацией, выполненным в виде двух тиристориык мостов, содержащее блок синхронизации, формирователи импульсов, логический блок, пусковой орган, вы.ходные усилители и трансформаторы, отличо.вщееся тем, что, с целью повышения козффи.циента мощности электроустановок при работес полным напряжением и снижения уровнейвлияния иа линии связи, оио дополнительноснабжено формирователем опережения положительной полуволны синусоиды питающего на.п ряжения, формирователем опережения отрицательной нолуволны синусоиды питающего напряжения, формирователем диапазона фазно.го регулирования, регулятором фазы включения первого моста, регулятором фазьг включе.15 ния второго моста и регулятором фазы отключения одного из мостов, причем выходы ре.гулятора фазы включекия первого, включения.второго и выключения одного нз. мостов подключены к входам соответствующих формирователей импульсов, сннхронизирующие входы.регулятора фазы включения первого Моста ирегулятора фазы отключения одного из мостовподключены через формирователь диапазонафазпого регулирования. к .выходам формирователя опережения положительной и формиро.25 вателя опережения отрицательной полуволн синусоиды питающего напряжения, входы которых соединены с соответствующими выходамиблока синхронизации, а синхронизнрующийвход регулятора фазы включения второго мос30та подключен к выходу формирователя импульса вюьючения первого моста,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1. Авторское свидетельство СССР Рй ЗОЗУОЙ,кл. Н 02 Р 13/18, 18.01.68.И 2. Авторское свидетельство СССР4",4897,кл. Н 02 Р И/16, 21.04.72,61 4514 и-юе- и-нюф ии Фиг я д. 4/5 роек гн а Редактор В. ФельдманЗаказ 3707/46 Ш 1 ИИПИ Государствепо дела3035,. ЖосквФилиал ППП сП Составитель О, НаекревО,. Луговаяи раж%2 ного комитета Совета Мнаобретейий и открыт а, Ж, Раушская наотентэ, г. Ужгород. ул. зная Корректор П.Макаревич Подписное инистроа СССР