Способ управления тиристорами широтно-импульсного преобразователя

(51) М 2) Заявлено 20.06.77 (21)500897/ рисоединением заявки М 9Р 13/ Государственный комите СССР но делам изобретений и открытий(72 ор М. Остре тения И Украин научно-исследовательски и инструментов титут станк 71) Заявител 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ ШИРОТН ИМПУЛЬСНОГО ПРЕО БРА 3 ОВАТЕЛЯесусо Изобретение относится к электротехнике, конкретно к преобразовательной технике, к способам управления тиристорэми импульсных усилителей мощности с широтно-импульсной ьюдуляцией, используемых для управления двигателями постоянного тоха,Известен способ управления тиристорами преобразователя, заключающийся в том, что включение и запирание группы указанных тиристоров осуществляют поочередно с неизменным временным сдвигом, равным четверти периода модуляции преобразователя.Недостатком способа является низкий коэффициент использования двигателя в тормозных режимах.Наиболее близким по техническойщности к изобретению является споб управления тиристорами широтно- импульсного усилителя мощности, состоящий в том, что два тиристора моста,. обеспечивающие определенное направление вращения двигателявключают одновременно, каждый такт комму-. тации, а отключают эти тиристоры поочередно через такт. причем для торможения двигателя импульсы управления переключают на два других тиристора, обеспечивающих противоположное направление вращения, и при токоограничении прерывают подачу импульсов на оба тиристора одного направления.Недостаток известного способа состоит в том, что он требует завыш ния мощности устройств выключения тиристоров иэ-за максимальных скоростей роста тока до уровня отсечки при торможении и повышенных пульсаций тока в режиме токоограничения, При торможении с максимальной частотой вращения рост тоха до уровня отсечки происходит с максимальной скоростью, так как в течение интервала импульса, равного (0,80,9) Т, обеспечивается режим противовключения, а в течение паузы, равной (0,20,1) Т, обеспечивается динамическое торможение. наибольшие скорости роста тока от такта к такту предъявляют очень жесткие требования к устройствам выключения тиристоров. Режим токоограничения при торможении характеризуется значитель. - ными пульсациями. тока якоря ввиду снижения эквивалентной частоты коммутации (эквивалентная частота пульсаций тока в этом режиме, по крайней мере, в три раза ниже тактовой) . Значительные пульсации тока в режиме токоограничения требуют большоймощности устройств выключения тиристоров,Цель изобретения - повьвениекоэффициента использования двигателяв тормозных режимах и уменьшение 5габаритов и установленной мощностикоммутирующих устройств,Это достигается тем, что в способе управления тиристорами шнротно-импульсного преобразователя в двигатель-Оном режиме работы в каждом такте коммутации одновременно включают дватиристора, обеспечивающих одно направление вращения двигателя, а отключают в каждом такте толькоодин из тиристоров, причем отключают эти тиристоры поочередно, через такт, втормозном режиме включают в каждомтакте коммутации только по одномуиз двух тиристоров, причем включаюттиристоры поочередно, через такт,кроме того, включают именно тот тиристор, который отключают в концеданного такта.На фиг. 1 представлена схема широтно-импульсного преобразователя; 25иа Фйг. 2 и 3 - схемы для управления тиристорами широтно"импульсногопреобразователя.Рабочие тиристоры 1-4 преобразова"теля обеспечивают подключение якоря ЗОэлектродвигателя к источнику питания. Тиристоры 5 6 совместно с коммутирующим конденсатором 7, диодами8, 9, зарядным дросселем 10, коммутирующими дросселями 11,12 и конденсато рами 13, 14 образуют устройство выключения рабочих тиристоров 1-4. Импульсный усилитель мощности снабженобратными диодами 15-18. Нагрузкойимпульсного усилителя мощности является двигатель 19. В состав приводавходит датчик 20 ЭДС якоря двигателя19 (например, тахогенератор) и нелинейный датчик модуля тока, выполненный в виде соединения датчика 21 тока с нелинейным звеном 22.Схема управления содержит следующие функциональные узлы: широтно-импульсный модулятор,.логический блокобеспечения реверса и исключениярежимов противовключения, импульсные усилители, управляющие соответствующими тиристорами.,Широтно-импульсный модулятор содержит два пороговых элемента 22, 23,тактовый генератор 24 пилообразного 55напряжения и триггер 25 со счетнымвходом.Логический блок, включает четыресимметричных триггера 26-29, четыретрехвходовых элемента И 30-33, четыре двухвходовых элемента И-ЙЕ 3437, четыре двухвхсдовых элемента И38"41,Импульсные усилители 42-47 управляют, соответственно, тиристорами 1-6, .65 К датчику 20 ЭДС подсоединены дванелинейных элемента 48, 49,Устройство работает следующим об-.разом,В двигательном режиме, напримерпри работе порогового элемента 22широтно-импульсного модулятора импульсы проходят через трехвходовойэлемент И 30, через два двухвходовыхэлемента И 38 и 39 поступают на импульсные усилители 42, 43 и, соответственно, на тиристоры 1, 2. Первыевходы элементов И-НЕ 34 и 35 соединены с выходами триггера 25, сигналына этих входах изменяются в каждомтакте в соответствии с работой триггера 25. Вторые входы элементов И-ЯЕ34 и 35 соединены с выходом трехвходового элемента И 32. На одном нзвходов этого элемента, подключенногок выходу нелинейного элемента. 48 логический О, поэтому на выходе элемента 32 - также логический О, анавыходах элементов 34 и 35 - логическая 1. Управляющие импульсы проходят на оба тиристора 1 и 2. в каждом такте коммутации. Одновременнопри этом на двух входах элемента31, соединенных с триггерами 26 и27 чередуются логический О и логи-.ческая 1, на третьемвходе, соединенном с нелинейным элементом 49 - логическая 1.При реверсе входного сигнала, когда на выходе порогового элемента 22исчезают, входные сигналы, на инверсных выходах триггеров 26 и 27 появляются логические 1. При этом элементы 36, и 37 начинают повторять на выходе инвертированные сигналы счетного триггера 25. Это приводит к тому,что импульс управления, сформированный пороговым элементом 23, будетпоступать в каждом такте только наодин тнристор, причем включаться вэтом режиме тиристоры будут поочередно. Соединение соответствующихвыходов счетного триггера 25 с импульсными усилителями 46 и 47 обеспечивает отключение именно того тиристора, на который поступилуправляющий импульс. Режим такогоуправления будет продолжаться до техпор, пока ЭДС двигателя (т.е. частоты вращения) не станет ниже порогаотпускания нелинейного элемента.После этого включаются оба тиристора 3н 4 и обеспечивают разгон двигателя (двигательный режим).Таким образоМ, предлагаемыйспособ управления тирнсторамн 1-4состоит в том, что в двигательномрежиме в каждом такте коммутации од"новременно включают два тиристора,обеспечивающих одно направлениевращения двигателя 19, либо тиристоры 1, 2, либо тиристоры 3, 4, а отключают в одном такте только одиниз двух тиристоров 1, 2 или 3, 4,В тормозном режиме включают в каждомтакте коммутации только по одному издвух тиристоров 1, 2 или 3, 4, причем включают тиристоры 1, 2, 3, 4 поочередно, через такт. 5Благодаря тому, что в режиме торжения при реализации этого спосоа исключаются интервалы коммутации,в течение которых двигатель,работает в режиме противовключения,снижается вдвое скорость роста токана начальном этапе тормозного режима, уменьшаются пульсации тока в режиме токоограничения. Это повыдаетэнергетические характеристики электропривода, позволяет уменьшить мощность устройств выключения и оптимизировать параметры устройств выключения,20Формула изобретения Способ управления тиристорами широтно-импульсного преобразователя, работающего на двигатель постоянного тока, состоящий в том, что в двигательном режиме работы в каждомтакте коммутации одновременно вклю-чают два тиристора, обеспечивающиходно направление вращения двигателя,а отключают в каждом такте толькоодин из тиристоров, причем отключают эти тиристоры поочередно, черезтакт, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения коэффициентаиспользования двигателя в тормозныхрежимах и уменьшения габаритов иустановленной мощности .коммутирующих устройств, в тормозном режимевключают в каждом такте коммутациитолько по одному из двух тиристоров,причем включают тиристоры поочередно через такт, кроме того включаютименно тот тиристор, который отключают в конце данного такта,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельсвто СССРР 299917, Н 02 М 7/517, 1971.2, Гольц М,Е. и др. Автоматизированные электроприводы постоянноготока с широтно-импульсными преобра:.зователями. М., Энергия, 1972,с, 58-б 1.е Редак тор А, Морозова Тираж 85 цНИИПИ Государст по делам изоб 13035, Москва, К е о 4 К ипиал ППП Проектная Закаэ 645/ 5 ставитель О, хред С,Мигай 7венногоретений35, Рау тент, г, Ужгср рректор А, Гри Подпитета СССкрытийиаб д