Устройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями

он;злй,Япатон;нс тс.; О П И С А"-Я-М Е л 1728207 Союз СоветскинСоциалистическикРеспублик ИЗОБВЕТЕ Н ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .(5)М. Кл,Н 02 Р 13/16 Н 02 М 1/08 с присоелинением заявки РЙ Гоаудврстевнный комитет СССР.57 (088,8) до делам нэооретений н открытий(71) Заявитель Новосибирский электротехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ОДНОКАНАЛЬНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИИзобретение относится к области пре)бразовательной 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 электропри о водах роботов-манипуляторов и т,д.Известно устройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями, содержащее формирователь , импульсов синхронизации фазы А, устройство фазосмещения, 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 выдержкивремени 11,Однако такое устройство имеет низкое быстродействие вследствие внссимого 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 ихраспределения по фазам. Причем все элементы соединены последовательно в указанном порядке 12 .Недостатком такого устройства является ограниченный диапазон регулирования углов отпирания вентилей, Оно обеспечивает дттапазон регулирования угловотпирания вентилей не больше чем360/тИ эл,град. (где йт - число фаз),т,е, не обеспечивает перекрытия диапазонов регулирования углов отпирания вентилей фаз, Так, например, при работе трех7282фазного управляемого выпрямителя надвигатель постоянного тока реализациявсех режимов его работы требует диапазона регулирования углов отпирания вентилей каждой фазы, равного 180 эл.град,.Таким образом, диапазоны регулированиявсех фаз должны перекрываться на60 эл,град.Пель предлагаемого изобретения - расширение диапазона регулирования углов 10отпирания вентилей,Указанная цель достигается тем, чтов устройство одноканального фазового уп-равления вентильными преобразователями, имеющее синхронизатор, генератор 15опорного напряжения, выход которого ивыход источника сигнала управления подключены ко входам органа сравнения, аего выход - через формирователь управляющих импульсов ко входу схемы распре- Иделения их по фазам, введены два Р 5-триггера с тактируемыми б -входами, двесхемы совпадения и, кроме того, синхронизатор снабжен каналом формированиявспомогательных импульсов, а генератор 25опорного напряжения - дополнительнымвходом синхронизации. При этом первыйвыход синхронизатора соединен с-вхо.дом первого триггера, с 5 -входом второго триггера и с одним из входов первой ЗОсхемы совпадения, другой вход которойподключен к Ц-выходу первого тригге, ра, а О -выход этого триггера соединенс Т-входом второго триггера. Выход жевведенного канала синхронизатора соеди 35.нен с-входом второго триггера и содним из входов второй схемысовпадения, другой вход которой подключен кЦ -выходу второго триггера, а Д -выходэтого триггера соединен с Т-входом первого триггера, Кроме того, выходы схемсовпадения соединены со входами генератора опорного напряжения, а 5-входпервого триггера подключен к выходу фор-.мирователя управляющих импульсов. 45Сущность предлагаемого изобретенияпоясняется на примере устройства управления трехфазным силовым статическимрреобразователем с диапазоном регулирования углов отпирания вентилей по фазам, равным 180 эл;град.На фиг. 1 приведена принципиальнаясхема устройства; на фиг, 2 (а, б, в,г, д, е ж, з, и к р) - диаграммы,поясняющие ее работу.. Устройство содержит синхронизатор 1имеющий два выхода импульсов синхронизации (А и В соответственно), два 07 4Р 5-триггера 2 и 3 с тактируемыми 5 входами, две схемсовпадения 4 и 5,генератор опорного пилообразного напряжения 6, в состав которого входят дваразделительных диода 7 и 8, образующиевыходные цепи синхронизации, рабочий конденсатор 9 и источник тока 1 0 органсравнения 1 1, источник сигнала управления 12, формирователь управляющих импульсов 13 и схему распределения управляющих импульсов 14,Устройство работает следующим образом. Орган сравнения 11 ссуществляет сравнение сигнала источника управления 12 с .опорным пилообразным напряжением генератора 6, которое формируется на рабочем конденсаторе 9 путем разряда егопостоянным током источника 10. В момент равенства сигнала управления иопорного напряжения орган сравнения 11изменяет свое состояние, а формирователь 13 осуществляет формирование импульса управления заданной длительности(фиг. 2 г, д), Заркд рабочего конденсатора 9 осуществляется через разделительные диоды 7 и 8 либо импульсами с выхода А синхронизатора 1 через схему совпадения 4, либо импульсами с выхода В.через схему совпадения 5 в функции временного положения импульсов управленияс формирователя 13 относительно перекрываемых участков диапазонов регулирования углов отпирания вентилей, Присигналах управления, равных -нулю илименьших определенного значения, зарядрабочего конденсатора 9 осуществляетсяимпульсами с выхода В синхронизатора,а при больших сигналах - импульсами свыхода А. Благодаря этому при малыхсигналах управления в шпиле" отсутствует перекрываемый участок, соответствующий большим углам отпирания вентилей,а при больших сигналах - перекрываемыйучасток, соответствующий малым угламотпирания (фиг. 2), Импульсы синхронизатора 1 с выходов А и В соответствуют началам и концам диапазонов регулирования углов отпирания вентилей всехфаз, которые в данном случае совпадаютс точками естественного зажигания положительных и отрицательных полуволн напряжений сети (фиг, 2 а, б, в) .Управление цепями заряда рабочегоконденсатора 9 .осуществляется с помошыюдвух триггеров 2 и 3 и двух схем совпадения 4 и 5 следующим образом,7282При сигнале управления О= О на выходе источника 12 (фиг, 1) импульсы навыходе формирователя 13 отсутствуют(фиг. 2 г, д)При этом триггер 2 будет находитьсяв нулевом состоянии ( О = О, фиг, 2 ж,э),которое подтверждается импульсами свыхода А синхронизатора 1, поступающие нв % -вход (нулевой иход) этоготриггера. Триггер 3 будет формироватьимпульсы, соответствующие перекрывае мым участкам диапазонов регулирования(фиг. 2 к), перебрасываясь в нулевое состояние при поступлении импульса наЙ-вход (нулевой) с выхода В синхронизатора 1 и в единичное состояние при поступлении импульса на тактируемый 5 вход с выхода А синхронизатора 1 (нвТ-входе этого триггера действует сигналлогической единицы с Ц -выхода триггера 2) - фиг. 2 з, и, к, л,В результате нулевой сигнал с Я-выхода триггера 2, действующий на входесхемы совпадения 4, запрещает прохождение импульсов синхронизатора 1 назаряд рабочего конденсатора 9, а импульсы с Д-выхода триггера 3, поступающиена вход схемы совпадения 5, разрешаютпрохождение импульсов синхронизации1 на заряд рабочего конденсатора (фиг, 2 ЗОм, н, г),При ОуО формирователь 13 вырабатывает импульсы в момент равенствасигнала управления и опорного напряжения (фиг. 2 г, д). Если временное положение этого импульса, поступающегона 5-вход триггера 2, совпадает с перекрываемым участком диапазонов регулирования (сигнал с 4 -выхода триггера3, подаваемый нв Т-вход триггера 2),4 Ото триггер 2 продолжает оставаться внулевом состоянии (фиг, 2 в, ж, з), азаряд рабочего конденсатора 9 осуществляется по-прежнему импульсами с выхода А синхронизатора 1 (фиг. 2 г, м).45Если же временное положение импуль.сов с формирователя 13 не совпадает сперекрываемым участком диапазонов регулирования, то триггер 2 перебрасыва50ется этим импульсом в единичное состояние (фиг, 2 е, ж), а импульсом с выхода А синхронизатора 1 - в нулевое со-стояние (фиг, 2 ж). Триггер 3 будет приэтом находиться в нулевом состоянии,55так как импульсы с выхода А синхронизатора 1 на тактируемом Ь-входетриггера 3 не будут совпадать с сигналомЯ выхода триггера 2, а импульсы с 07 6выхода В синхронизатора, поступающиена Я-вход этого триггера, будут подтверждать нулевое состояние триггера (фиг,2и, к, л). В результате заряд рабочегоконденсатора 9 будет осуществлятьсяимпульсами с выхода А синхронизаторачерез схему совпадения 4 (фиг. 2 ж, н,г),При этом параметры зарядных цепейгенератора настраиваются таким образом,чтобы прямой ход опорного напряжения вобоих случаях совпадал с требуемымпрямым ходом (пунктир на фиг, 2 г), который отражает необходимый диапазон, регулирования углов отпирания вентилейвсех фвз, Настройка осуществляется путем согласования амплитуд импульсов сосхем совпадения 4 и 5 и величины токаисточника 1 О (фиг, 1 )Таким образом, предлагаемое устройство позволяет получать практически любойдиапазон регулирования углов отпираниявентилей всех фаз, вплоть до полного перекрытия.формула изобретенияУстройство одноканального фазового управления вентильными преобразователями, содержащее синхронизатор, генератор опорного напряжения, выход которого и выход источника сигнала управления подключены ко входам органа сравнения, в его выход - через формирователь управляющих импульсов ко входу схемы распределения их по фазам, о т л и ч а - ю щ е е с я тем что, с целью расширения диапазонов регулирования углов отпирания вентилей, в него введены два Я 5-триггера с тактируемыми 5-входами, две схемы совпадения и, кроме того, синхронизатор снабжен каналом формирования вспомогательных импульсов, а генератор опорного напряжения - дбполнительным входом синхронизации, при этом первый выход синхронизатора соединен с -входом первого триггера, с 5-входом второго триггера и с одним из входов первой схемы совпадения, другой вход кото- . рой подключен к Я-выходу первого триггера, а С-выход этого триггера соединен с Т-входом второго триггера, выход же введенного канала синхронизатора соединен с Я-входом второго триггера и с одним из входов второй схемы совпадения, другой вход которой подключен к Я-выходу второго триггера, в Я -выход этого триггера соединен с Т-входом первого триггера, кроме того, выходы схем сов-49 В ю.1ф Фаапря фарар иипуЛ дрмиру онпз з 1149/51Подп исное ИП хг илиал ППП "Патент" Ужгород,ул,Проектна юу у.ф ф Ф у У Ф фФФ, .; и- Ф юФс ььЛМ 82е.)4" Фпадения подключены ко входам генератора опорного напряжения, а Я-вход первого триггера - к выходу формирователя управ ляющих импульсов.Источники информации,5 принятые во внимание при экспертизе 1. С 1 ЬаСо ЭМаг 1 аи 11 ЭврочедВСЕ, Ггщ С 1 гспНз, ЕГесЬ о 1 с Еариеемпо 1965, 37,146,2. Авторское свидетельство СССР125605, кл. Н 02 Р 13/16;Н 02 М 1/08 (прототип).