Одноканальное устройство для управления многофазным вентильным преобразователем

Союз Советскик Социапистическик Республик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621. 316, ,727(0888) Дата опубликования описания 30 . 05, 80(72) Авторы изобретения С, Г, Обухов, Е. Е. Чаплыгин и Э. А. Бизик к ;. юкМф", ;, ".", т Хосковский ордена Ленина энергетический инЬииут- - (71) Заявитель(54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛКНИЯ ИНОГОФАЗНЫИ ВЕНТИЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ Изобретение относится к силовойпреобразовательной технике и можетбыть использовано для управления выпрямителями, ведомыми сетью инверторами, реверсивными преобразователямипеременного напряжения в постоянное,непосредственными преобразователямичастоты с естественной коммутациейвентилей,1 ОИзвестно одноканальное устройстводля управления вентильным преобразо,вателем, содержащее источник управляющего сигнала, источник опорных сигналов, компаратор, распределитель импульсов управления, два сумматора,логический блок и ключи 1) .Однако данное устройство характеризуется большими погрешностями регулирования при сильных гармоническихискажениях сетевого напряжения. Известно также одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, блок счета высокочас тотных импульсов, включающий блок генератора импульсов, блок совпадения, блок сдвига регистров, источник управляющего сигнала и распределитель импульсов 2). ЗО Однако данное устройство достаточна сл ожноНаиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является одноканальное устройство для управления многофазным вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, подключенный к генератору линейно изменап 1 зяжения, и наточино постоянного напряжения, связанных через и ключей и сумматор с компаратором, второй вход которого связан с источником управляющего сигнала и реверсивный сдвигающий регистр 3) . Однако данное устройство не обладает достаточным быстродействием и надежностью, что не позволяет использовать его в реверсивных преобразователях и непосредственных преобразователях частоты при раздельном управлении с одним общим фазосдвигающим блоком для обеих вентнльных групп. Цель изобретения - повиаение быстродействия и надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что одноканальное устройство для уп"равления многофазным вентильным преобразователем, содержащее блок синхронизации, подключенный к генератору линейно изменяющегося напряжения, иисточников постоячного напряжения,связанных через и ключей, сумматор,компаратор с прямым и инверсным выходами, второй вход которого связан с источником управляющего сигнала, иреверсивный сдвигающий регистр с суммирующим и вычитающим входами, снабжено дополнительным ключом, мультивибратором с прямым и инверсным выходами, двумя логическими элементамиИ, логическим элементом ИЛИ и логическим блоком, причем генератор линейно изменяющегося напряжения связаи с сумматором через дополнительный ключ, управляющая цепь которого при -соединена к инверсному выходу мультивибратора, прямой выход мультивибратора и выходы регистра присоединенык управляющим цепям основных ключей через логический блок, прямые выходы компаратора и мультивибратора черезпервый логический элемент И присоединены к вычитающему входу регистра, аинверсные выходы через второй логический элемент И и логический элементИЛИ - к суммирующему входу регистра,второй .вход логического элемента ИЛИсвязан с выходом блока синхронизации. На фиг. 1 представлена структурная схема устройства, на Фиг, 2 временные диаграммы, поясняющие принциг. действия устройства,Для определенности структурная схема устройства на Фиг. 1 представлена для преобразователя по шести- и:.,пульсной схеме (щ = 6), при этсм и -- 3, где и - число ключей.Блок 1 синхронизации связан с ген,ратором 2 линейно изменяющегося.и;пряжения. Источники 3 4 и 5 псстоянного напряжения через ключи 6, 7 и8 соответственно подключены к сумматору 9, Последний связан с комаратором 10, ко второму входу котсрого подключен источник управляющего сигнала 11. Генератор 2 связан с сумматором 9 через дополнительный ключ12, а реверсивный сдвигающий регистр 13 и мультивибратор 14 через логический блок 15 - с управлчющими целями ключей 6, 7 и 8. Выход компаратора через логические элементы И 16 и 17 и логический элемент ИЛИ 18 связаны со входом реверсивного регистра 13. На временной диаграмме 19 (Фнг 2)представлено напряжение сети, диаграмма 20 представляет выходное на-пряжение генератора 2 линейно изменяющегося напряжения, диаграмма 21выходное напряжение мультивибратора14, диаграмма 22 указывает замыка.ниеключей б, 7 и 8 (проставлены номеразамкнутых ключей), а диаграмма 23 -замкнутое положение ключа 12. На ди 5 1 О 35 20 25 ЗО 35 4 О 45 35 аграмме 24 представлены входные напряжения компаратора 10. На диаграмме 25 изображены управляющие импульсы вентильного преобразователя.Устройство работает следующим образом,В предлагаемом устройстве поискуровня постоянного напряжения происходит не на частоте сети, а на высокой частоте, задаваемой работой мультивибратора 14 (зта частота на несколько порядков больше частоты сети).Работа устройства по высокой частотетактируется при логической 1 на инверсном выходе мультивибратора 14,при замкнутом ключе 12 компаратор 10сравнивает величину линейно изменяющегося, управляющего и одного изпостоянных напряжений и при их равенстве Формирует управляющий импульс.При логическом нуле на инверсном выходе мультивибратора 14 ключ 12 размыкается, а выходные импульсы компаратора 10 не передаются в управляющуюцепь силовых вентилей схемы, этот тактработы схемы используется для поискавеличины постоянного напряжения 3,4и 5 с помощью одного из ключей 6-8.Рассмотрим более подробно процессы на временных диаграммах.Пусть регистр 13 находится в крайнем положении, соответствующем минимальным углам управления,и замкнутключ 6, т. е. на вход компаратора подается постоянное напряжение источ -ника 3. Величина управляющего сигнала,напротив соответствует большим значениям углов управления. В первомтакте работы мультивибратора 14 (временной интервал о - ) происходит сравнение на компараторе напряжений сумматора 9 и источника 11, управляющийимпульс не вырабатывается. В моментпереключается мультивибратор иначинается второй такт работы. Ключ12 размыкается командой с мультивибратора и ча выходе сумматора У имеется только сигнал источника 3. Этотуровень соответствует максимальномууглу управления, который можно сФормировать при работе источника 3 иключа б. Но и этот уровень не приводит к срабатыванию компаратора 10,Единица на инверсном выходе компаратора и единица на выходе мультивибратора 14 передаются через логическиеэлементы 17 и 18 на регистр и вызывают его переключение в моментКлюч 6 размыкается, ключ 7 замыкается,на выходе сумматора 9 напряжение соответствует максимальному углу управления, который может быть сформирован при работе источника 4 и ключа7. Но и этот уровень не вызывает срабатывания компаратора 10. Сигналы навходе логических элементов 17, 18 и13 не изменяются, регистр остается втом же положении до окончания тактаработы мультивибратора (момент 1 ), 736355В моментвновь замыкается ключ 12, но компаратор не срабатывает, поскольку угол управления находится за пределами, которые можно достичь при работе источника 4. В момент 1( вновь наступает четный такт работы мультивибратора 14. Вновь размыкается ключ5 12. Единица на инверсном выходе компаратора 10 вызывает очередное пере- . ключение регистра 13. На этот раз на выходе сумматора 9 потенциал источника 5, при работе которого формируются углы управления;от 4 Це до 6%/щ, Компаратор срабатывает. На выходе логического элемента 18 лбгический ноль, регистр не меняет своего состояния. Поиск закончен, Переключение компаратора на четном такте работы мультивибратора не передается в управляющую цепь вентилей, поскольку заперт логический элемент 16. В момент начинается нечетный такт работы муль тивибратора, на котором происходит сравнение линейно изменяющегося, постоянного и управляющего напряжений. После чередования ряда четных и нечетных тактов в одном из нечетных 5 тактов формируется управляющий импульс, снятый с выхода логического элемента 16; этот импульс вызывает переключение регистра.При поиске уровня постоянного напряжения, когда начальное состояние регистра соответствует большим углам управления, чем требуется уровнем управляющего сигнала, в нечетном такте работы мультивибратора сразу 35 формируется управляющий импульс, вызывающий переключение регистра. При переключении регистра происХодит переключение источника постоянного напряжения (вместо ключа 8 включается ключ 7). Если при этом вновь формируется управляющий импульс, переключение продолжается дальше в сторону убывания углов управления, так что в конце концов поиск заканчивается. Поскольку этот этан переключений 45 происходит весьма быстро (скорость переключений порядка микросекунды), то введение малой инерционности в узлы формирования управляющих импульсов обеспечивает формирование управляющих 5 О импульсов только на вентили, соответствующие концу поиска. Применение данного изобретения повышает надежность и быстродействие и позволяет испольэовать его в реверсивных преобразователях и непосредственных преобразователях частоты при раздельном управлении с одним общим фазосдвигающим блоком для обеих вентильных групп.Формула изобретенияОдноканальное устройство для управления многофазным вентильным преобразователем, содержащее блок синх-.ронизации, подключенный к генераторулинейно изменяющегося напряжения, иисточников постоянного напряжения,связанных через и ключей, сумматори компаратор с прямым и инверснымвыходами, второй вход которого связан с источником управляющего сигнала и реверсивный сдвигающий регистрс суммирующим и вычитающим входами,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сцелью повышения быстродействия и надежности устройство снабжено дополнительным ключом, мультивибратором спрямым и инверсным выходами, двумялогическими элементами И, логическимэлементом ИЛИ и логическим блоком,причем генератор линейно изменяющегося напряжения связан с сумматором через дополнительный ключ, управляющаяцепь которого присоединена к инверсному выходу мультивибратора, прямойвыход мультивибратора и выходы регистра присоединены к управляющим цепямосновных ключей через логический блок,прямые выходы компаратора и мультивибратора через первый логическийэлемент И присоединены к вычитающемувходу регистра, а инверсные выходычерез второй логический элемент И илогический элемент ИЛИ - к суммирующему входу регистра, второй вход логического элемента ИЛИ связан с выходом блока синхронизации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 547962, кл. Н 02 Р 13/16, 1975,2. Авторское свидетельство СССРР 191681, кл. Н 02 М 1/04, 1964.3. Авторское свидетельство СССРР 586539, кл. Н 02 Р 13/16, 1976 (прототип)