Устройство для раздельного управления многофазным вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК Е) Н 02 Р 13/30 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКОМ(21) 3331705/ (22) 04.09,81 (46)15.07.83 (72) П. Д. Ан (71) Всесоюз н ский, проект нологический проводниковых (53)621.314. (56)1. Автор М 773897, кл2. Авторс Р 851733, кл-0 Бюл. М 26риенко и В. В, фоменко й научно-исследовательо-конструкторский и техинститут силовых полу- устройств7 (088. 8)кое свидетельство СССР Н 02 Р 13/16, 1979. ое свидетельство СССР Н 02 Р 13/18, 1980. бло сов вых УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГОУПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНБК,ВЕНТИЛЬНЫМПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЫО, содержащее фазосдвигающий блок, последовательно включенные задающий генератор, счетчикраспределитель, блок формированиявыходных импульсов, первые входы которого подключены к соответствующимвыходам фазосдвигающего блока, блокраздельного управления, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью упрощения, оно.снабжено последовательно.ЯОЫ 2 ЫМ включенными блоком задержки и формирователем длительности импульсов, а блок раздельного управления выполнен на 0-триггерах по числу каналов раздельного управления,.первых и вторых элементах И, выходы Э-триггеров блока раздельного управления подклю- чены к соответствующим вторым входам блока формирования выходных импульсов, 0-входы каждого из П-,триггеров служат для подключения датчика состояния вентилей, С-входы каждого из П-триггеров через первый вход первого элемента И подключены к соответствующим выходам счетчика- распределителя, а через второй вход первого элемента И - к выходу форми рователя длительности импульсов, Н-входы каждого из 0- триггеров через первый вход второго элемента И - к соответствующим выходам счетчика- Се распределителя, а через второй вход - к выходу задающего генератора и входу блока задержки, а третьи входы ка формирования выходных импульподключены к соответствующим,одам счетчика-распределителя.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано ,в силовой преобразовательной технике для.многофазных преобразователей частоты с непосредственной связью (ПЧНС), в том числе в источниках пониженной частоты для руднотермических печей.Известно устройство раздельного управления многофазным реверсивнйм вентильным преобразователем, состоящее из последовательно соединенных формирователя опорных синхроимпульсов, Фазосдвигающего устройства по схеме преобразователя "частота-Фаза", канальных схем И, об щего для всех Фаэ генератора импульсов, управляемого входным напряжением и состоящего из последовательно соединенных источников опорного напряжения противоположной полярности, 2 О управляемого ключа, генератора пилообразного напряжения, нуль-органа, логических схем И, ИЛИ, НЕ, блока раздельного .управления, на входы,которого подаются сигналы управления 25 и датчика состояния вентилей, а выходы соединены со входами управляемого ключа и канальных схем И 1 ).Однако данное устройство пригодно только для однофазного преобразовате;О ля частоты, где раздельное управление осуществляется между группами "Вперед и "Наэадп по сигналу задания при 1800 проводимости вентильных групп.Кроме того громоздка его система раздельного управления для многофаэнОго преобразователя частоты из-за необходимости использования однотипных блоков раздельного управления со своими выдержками времени по числу Фаэ. Наблюдается ухудшение Формы выходного напряжения и качества питающей сети из-за неодинаковости пофазных выдержек времени для вос" становления запирающих свойств тиристоров, особенно в диапазоне темпера 45 тур для многофаэных преобразователей частоты.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для раздельного управления 50 многофаэными вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащее фазосдвигающий блок, последовательно включенные . задающий генератор, счетчик-раз пределитель, блок формирования выходных импульсов, первые входы которого подключены к соответствующим выходам Фазосдвигающего блока, блок раздель-. ного управления Г 2 3.бОНедостатками этого устройства яв ляются громоздкость и ненадежность раздельного управления с 120 ф прово-. димостью тока в фазе при 180 проводимости тока в трехфаэной нагрузке,собранной по схеме "звезда беэ нулевого провода", иэ-эа необходимостИиспользования большого числа однотипных блоков раздельного управления, обеспечивающих бестоковую паузу межДу фазами при соединении групп вентилей преобразователя по схеме "треугольник". Наблюдается ухудшение формы выходного напряжения, энергетических показателей, увеличение искажений питающей сети иэ-за разности выдержек времени в многочисленных блоках раздельного управления в диапазоне температур, Сложным является оперативное переключение времени бестоковой паузы и обеспечение ее регулированияв широких пределах при большом числеблоков раздельного управления, чтонеобходимо по технологическим сообра-.жениям в случае применения данногоустройства в источнике пониженной частоты для рудотермических печей.Цель изобретения - упрощение устройства.Поставленная цель достигается тем, что устройство для раздельного управления миогофазным вентильным преобразователем частоты с непосредственной связью снабжено последовательно включенными блоком задержки и Формирователем длительности импульсов, а блок раздельного управления выполнен на Р-триггерах по числу каналов раздельного управления, первых и вторых элементах И, выходы Э-триггеров блока раздельного управления подключены к соответствующимвторым входам блока Формирования выходных импульсов, Р-входы каждого иэ Р-триггеров служат для подключения датчика состояния вентилей. С-входыкаждого из Р-триггеров через первыйвход первого элемента И подключенык соответствующим выходам счетчика- распределителя, а через второй входпервого элемента И - к выходу формирователя длительности импульсов,В-входы каждого из Р-триггеров черезпервый вход второго элемента И - ксоответствующим выходам счетчика-распределителя, а через. второй вход- -к выходу задающего генератора ивходу блока задержки, а третьи входыблока формирования выходных импульсовподключены к соответствующим выходамсчетчика-распределителя,На Фиг. 1 приведена структурнаясхема предлагаемого устройства длятрехфазного преобразователя присоединении групп вентилей фаз преобразователя по схеме треугольника;на фиг, 2 - временные диаграммы,иллюстрирующие принцип работы данного устройства.Устройство содержит фазосдвигаю,ций блок 1, последовательно соединенные задающий генератор 2, счетчик-распределитель 3, блок 4 Формирования импульсов управления тиристорами, к второй группе выходов которого подключены выходы фазосдвигающего блока 1, блок 5 раздельного управления, к одномуиз входов ко торого подсоединены последовательно. соединенные относительно выхода. за+.:. дающего генератора 2 блок 6 задержкй"; Формирователь 7 длительности импульсов, а к другому входу - выход за дающего генератора 2 непосредственна. Блок 5 раздельного управления содержит шесть триггеров 8-13, пряьые .выходы которых РУ 1-РУ 6 подсоединены ,к третьей группе входов блока 4 Фор" мирования импульсов на входы подаются сигналы соответствующих выходящих из работы Фаз для данного канала раздельного управления, к С-входам через двухвходовые схемы Й 14=19 подсоединены выход формирователя длительности импульсов 7 и выходы счетчика 3, соответствующие началам Фаз-. ных зон.проводимости, к К-входам через двухвходовые схемы И 20-"25 подсоединен выход задающего генера 25 тора 2 - выход счетчика 3, соответствующие окончаниям Фазных токов.На фиг. 2 представлены временные диаграммы работы устройства, где 2 а - узкие импульсы выхода задаю-. щего генератора 2 с соответствующими распределительными зонами 60 длительности, получаемые на выходе счетчика 3.1-3.6, 2 б - расширенные по длительности (с задержанным задним Фронтом 35 относительно исходных узких импульсов задающего генератора ) выходные. импульсы блока задержки, 2 В - сформированные по длительности и задержанные относительно исходных выход ные импульсы формирователя 7 длительности импульсов;2 ъе - диаграмма фазных токов 1200 проводимости (для упрощения - беэ пульсаций )вентильных групп с обозначенными временными 45 задержками, которые должны обеспечить устройства раздельного управления канальные ) между выходящими изработы и входящими в работу Фазами ,к примеру РУ 1 - между фазами +А и +В н т.д.) при соединении фаз ПЧНС в"треугольник", 2 и - ток 180 а проводимости одной из фаз нагрузки, например фазы А.Устройство работает следующим образом.55Рассматривается случай 180 проводимости тока в нагрузке при 120 ф проводимости Фаэных токов при соединении Фазных вентильных групп по схеме "треугольник с нагрузкой, со бранной по схеме звезда без нулевого провода, что имеет место при применении устройства в составе преобразователя для источника пониженной частоты к рудотермическим печам. Ток 65 в нагрузке ,электродах ) имеет ступенчатую Форму. фиг. 2 и ). При даннойструктуре системы управления выход"ную частоту ПЧНС определяет задающийгенератор 2 со счетчиком 3, Формирующие распределенные во времени импульсы 60 о,проводимости, а выходное напряжение определяется нереверсивным Фа,.зосдвигающнм блоком 1 с меняющимсяао времени в зависимости от управляницего нанряженияО положением импульсов. Импульсы Фазосдвигающего блока1 и счетчика 3, логически сложенныев блок 4 Формирования импульсов, опре-,деляют момент отпирания тиристоров.При соединении вентильных групп, в-А возникает опасность работы группы на группу из-за затягивания токав выходящей из работы Фазы по причине индуктивного характера нагрузкии конечного времени восстановлениязапирающих свойств тиристоров. Поэтому, между указанными парами фаз необходимо включать блоки раздельногоуправления с заведением сигналов датчиков состояний вентилей с выходящейиз работы группы, которые задерживали бы включение последующих группвентилей (Фиг. 2 ге ). В данном устройстве разрешающую зону Формирования импульсов управления и образуетблок 4 формирования импульсов блока5 раздельного управления. Происходит это следующим образом,В исходнОм состоянии Все Р триггеры обращены в нуль узкими импульсами задающего генератора через схемы И 20-25, на вторые входы которых заводятся 606 импульсы окончания такой фазы. Узкие импульсы задающего генератора 2 шестикратной выходной частоты в блоке 6 задержки задерживаются на определенное время, общее для всех шести выходов раздельного управления, что видно по их расширенной длительности (Фиг. 2 б ). По заднему Фронту расширенных импульсов задающего генератора 2 Формируются импульсы определенной, заранее установленной согласно максимальному времени восстановления запирающих свойств данных тиристоров, длительности н Формирователе 7 длительности импульсов, которые заводятся в распре" делительные зоны счетчика 3, соот-.ветствующие началам соответствующих фазных проводимостей. НО трИГГЕры Р 8-13 триггеры задержки ) изменяют свой выходкой сигнал ( устанавливаются в 1 ) не сразу после изменения входного сигнала Р сигналы с соответствующих датчиков состояния вентилей, свидетельствующие об отсутствии тока в выходящей из работы груп1029386 1.7 1.2 пы 1, а только с приходом соответствующих сформированных по длительности импульсов на вход С ( фиг. 2 в ) по их заднему фронту. Если разрешающего сигнала на вход 1) не поступит (отсутствие тока ) триггер с приходом 5 импульса на вход С не переключится.Сброс триггеров типа Р 8-13 окончание разрешающих зонвключения тиристоров )-происходит по заднему фронту пульсов со схем И 20-25 по выхо- )О дам к.Улучшение формы выходного напряжения, уменьшение искажений питающей сети, повышение энергетических показателей установки, а именно коэффи циента мощности, возможность оперативного регулирования бестоковой паузы во всех каналах одновременно ив широких пределах достигается засчет одноканального формирования бестоковой паузы в системе раздельногоуправления что обеспечивает одинаковую величину ее и постояннство вдиапазоне температур при симметричной форме выходного напряжения иминимальных гармонических составляющих в питающей сети посредством структурного изменения в построении устройства управления. Такое изменениепозволяет максимально испольэоватьвозможности интегральных микросхеми уменьшает их количество по сравнению с базовым.Фил П фПатент", г. Ужгород, ул. Проектная,Тираж 687 И Государственного ком делам иэобретений и от Москва, Ж, Раушска Подписноеета СССРытийнаб д. 4/5