Устройство для импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 0% (11) зац Н 02 Р 13/16 3 й ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Фие. 7 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(72) А.М.Водовозов н И.В.Смирнов (7 1) Вологодский политехнический институт(56) 1. Авторское свющетельство СССР У 826551, кл. Н 02 Р 13/16, 19812. Авторское свидетельство СССР У 877788, кл, Н 02 Р 13/16, 1981, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНО- ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее подключенный к сети блок синхронизации с тремя выходами, первый выход которого соединен с управляющим входом распределителя импульсов, преобразователь напряжение " частота, счетчик импульсов, вход установки в "0" которого соединен с третьим выходом блока синхронизации, разрядные выходы соединены с входом первого числа блока сравнения, вход второго чис ла которого соединен -С йсточником сигнала задания, а выход - с информа. ционным входом распределителя импуль сов, о.т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности управления преобразователем, оно снабжено выпрямителем, триггером и двумя элементами И, причем входы триггера соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока синхронизации, инверсный выход триггера соединен с первым входом первого, элемента И, выход которого соединен ссуммирующим входом счетчика, .прямой выход триггера соединен со знаковым разрядом входа первого Р числа блока сравнения и первым вхо. дом второго элемента И, выход которого соединен с вычитающим входом счетчика, вход выпрямителя подсоединен к сети, а его выход через преобразователь напряжение - частота соединен с вторыми входами эле- рвы ментов И.Фаей30 Однако наличие в цифровой схеме аналогового элемента (функционального преобразователя напряжения) ограничивает точностные характеристики устройства, существенно снижает его температурную и временную стабильность. Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может бытьиспользовано при построении цифровых систем управления тиристорнымипреобразователями.Известно устройство импульснофазового управления тиристорнымпреобразователем, содержащее блок синхронизации, триггер, элемент И, гене Оратор опорной частоты, генератор косинусоидальной функции, состоящий извременного распределителя, элемента ИЛИ и вычитающего счетчика, блоксравнения, элемент задержки и формирователь импульсов. Устройство обеспечивает линейную зависимость междусигналом управления и выходным напряжением тиристорного преобразователя 1 3. 20Недостатками устройства являютсясложность, вызванная сложностью схемы и большим аппаратурным объемомгенератора косинусоидальной функции,а также изменение коэффициента передачи системы устройство управлениятиристорный преобразователь при колебаниях напряжения сети.Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности являетсяустройство для импульсно-фазовогоуправления тиристорным преобразователем, содержащее подключенный к сети блок синхронизации с тремя выходами, первый выход которого соединенс управляющим входом распределителяимпульсов, преобразователь напряжение - частота, счетчик импульсов,вход установки нуля которого соединен с третьим выходом блока синхронизации, разрядные выходы соединеныс входом первого числа блока сравнения, вход второго числа которогосоединен с источником сигнала задания, а выход - с информационным входом распределителя импульсов, Устройство обеспечивает стабильную линейную зависимость между сигналомуправления и выходным напряжениемпреобразователя при колебаниях на 50пряжения сети 1.2 3,Целью изобретения является повышение точности управления преобразователем.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабжено выпрямителем, триггером и двумя элементами И, причем входы триггера соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока синхронизации,инверсный выход триггера соединенс пеРвым входом первого элемента И,выход которого соединен с суммирующим входом счетчика, прямой выходтриггера соединен со знаковым разрядом входа первого числа блока сравнения и первым входом второго элемента И, выход которого соедйнен с вычитающим входом счетчика, рход выпрямителя подсоединен к сети, а его выходчерез преобразователь напряжениечастота соединен с вторыми входамиэлементов И,На фиг. 1 изображена структурнаясхема предлагаемого устройства; наФиг. 2 - структурная схема бЛока синхронизации". на фиг, 3 - временныедиаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство состоит из блока 1 синхронизации с тремя выходами, выпрямителя 2, триггера 3, преобразователянапряжение - частота 4, элементов И 5 и 6, счетчика 7, блока 8сравнения и распределителя 9 импульсов.Блок синхронизации (фиг, 2) состоит из формирователей 10-12 импульсов и дифференцирующего блока 13,Вход блока 1 синхронизации и входвыпрямителя 2 подключены к питающейсети Ц , первый и второй входы триггера 3 подключены к второму и третьему выходу блока 1 синхронизации,выход выпрямителя 2 через преобразователь напряжение - частота 4соединен с вторыми входами элементов И 5 и 6, первые входы которыхподключены соответствено к инверсному и прямому выходам триггера 3,выход первого элемента И 5 соединен с суммирующим входом счетчика 7выход второго элемента И 6 соединен с вычитающим входом счетчика 7,разрядные выходы счетчика 7 соединены с входами первого числа блока 8 сравнения, знаковый разрядпервого числа блока 8 сравнения под.ключен к прямому выходу триггера 3,вход второго числа блока 8 сравне11020ния соединен с источником сигнала задания М ., выход блока 8 сравнения соединен с информационным входом распределителя 9 импульсов, управляющий вход которого подключен к 5 первому выходу блока 1 синхронизации, вход установки в "0" счетчи. ка 7 импульсов соединен с третьим выходом блока 1 синхронизации.Входы формирователей 10 и 11 им о ,пульсов и вход дифференцирующего блока 13 объединены и являются входом блока синхронизации, Вход формирователя 12 импульсов подсоединен к выходу дифференцирующего устройст ва 13. Выходы формирователей 10-12 импульсов, являются соответственно первым, вторым и третьим выходом блока синхронизации.Устройство работает следующим 20 образом.Напряжение сети Ц с (фиг. 3) поступает на вход блока 1 синхронизации и выпрямителя 2. В блоке синхронизации формирователь 10 импульсов форми рует сигнал о( (фиг. 3), единичное значение которого соответствует положительной полуволне напряжения сети цс, формирователь 11 импульсов формирует короткие импульсы Ъ в мо- ЗО менты равенства нулю сетевого напряжения Ц , формирователь 12 импульсов совместно с дифференцирующим блоком 13 формирует последовательность коротких импульсов с, сдвинутых относительно импульсовна угол Я/2. При этом дифференцирующий блок 13 осуществляет сдвиг по фазе синусоидального напряжения ц на угол Я/2, а формирователь 12 импульсов форми О рует короткие импульсы в моменты перехода через нуль выходного сигнала дифференцирующего блока 13. Триггер 3 управляется импульсами Ь и с, поступающими с блока синхронизации. 45 С приходом импульса устанавливается сигнал логической единицы на прямом выходе триггера: Я=1, в момент прихода импульса с триггер устанавливается в противоположное состояние:Я=1. Сигнал Ц (с) с выхода выпрямите 3ля 2 поступает на вход преобразователя "напряжение - частота" ц; Часто та сигнала Г(с) на выходе последнего пропорциональна напряжению ц 1(с) 1й(С) =Кц,1(С) =Кц,/з 1 пМС/,10 4где К - коэффициент передачи преобразователя напряжение - частота;ц - амплитуда напряжения сети;иУ - угловая частота напряжениясети.Сигнал Г(С) через логические элементы И 5 и Ь проходит на суммирующий или на вычитающий вход реверсивного счетчика 7Вход установки в "0" счетчика 7 связан с третьим выходом блока 1 синхронизации, В момент появления импульса с счетчик обнуляется, Одновременно на триггере 3 устанавливается сигнал Я=1, открывается элемент И 5, и сигнал Г(С) поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 7. С течением времени в счетчике накапливается числосс(= (Чф=, И 1(7/2 о ИшВ формуле отсчет времени ведется от момента перехода сигнала ц через. нуль, поэтому нижний предел интегрирования соответствует четверти перио.д да сетевого напряжения, т.е. в каждом полупериоде с момента появления сигнала с до момента появления сигнала Ь имеемКцоИ (С)= -- совой; - (С( -С ФКцоВ конце полупериода И (С)= в в , импульс 1 о устанавливает триггер 3 в состояние "Я=1", логический элемент И 5 запирается, элемент И 6 открывается и пропускает импульсы сигнала Г(с) на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Число, записанное в счетчике, уменьшаетсяКЦ , КЦОН И) = --КЦ /Ьж/ас= - -М,соОК моменту прихода следующего импульса с :С=и/2 ц 3, Ис(с) =О. Далее цикл повторяется.В результате, в любой момент времени С с начала полупериодаБ (С) =- в /созе/Кцос мВ блоке 8 сравнения сравнивается код счетчика Б (С) с кодом сигнала задания Нз, Код задания М имеет знаковый разряд и может принимать как положительные, так и отрицательные значения. На знаковый вход первого числа блока 8 сравнения поступает сигнал Я с прямого выхода триггера 3.1 О 15 Поэтомч пои 0 Ы л/2 ш число И (с), записанное в счетчике 7, воспринимается в блоке сравнения как положительное, а при /2 1 / - как отрицательное. Т. е. в любой момент времени Н И)=-"- соз й сравнение чисел происК 0ходит с учетом знаков. В момент равенства М(й) Я на выходе блока 8 сравнения формируется импульс я. Распределитель 9 импульсов распределяет импульсы я по двум каналам управления тиристорами преобразователями в соответствии со значением сигнала Ь,. поступающего с первого выхода блока синхронизации в"ал; в,-злаУгол управления преобразователем определяется выражением-агссов( )йбзФ Зависимость обеспечивает линейную характеристику тиристорного преобразователя и стабильность коэффициента передачи при изменении напряжения сети ПИмпульсы с, поступающие с блока синхронизации на вход установки в "0" счетчика 7, защищают систему управления преобразователем от случайных сбоев и исключают погрешность от накопления ошибок интегрирования.Таким образом, предлагаемое устройство для импульсно-фазового управления тиристорным преобразователем работает аналогично известному устройству, однако в отличие от него не содержит функционального преобразователя напряжения, в результате чего повышается стабильность характеристик и точность управления преобразователем.1102010 Составитель В.Бунаедактор Т,Кугрьппева Техред М. Куэьма кто акаэ 4780/42ВН 6 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проект Т ИИПИ Госуда по дела Иосква, Ж