Устройство для управления реверсивным управляемым выпрямителем

"ффюд,фЯМОВг ЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ С(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский и технологичЕский институт силовых полупроводниковых устройств "ВНИИпреобразователь"(56) 1. Агрегаты тиристорные серии , АТ,АТР,АТВ,АТРВ. Каталог 05. 03, 28-73, ИнФормэлеКтро, 1973.2. Авторское свидетельство СССР У 525210, кл. Н 02 Р 13/16, 1974.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯРЕВЕРСИВНЫМ УПРАВЛЯЕМЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ,содержащее блок логики раздельного управления, источник сигнала управления, блок импульсно-фазового управления, каждый канал которого содержит последовательно соединенные ис,. точник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, первый вхо, сумматора, нуль-орган, первыйвход триггера и формирователь управляющих импульсов, подключенный к бесконтактным ключам, элемент ИЛИ, первыйвход которого подключен к выходусинхронизатора, выход - к второму входу триггера, второй вход сумматора подключен к выходу источника сигнала управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей при одновременном увеличении надежности в него введены два элемента И, 95 -триггер с элементами И на входах, формировагель импульса сброса, элемент ИЛИ-НЕ, каждый из вхоДов которого подключен к выходу формирователя уп" равляющих импульсов соответствующего . канала блока импульсно-Фазового уп-, равления, причем первые входы элементов И на входах 15 -триггера соединены с выходом элемента ИЛИ-НЕ,Ф вторые входы соответственно с первым и вторым входом блока логики раздельного управления, первые входы (фф элементов И соединены соответственно с первым и вторым выходами Р 95 -триггера, вторые входы - соответственно с первым ь вторым выходами блока логики раздельного управления, выходыэлементов И - с бесконтактными ключами, вход Формирователя импульса сброса соединен с выхо; дом сигнала бестоковой паузы блока логики раздельного управления, а его выход - с вторыми входами элементов ИЛИ каждого из каналов блока имульсно-Фазового управленияИзобретение относится к электротехнике, а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано в частности, для электро. приводов постоянного тока. 5Известно устройство для управления реверсивным управляемым выпрямителем, содержащее цва силовых комплек. та вентилей, блок логики раздельного управления, источник сигнала 10 управления, бесконтактные ключи и систему импульсно-фазового управления, содержащую в каждом канале источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган и элемент памяти И .Недостатком этого устройства является большое время бестоковой паузы при реверсе тока нагрузки, что сужает функциональные возможности управления.Наиболее близким к изобретению является устройство для управления реверсивным управляемым выпрямителем содержащее блок логики раздельного 25 управления,.источник сигнала управления, бесконтактные ключи и блок импульсно-фазового управления, содержащий источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган, триггер и элемент ИЛИ, вход триггера, на который подается сигнал, возвращающий его в исходное положение, подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход .которого подключен к: источнику синхрониаирующих импульсов, а второй вход - к выходу блока логики раздельного управления, на котором во время переключения силовых комп лектов существует логический сигнал "1". В этом устройстве максимальная величина бестоковой паузы определяется задержкой в блоке логики раздельного управления, необходи мой .для восстановления запирающих свойств вентилей, и дискретностью преобразователя 2 .Недостатком устройства является возможность формирования управляю щих импульсов с углами, соответствующими обратному .напряжению на вентилях. Переключение силовых комплек.тов вентилей сопровождается, измене" нием сигнала управления, которое 55 сравнивается нуль-органом с опорным напряжением. В этом случае в нескольких каналах системы импульсно-фазового управления опорное напряжение может превьппать сигнал управления, В момент переключения силовых комплектов вентилей формирование управляющих импульсов блокируется выходом блока логики раздельного управления, на котором при переключении присутствует логический сигнал "1". Однако при появлении сигнала разрешения на подачу управляющих импульсов на вентили одного из силовых комплектов вентилей происходит переключение триггеров в тех каналах, где опорное напряжение превышает сигнал управления,и, следовательно, формирование импульсов в этих каналах, Причем эти импульсы могут формироваться с углами управления, соответствующими обратному напряжению на вентилях, что приводит к выделению дополнительной мощности на вентилях из-за увеличения токов утечки и фактическому снижению класса вентилей.Дополнительное выделение мощности на вентилях приводит к ускоренному их "старению", а Следовательно, снижению надежности устройства в целом, Кроме того, необходимость создания запаса по напряжению вентилей (увеличение их класса) сужает диапазон возможного изменения питающего напряжения, что ограничивает функциональные возможности реверсивного управляемого выпрямителя.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей при одновременном увеличении надежности устройства.Поставленная цель достигается тем, что в реверсивный управляемый выпрямитель, содержащий два силовых комплекта вентилей, блок логики раздельного управления, источник сигнала управления и блокимпульсно-, фазового управления, ка 3 кдый канал которого содержит источник синхронизирующих импульсов, генератор опорного напряжения, нуль-орган, триггер, логический элемент ИЛИ, формирователь управляющих импульсов и бесконтактные ключи, дополнительно введены логический элемент ИЛИ-НЕ, каждый из входов которого Подключен к выходу фориибователя управляющих импульсов соответствующего какала блока импульсно- фазового управления, Р 5 -триггер с элементами И по К-и 5 -входам, причем новые; Р-и 5 -входы соедииены с выходом элемента ИЛИ-НЕ, а вторые Ц -и э - входы соответственно с первым и вторым выходами блока логики раздельного управления, два логических элемента И, первые входы ко торых соединены соответственно с первым и вторым выходами Рб -триггера, а вторые входы - соответственно с первым и вторым выходами блока логики раздельного управления, а выхо О ды элементов И - с бесконтактными ключами, вход формирователя импуль- са сброса соединен с третьим выходом блока логики раздельного управления, на котором на время пере ключения силовых комплектов существует логический сигнал "1", а его выход - с входами логических элементов ИЛИ каждого из каналов .блока им" пульсно-фазового управления, 20На чертеже представлена функциональная схема устройства.Устройство содержит источник 1 питающего напряжения, два силовых комплекта вентилей 2 и 3, блок 4 логики раздельного управления, источник 5 сигнала управления, систему импульсно-Фазового управления, содержащую Ф одинаковых каналов (6-1)-(6- в). Каждый канал содержит ЭО источник 7 синхронизирующих импульсов, генератор 8 опорного напряжения, вход которого соединен с выходом источника 7 синхронизирующих импульсов, нуль-орган 9, первый вход З 5 . которого соединен с выходом генератора 8 опорного напряжения, а второй " с выходом источника 5 сигнала управления, триггер 10, первый вход которого соединен.с выходом нуль-ор О гана 9, логический элемент ИЛИ 11, первый вход которого соединен с выходом источника 7 синхронизирующих импульсов, а выход - с вторым входом триггера 10, формирователь 12 уп равляющих импульсов, вход которого соединен с выходом триггера 10, а выход через бесконтактные ключи 13 и 14 - с силовыми комплектами вен. тилей аправлений проводимости "Впе ред" 2 и "Назад" 3. Устройство содержит также логический элемент ИЛИ-НЕ 15 входы которого соединены с.выходами формчрователей 12 управляющих импульсов, 15 -триггер 16 с элементами И 55 по 8- и 5 -входам, первые 2 " и Я -входы которого соединены с выходом логического элемента-ИЛИ-НЕ 15,а вторые Й- и б -входы - соответственно с первым и вторым входами блока 4 логики раздельного управления, логические элементы И 17 и 18 первые входы которых соединены соответственно.с первым и вторым выходами 85 -триггера 16, а вторые входы - соответственно с первым и вторым, выходами блока 4 логики раздельного управления, причем выходы логических элементов И 17 и 18 соединены с бесконтактными ключами 13 и 14 соот. ветственно, формирователь 1.9 импульса сброса, вход которого соединен с третьим выходом блока 4 логики раздельного управления, на котором во время переключения вентильных комплектов присутствует логический сигнал "1", а выход формирователя 19 импульса сброса - с вторыми входамилогических элементов ИЛИ 11 каналов системы импульсно-фазового управления.Устройство работает следующим образом (рассматривается работа одного из каналов системы импульсно-фазового управления, так как все канали идентичны).Источник 7 синхронизирующих импульсов Формирует однополярные прямоугольные импульсы, синхронизированные с сетью и следующие с частотой питающей сети. Положительный потенциал на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов соответствует логической "1", а нулевой - логическому, "О". При появлении сигнала,"О". на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов запускается генератор 8 опорногонапряжения, на выходе которого формируется монотонно возрастающее напряжение положительной полярности, В момент состояния "1" на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов генератор 8 опорного напряжения возвращается в исходное состояние, т,е.на выходе устанавливается.напряжение,равное нулю. Опорное напряжение и напряжение управления с выхода источника 5 сигнала управления сравниваются нуль-органом 9. В момент равенства опорного напряжения и напряжения управления нуль-орган 9 мгновенно изменяет свое состояние с 0 на "1". Если на выходе источника 7 синхронизирующих импульсов и формирователя 19 импульса сброса присут" ствует логический сигнал "О", то в20 момент изменения состояния нуль-органа триггер 10 переключается и наего выходе появляется логическийсигнал "1". При этом срабатываетформирователь 12 управляющих импуль.сов, и управляющий импульс черезодин из, бесконтактных ключей 3или .14 подается на вентиль соответетвующего силового комплекта вентилей2 или 3. Состояние бесконтактныхключей 13 и 14 определяется выходными сигналами логических элементовИ 17 и 18. Логический сигнал "1"на выходе этих элементов замыкаетсоответствующий бесконтактныйключ 13 или 14. Необходимость включения вентильного комплекта направления"Вперед" или "Назад" определяетсяналичием логического сигнала "1" напервом или втором выходах блока 4логики раздельного управления. Одновременное включение двух вентиль"ных комплектов, т.е. логическоесостояние "1" одновременно на первом и втором выходах блока 4 логики раздельного управления исключается. При необходимости переклю"чения силовых комплектов вентилейпосле отключения работавшего комплекта на первом и втором, выходах Жблока 4 логики раздельного управления устанавливаются логические сигналы "0" в течение времени, необходимого для восстановления запирающих .свойств вентилей. В это времяна третьем выходе блока 4 логикираздельного управления присутствуетлогический сигнал "1". По переднему Фронту этого сигнала Формирователь 19 импульса сброса формируетимпульс положительной полярностидлительностью, меньшей, чем время,необходимое для восстановления запирающих свойств вентилей. Еслилогический сигнал "1" на выходе бло ка раздельнбго управления 4 появляется в момент формирования управляющего импульса, то логическийсигнал "0" на выходе логическогоэлемента ИЛИ-НЕ 15 блокирует пере- уключение 5 -триггера 16, а следовательно, и замыкание соответствующего бесконтактного ключа 13 или 14.Появление сигнала ".1" на выходе ис"точника 7 синхронизирующих импуль 5 гсов, либо на выходе формирователя 19 импульса сброса приводит к появлениюсигнала "1" на выходе логическогоэлемента ИЛИ 11, возврату триггера 10 в исходное состояние и появлению на его выходе логического сиг"нала "О", т.е. схема подготавливается к выдаче нового импульса. При переключении силовых комплектов вентилей из-за изменения величины напряжения управления может оказаться,что опорное напряжение в несколькихканалах превышает напряжение управления, так как на выходе нуль-органа 9 в этих каналах присутствует логический сигнал "1". Пока на выходеформирователя 19 импульса сбросаприсутствует импульс сброса, переключение триггеров 10 в этих каналах блокируется импульсом сброса.Так как длительность импульса сбросаменьше времени, необходимого для восстановления запирающих свойств вентилей, т.е. времени, в течение которого оба бесконтактных ключа 13и 14 во всех каналах разомкнутыпри переключении,еще до окончанияпереключения заканчивается импульс1 сброса, перебрасываются триггеры 10в каналах, где опорное напряжениепревышает напряжение управления,и начинается формирование управляющих импульсов. Когда на первом иливтором выходах блока 4 логики раздельного управления появляется сигнал "1", то переключение 85 -триггера, а следовательно, и замыканиебесконтактных ключей 13 или 14 блокируется управляющим импульсом черезлогический элемент ИЛИ-НЕ 15. Таким образом, управляющий импульс,который сформирован при переключении суглом, соответствующим обратному напряжению на вентиле, непроходит на силовые комплекты 2 или 3.Величина максимальной бестоковойпаузы при этом не превышает дискретности преобразователя, Отсутствие режимов, при которых управляющие импульсы присутствуют на вентиле в моментприложения к нему обратного напряжения, позво,тяет снизить класс применяемых вентилей, что в свою очередь, позволяет расширить функциональные возможности реверсивного управляемого выпрямителя и одновременноувеличить надежность устройства.1127068 аж 666 Подписноственного комитета СССРетений и открытийЖ, Раушская наб., д. Заказ 8753/43 ТиВНИИПИ Госуда по делам изоб113035, Москв жгород, ул. Проектная Филиал ППП "Патент Составитель О.Парфеноваедактор Л.Веселовская Техред Т.Маточка . Корректор В.Гири