Устройство для управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 4 уц Н 02 М 7/04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(72) В.В. Шипицын, А.А. Новиков, В,А. Чижевский и В.И. Лузгин (71) Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова (53) 621.316.727(088,8)(56) 1. Деткин Л.П. Системы управления тиристорными и ионными электроприводами, М., "Информэлектро", 1970, с. 22, рис. 23.2, Авторское свидетельство СССР У 928609, кл. Н 02 Р 13/24, 1980. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ, содержащее синхронизатор, интегратор, выходом подключенный к одному их входов компаратора, два усилителя импульсов управления, питающие выводы которых предназначены для соединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, кроме того, пред назначен для связи через усилитель постоянного тока с регулирующимвходом компаратора, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы выпрями 801144177 теля в режимах прерывистого тока и малых токов нагрузки при глубоком регулировании мощности, оно снабжено формирователем коротких импульсов, счетным триггером, генератором тактовых импульсов и четырьмя логическими элементами 2 И-НЕ, причем выход синхронизатора подсоединен к счетному входу триггера и через формирователь коротких импульсов к обнуляющему входу интегратора, выходы триггера подключены ,к одному из входов двух логических элементов 2 И-НЕ, а другие входы этих же двух элементов объединены и подключены к выходу компаратора, выходы этих логических элементов соединены с одним из входов двух других элементов 2 И-НЕ, два оставйнеся входа которых объединены и, подключены к выходу генератора тактовых импульсов, выходы этих двух логических элементов 2 И-НЕ подключены к входам двух усилителей импульсов управления, выход одного из которых предназначен для подключения к управляющим переходам тиристоров анодной группы выпрямителя, а выход другого - к управляющим переходам тиристоров катодной группь1 11441Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразова-,тельной технике, и может быть использовано для фазового управлениявентилвными преобразователями.5Известно устройство для управления выпрямителем, состоящее из синхронизатора, генератора пилообразного напряжения, источника опорногонапряжения, нуль-органа, промежуточного формирователя импульсов, пересчетно-распределительного устройства и блока высокочастотного питания, реализующее одноканальный принцип управления 1 .Применение пересчетно-распределительного устройства усложняет систему управления выпрямителем и,следовательно приводит к снижениюнадежности ее работы,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук изобретению является устройстводля управления трехфазным выпрямителем преобразователя частоты, содержащее синхронизатор, интегратор,выходом подключенный к одному извходов компаратора, два усилителяимпульсов управления, питающие выводы которых предназначены для подсоединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, крометого, связан через усилитель постоянного тока с регулирующим входомкомпаратора 2 .Недостатком известного устройст- З 5ва является то, что при глубокомрегулировании мощности, напримерна 60 , на тиристоры выпрямителяподается один узкий импульс управления. Это приводит к снижению ус- фтойчивости работы силового выпрямителя при глубоком регулированиимощностиКроме того, при глубоком регулировании мощности нагрузка может 45потреблять ток, который близок илименьше тока удержания тиристороввыпрямителя. Любой из рассмотренныхрежимов работы может вызвать автоматическое запирание силового выпря" 5 Омителя.Целью изобретения является. повышение устойчивости работы выпрямителя в режимах прерывистого тока ималых токов нагрузки при глубоком 55регулировании мощности.Для достижения поставленной цели устройство для управления трех 77 2фазным выпрямителем преобразователя частоты, содержащее синхронизатор, интегратор, выходом подключенный к одному из входов компаратора.два усилителя импульсов управления,питающие выводы которых предназначены для подсоединения к выходным зажимам выпрямителя, а выход выпрямителя, крсме того, связан через усилитель постоянного тока с регулирующим входом компаратора, снабженоформирователем коротких импульсов,счетным триггером, генератором тактовых импульсов и четырьмя логическими элементами 2 И-НЕ, причем выходсинхронизатора подсоединен к счетному входу триггера и через формирователь коротких импульсов к обнуляющему входу интегратора, выходытриггера - к одному из входов двухлогических элементов 2 И-НЕ, а другие входы этих же двух элементовобъединены и связаны с выходом компаратора, выходы этих логическихэлементов соединены с одним из входов двух других элементов 2 И-НЕ,два оставшиеся входа которых объединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов,выходыэтих двух логических элементовподключены к входам двух усилителей импульсов управления, выхододного из которых предназначен дляподключения к,управляющим керехо"дам тиристоров анодной группы выпрямителя, а выход другого - к управляющим переходам тиристоров катодной группы,На фиг. 1 изображена блок-схемапредлагаемого устройства; нафиг. 2 - временные диаграшаа егоработц.Предлагаемое устройство содержит синхронизатор 1, выход которого соединен со счетным входом триггера 2 и через формирователь 3 коротких импульсов - с. обнуляющимвходом интегратора 4,.выходом подключенного к входу компаратора. 5.Выходы триггера соединены с однимиз входов двух логических элементов 6 и 7, реализующих функцию2 И-НЕ, а оставшиеся входы элементов 6 и 7 объединены и связаныс выходом компаратора. Выходы эле. -ментов б и 7 соединены с одним извходов других элементов 8 и 9 соответственно, оставшиеся два входакоторых объединены и подключены к3 1144 выходу неуправляемого генератора 10 тактовых импульсов.Выходы логических элементов 8 и 9 подсоединены к входам усилителей 11 и 12 импульсов управления соответственно, причем выход усилителя 11 связан с управляющими переходами тиристоров анодной группы силового выпрямителя 13, а выход усилителя 12. - с управляющими перехо дами тиристоров катодной группы выпрямителя 13, выход которого связан с шинами питания инвертора 14 и через усилитель 15 постоянного тока - с регулирующим входом компаратора. Кроме того, выход маломощного неуправляемого выпрямителя 16 связан с выходом силового управляемого выпрямителя 13, выход которого соединен с шинами питания импульсных усилителей 11 и 12. Предложенное устройство работает следующим образом.При подаче питающего напряжения (фиг. 2 ц) с выхода синхронизатора 1 на выход триггера 2 и Формирователя 3 коротких импульсов поступают импульсы прямоугольной формы с частотой, соответствующей частоте естественной коммутации вентилей, но сдвинутые относительно этого момента на 2-3 эл. град. (Фиг. 28). Этот угол необходим для обеспечения надежного регулирования угла зажигания вентилей выпрямителя 13 в диа - 35 пазоне 0-60 эл. град. Импульсы, поступающие с выхода синхронизатора 1 на счетный вход триггера 2, обуславливают работу последнего в режиме деления частоты. Временные диаграм мы напряжений на обоих выходах триггера 2 приведены на фиг. 21, 6, Из переднего фронта прямоугольных импульсов, поступающих с синхронизатора 1, формирователь 3 Формирует 45 короткие импульсы (фиг. 2 8), которые поступают на обнуляющий вход интегратора 4 и сбрасывают его показания в "0", после чего интегратор 4 начинает интегрировать вновь50 (Фиг. 2 е). Крутизна выходного напряжения интегратора 4 может меняться вручную потенциометром 17 (фиг. 1 и 2 е), Компаратор 5 сравнивает выходное напряжение интегратора 4 55 с уровнем опорного напряжения 08 на другом своем входе, который задается автоматически в режиме ста 177 4билизации выходного напряжения силового выпрямителя сигналом, поступающим с выхода усилителя 15 постоянного тока. Перевод из режима ручного регулирования выходного напряжения осуществляется. замыканием переключателя 18, который связывает выход усилителя 15 постоянного тока с регулирующим входом комнаратора 5.Пока величина Пна одном входе компаратора 5 превышает напряжение, поступающее с выхода интегратора 4 на другой вход, выходное напряжение компаратора 5 имеет положительную полярность (фиг. 2 м)., Когда уровень напряжения с выхода интегратора 4 превысит величину По, напряжение на выходе компаратора 5 изменяет свою полярность на противоположную (фиг. 2 ж). Выходное напряжение компаратора 5 поступает на объединенные входы логических элементов 6 и 7, два других входа которых связаны с выходами триггера 2; При совпадении на входах одного из логических элементов 6 и 7 напряжений положительной полярности, на выходе этого элемента сформируется напряжение логического "О" (фиг. 2, и), которое поступает на один из входов элементов 8 и 9, в результате чего на выходе одного из логических элементов 8 и 9 устанавливается высокий положительный уровень (Фиг. 2 к, л ). Таким образом, осуществляется запрет для прохождения импульсов, вырабатываемых генератором 10 тактовых импульсов, с входа одного из логических элементов 8 или 9, т.е, прекращается подача импульсов на соответствующий усилитель импульсов управления и, таким образом, снимаются импульсы с тиристоров анодной или катодной групп выпрямителя 13. Длительность запрета для подачи импульсов управления определяет величину угла регулирования силового выпрямителя 13. Такие импульсы с выхода формирователя 2 коротких импульсов поступают на обнуляющий вход интегратора 3 через каждые 60 О, что обуславливает время интег" рирования в том же диапазоне, следовательно, в зависимости от величины Уна регулирующем входе компаратора 5 или в зависимости/ Фи от крутизны выходного напряжения интегратора 4 угол регулирования силового выпрямителя 13 находится в диапазоне 0-60 эл. град.Достоинством предлагаемого уст ройства является то, что изменение угла регулирования выпрямителя осуществляется в одном общем канале, следовательно, исключается асимметрия отпирающих импульсов между дву 10 мя каналами предлагаемого устройства.Введение небольшого угла 23 эл. град. между передним фронтом прямоугольных импульсов, который 15 вырабатывает синхронизатор 1, и моментами естественной коммутации вентилей выпрямителя 13 приводит к тому, что на выходе усилителей 11 и 12 импульсов управления 20 (фиг. 2 к, л ) поступают серии импульсов, синхронизированные с моментами естественной коммутации тиристо.ров выпрямителя 13, причем в зависимости от необходимого угла зажигания тиристоров выпрямителя начала этих пачек сдвинуты на заданный угол относительно моментов естественной коммутации, а концы пачек отстоят на некоторый небольшой постоянный угол, который обеспечивает возможность регулирования и стабилизации выходного напряжения выпрямителя 13. Еще одним достоинством предлагаемого устройства является то, что на тиристоры выпрямителя подается широкая пачка импульсов, что особенно важно при больших углах,регулирования и малых токах нагрузки.Применение предлагаемого устройства обеспечивает повышенную устойчивость работы тиристорного трехфазного выпрямителя преобразователя частоты при малых коммутируемых токах и режиме прерывистого тока за счет наличия постоянно поступающих импульсов управления в течение всего времени горения тиристоров выпрямителя и широкой серии импульсов при больших углах регулирования выпрямителя.1144177 г.Г орректор О 2/43 Тираж 646 ВНИИПИ Государственного комитета Спо делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб. Заказ одписное