Устройство для управления углом отпирания вентилей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИДЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А с 51) 4 Н 0 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ ЕТЕЛЬСТВ азе А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Авторское свидетельство СССРУ 1192062, кл. Н 02 Р -13/16, 1984.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ УГЛОМОТПИРАНИЯ ВЕНТИЛЕЙ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляуправления преобразователями переменного тока. Целью изобретения является повышение надежности. В случае,если угол управления равен 120 эл,града включение вентилей 1 не происходит,управление передается датчику 7 нуле131918 вого значения напряжения предшествующей Фазы. Ток в фазе отсутствует, наВыходе оптодиодной пары 1 1 Формируется сигнал логической единицы, поступающий на вход инвертора 12 и элемента И-НЕ 20. Счетчик 3 обнуляется итриггер 15 подготавливается к переключению. При достижении напряжениемфазы А нулевого значения на выходе 1элемента И-НЕ 20 появляется логический нуль, что приводит к появлениюна выходе ключа 4 сигнала логической единицы и включению одного из вентилей 1. Введение датчика 7 нулевогозначения напряжения и элемента ИЛИ бпозволяет ограничить максимальный угол управления вентилями, 1 ил.Изобретение относится к электротехнике, может бытьиспользованодля управления одно- и многофазнымипреобразователями переменного токаи является усовершенствованием уст". 5ройства по авт. св. 9 1192062,Целью изобретения является повышение надежности путем ограничениямаксимального угла управления вентилями.10На чертеже представлена Функциональная схема предлагаемого устройства.Устройство для управления угломотпирания вентилей 1 содержит нуль 15орган 2, подключенный последовательно с вентилями 1, выход которогоподключен к установочному входу счетчика 3 тактовых импульсов и к управляющему входу трехвходового ключа 4,информационные входы которого подключены к выходам порогового элемента 5 и элемента И 6, реализующегофункцию ИЛИ, входы которого подклю 25чены к датчику 7 нулевого значениянапряжения последующей фазы и счетчику 3, счетный вход которого подключен к выходу генератора 8 тактовыхимпульсов, вход которого вместе свходом порогового элемента 5 лодклю 30чен к источнику 9 управляющего сигнала. Нуль-орган 2 выполнен на трансФорматоре 10 тока, вторичная обмотка которого через выпрямитель и оптодиодную пару 11 подключена к инвертору 12.Трехвходовый ключ 4 выполнен на.инверторе 13, вход которого образуетуправляющий вход ключа 4, элементеИ-НЕ 14, один из входов которого под ключен к выходу инвертора 13, а другой образует первый информационный вход ключа 4 и КБ-триггера 15 на элементах И-НЕ 16 н 17, К-вход которого подключен к выходу инвертора 13, первый Б 1-вход подключен к выходу элемента И-НЕ 14, а второй 82-вход, являющийся вторым ичформационным входом ключа 4, подключен к выходу элемента И б (управление нулевыми сиг"налами для которого реализует Функцию ИЛИ), один иэ входов которого подключен к выходу счетчика 3, а другой - к выходу датчика 7 нулевого значения напряжения последующей Фазы.Датчик 7 нулевого значения напряжения последующей фазы выполнен на трансформаторе 18, вторичная обмотка которого через выпрямитель и оптодиодную пару 19 подключена к одному из входов элемента И-НЕ 20, второй вход которого подключен к выходу оптодиодной пары 11 нуль-органа,2.Устройство работает следующим образом.При достижении напряжением какоилибо фазы питающей сети нулевого значения (например Фазы А) первичная обмотка трансформатора 18 датчика 7 нулевого значения напряжения (в фазе С) теряет питание, теряет питание и оптодиодная пара 19, что приводит к появлению на первом входе элемента И"НЕ 20 сигнала логической единицы, на втором входе элемента 20 также присутствует сигнал логической единицы, поскольку светодиод оптодиодной пары 11 также не имеет питания. На выходе элемента 20 появляется сигнал логического нуля, который попадает на3 13191 первый вход элемента И 6. Это приводит к появлению на втором информационном 82-входе ключа 4 и элементе И-НЕ 17 сигнала логического нуля, На инверсном выходе элемента И-НЕ 17 устанавливается сигнал логической единицы, что адекватно подаче импульса управления на вентильную группу 1. Как только происходит открытие любого вентиля 1 в фазе и по нагрузке те"Ю чет ток, вторичная обмотка трансформатора 10 оказывается под током, что приводит к подключению светодиода оптодиодной пары 11 в цепь вторичной обмотки трансформатора 10 тока. . 15На входе инвертора 12 нуль-органа 2 и элемента И-НЕ 20 датчика 7 нулевого значения напряжения одновременно устанавливается сигнал логического нуля. На выходе инвертора 12 ус танавливается логическая единица, которая одновременно попадает на установочный вход счетчика 3 и запирает его и управляющий вход ключа 4 (вход инвертора 13). Это равносильно появ лению на установочном К-входе ключа 4 сигнала логического нуля, а на первом 81 и втором 82 информаицонном входах того же ключа 4 - сигналов логической единицы, что приводит к 30 появлению на всех входах элемента И-НЕ 17 триггера 15 сигналов логической единицы, а это соответствует снятию управляющего импульса с группы вентилей 1. Указанное управление осу ществляется в случае, если угол управления вентилями равен или превосходит угол, равный 120 эл,град, Если сигнал от датчика 7 нулевого значения напряжения поступает на первый вход 40 элемента 6 раньше, чем аналогичный (нулевой), сигнал по цепочке источник 9 управляющего сигнала - управляемый генератор 8 тактовой частоты - счетчик 3 импульсов тактовой частоты поступает на второй вход элемента 6.При достижении током какой-либо фазы питающей сети (например Фазы С) нулевого значения запираются вентили 1 и вторичная обмотка трансформато ра 10 тока нуль-органа 2 обесточивается. Это приводит к потере питания светодиодом оптодиодной пары 11 и появлению сигнала логической единицы одновременно на входе инвертора 1255 нуль-органа 2 и элемента И-НЕ 20 датчика нулевого значения напряжения.На втором входе элемента И-НЕ 20 81 4присутствует сигнал логической единицы, что не изменяет сигнал логического нуля на выходе датчика 7 нулевого значения напряжения. Сигнал логического нуля одновременно попадает на управляющий вход ключа 4 (вход инвертора 13) и установочный К-вход счетчика 3, при этом на выходе инвертора 13 появляется сигнал логической единицы, а счетчик 3 тактовых импуль": сов обнуляется и с этого момента начинает заполняться импульсами управляемого генератора 8 тактовых им,пульсов. Сигнал логической единицы с выхода инвертора 13 попадает одновременно на вход элемента И-ЯЕ 14 и на К-вход триггера 15. На выходе элемента И-НЕ 14 и на 81-входе триггера 15 устанавливается сигнал логической единицы, поскольку с выхода порогового элемента 5 на первый информационный вход ключа 4 поступает сигнал логического нуля. Вввиду того что синхроимпульсом с нуль-органа 2 счетчик 3 обнуляется, на его инверсном выходе присутствует сигнал логической единицы, который поступает на первый вход элемента И 6, на втором входе которого присутствует аналогичный сигнал, поступающий с выхода элемента И-НЕ 20 датчика 7 нулевого значения напряжения, Сигнал логической единицы поступает с выхода элемен. та И 6 на второй информационный вход ключа 4 (на 82-вход триггера 15), поэтому КЯ-триггер 15 подготовлен к переключению и на его инверсном выходе (и входе ключа 4) присутствует сигнал логического нуля.При заполнении счетчика 3 импульсами генератора 8 на его инверсном выходе появляется сигнал логического нуля, который, попадая на второй вход элемента И 6, остается неизменным (нулевым) на его выходе, поэтому, попадая на 82-вход триггера 15, переключает его, выдавая тем самым на выходе ключа 4 сигнал логической единицы, из которого Формируется импульс управления одним из вентилей 1,Включение одного из вентилей 1 вызывает включение оптодиодной пары 11 и появление на входе инвертора 12 и на втором входе элемента И-НЕ 20 сигнала логического нуля. Это приводит к появлению сигнала логической единицы на управляющем входе ключа 4 и установочном К-входе счетчика 3.81 6углами управления), то на его выходепоявляется сигнал логической единицы, Если это происходит при закрытыхвентилях 1, то и на втором входе элемента И-НЕ 14 присутствует сигналлогической единицы. Это вызываетпоявление сигнала логического нуляна 81-входе триггера 15 и его переключение, На выходе ключа 4 появляется сигнал логической единицы, формирующий управляющий импульс вентилей 1. Сигнал с выхода счетчика 3после его заполнения проходит позжеи только подтверждает логическую единицу на выходе ключа 4. Сигнал логического нуля с выхода датчика нуле"вого значения напряжения может попасть на Б 2-вход ключа 4 еще позжеи также подтверждает единичное сос"тояние на выходе ключа 4, если включение вентилей 1 еще не произошло.Если включение вентилей 1 к этомувремени произошло, то сигнал логического нуля датчика нулевого значениянапряжения блокируется логическимнулем оптодиодной пары 11, В этомслучае сигнал нуль-органа 2 переключает КБ-триггер 15 в первоначальное состояние и снимает сигнал управления с вентилей 15 13191 На выходе инвертора 13 появляется сигнал логического нуля, который поступает на К-вход триггера 15, вызывая его переключение, так как на его 81- и 82-входах присутствуют сигналы логической единицы. Происходит снятие сигнала управления с управляющих электродов вентилей 1. С некоторым сдвигом во времени напряжение в фазе А достигает нулевого значения, первичная обмотка трансформатора 18 и оптодиодная пара 19 теряют питание, что приводит к появлению на первом входе элемента И-НЕ 20 сигнала логической единицы, однако не приводит к изменению сигнала на выходе этого элемента, так как на втором его входе присутствует сигнал логического нуля, поступающий с выхода оптодиодной пары 11 нуль-органа 2. Через 20 полпериода тока питающей сети весь цикл повторяется снова.Таким образом происходит работа устройства с фазовым углом управления, не превышающим 120 эл.град. В случае, 25 если угол управления вентилями 1 становится равным 120 эл.град., а включение вентилей 1 не происходит, управление передается датчику нулевого значения напряжения. При этом ток в 30 фазе отсутствует, поэтому теряют питание вторичная обмотка трансформатора 10 тока и оптодиодная пара 11 и на выходе последней формируется сигнал логической единицы, который 35 одновременно поступает на вход инвертора 12 и элемента И-НЕ 20. Выходным сигналом инвертора 12 обнуляется счетчик 3 и подготавливается к переключению КЯ-триггер 15. Однако появ ление сигнала логического нуля на инверсном выходе счетчика 3 задерживается, При этом по достижении напряжением фазы А нулевого значения на первом входе элемента И-НЕ 20 появля ется логическая единица,что приводит к появлению на его выходе логического нуля, который, попадая беэ изме." нения на второй информационный 82- вход ключа 4, приводит к появлению 50 на выходе ключа 4 сигнала логической единицы и включению одного из венти" лей 1.В случае, когда значение сигнала от источника 9 управляющего сигнала 55 превышает порог срабатывания порогового элемента 5 (этот режим наблюдается при работе устройства с малыми При снижении уровня сигнала источника 9 ниже порога срабатывания элемента 5 устройство вновь начинает работать с фазовым углом управления.Таким образом, введение элемента, реализующего функцию ИЛИ (в приведенном исполнении элемент И 6), и датчика нулевого значения напряжения в каждый канал управления с соответствующим его подключением позволяет повысить надежность работы устройства путем ограничения максимального угла управления вентилями, сохранив все преимущества принципа токовой синхронизации управляющих импульсов. Формула изобретения Устройство для управления углом отпирания вентилей по авт.св,Р 1192062, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем ограничения максимального угла управления вентилями, каждая фаза канала снабжена датчиком нулевого значения напряжения предшествующей фазы н элементом ИЛИ, причем выход7 1319 81 8счетчика тактовых импульсов подклю- вход элемента ИЛИ, второй вход коточен к второму информационному входу рого подключен к выходу датчика нуле" трехвходового ключа через первый вого значения напряжения.Составитель С, Станкевич Редактор И. Шулла Техред Н,Глущенко Корректор В. БутягаЗаказ 2524/51 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4