Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты с широтноимпульсным регулированием

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТ ИЧЕСНИРЕСПУБЛИН 09) 4 Н ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ о ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовых и полупроводниковых устройств(56) Авторское свидетельство СССРФ 534843, кл, Н 02 М 5/42, 1969(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМЧАСТОТЫ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности работы, что обеспечивается путем ограничения минимальных и максимальных углов регулирования.Устройство содержит блок 5 частотныхреле, подключенный к логическому переключателю 6 и генератору 8 треугольного напряжения, компаратор 24 и блок12 задержки, элементы ИЛИ-НЕ 17, 18,блок 19 одновибраторов, триггер 23,распределитель 4, задающий генератор1, делитель частоты 2, пересчетнуюсхему 3. Введение в устройство формирователя импульсов 13, 14, второгологического переключателя 7, элемента 15 и элемента НЕ 16 позволяет приизменении числа импульсов в кривойвыходного напряжения при треугольномразвертывающем напряжении надежноограничить углы управления, что ведетк повышению надежности работы устройства, 2 ил, 141901Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления трехфазным преобразователем частоты с прямоугольной широтно 5 импульсной модуляцией выходного напряжения,Цель изобретения - повышение надежности работы ипвертора путем ограничения минимальжгх и максимальных 10 углов регулирования при треугольном развертывающем напряжении.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления трехфазным тиристорным преобразова телем частоты с широтно-импульсным регулированием; на фиг. 2 - диаграммы работы.Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, 20 делитель 2 частоты, пересчетный узел 3, распределитель 4 импульсов, блок 5 частотных реле, выход которого соединен с первыми входами первого 6 и второго 7 логических переключа телей, генератор 8 треугольного напряжения, который состоит из усилителя 9 с управляемым коэффициентом усиления, интегратора 10 и порогового 30элемента 11, блок 12 задержки, первый 13 и второй 14 формирователи импульсов, элемент И 15, элемент НЕ 16, через который выход первого логического переключателя 6 подсоединяется к первому входу элемента И 15, первый 17 и второй 18 элементы.,ИЛИ-НЕ, блок 19 одновибраторов, состоящий из первого 20 и второго 21 одновибраторов и элемента НЕ 22, ВБ-триггер 23, ком- щ паратор 24, первый вход которого подсоединен к выходу интегратора 10, а выход соединяется с вторым входом элемента 17. При этом задающее уровень выходного напряжения автономного инвертора напряжение П,1 подсоединяется к второму входу компаратора 24, задающее уровень выходной частоты автономного инвертора напряжение П подсоединено к входам задающего генератора 1, блока 5, генератора 8, выход делителя 2 подсоединен к вторым входам логических переключателей 6 и 7, выход первого логического переключателя 6 через первый формирова 55 тель 13 импульсов и элементы 1 и 18 подсоединен к входу блока 19, выход второго переключателячерез элемент 15, второй формирователь 14 импульсов подсоединен к второму входувторого элемента 18,На диаграммах работы узлов устройства для управления трехфазным преобразователем частоты (фиг, 2) обозначены: а - выходные импульсы задающего генератора 1; б - выходные импульсы второго логического переключателя 7 при коэффициенте деления=6делителя 2; в - выходные импульс 3первого логического переключателя 6при коэффициенте деления К=12 делителя 2; г - выходной сигнал элемента 16; д - выходной сигнал элемента15; е - импульсы, сформированныепервым формирователем 13 импульсов,длительность которых определяет уголограничения управления снизу с,ж - импульсы, сформированные вторымформирователем 14 импульсов, длительность которых определяет угол ограничения управления "сверху" о ос , зимпульсы, Сформированные блоком 12,которые определяют момент возврата висходное состояние элемента 10; и -треугольное напряжение на выходе интегратора 10 с наложенным напряжением управления скважностью модулирующих импульсов; к, л - прямые и инверсные выходные импульсы НС-триггера 23 М и М, длительность и количест"во которых (чаще всего в серединеинтервала 180 длительностью 60выходной частоты) определяют величину выходного напряжения автономногоинвертора; м, н - выходные импульсы,например, фаз +А, +В распределителя 4 при работе автономного инвертора в трехимпульсном режиме (3 - количество импульсов на протяжении периода 180 выходного линейного напряжения автономного инвертора).Блок 5 представляет собой рядтриггеров Дмитта с логикой ИЛИ двухпороговых компараторов, устанавливающихся в состояние по выходув определенной зоне входного напряжения 1.1, соответствующего определенному поддиапазону частот выходного напряжения . Так например, выходной диапазон автономного инвертора1-50 Гц с точки зрения оптимальногогармонического состава выходного напряжения и ограниченных частотныхвозможностей тиристоров разбиваетсяна поддиапазоны 1 - 15, 15-30, 30-40 и40-50 Гц (соответственно Т-Т 7 поддиапазоны) с количеством дополнитель01 4Импульсы задающего генератора 1,частота которых в 72 раза превышаетвыходную частоту и пропорциональнауправляющему напряжению 11, подаютсяна делитель 2, который вь 4 ает импуль"сы с коэффициентами деления К=6,12(фиг. 2 б, в) для данного частногослучая трехимпульсного режима, Обычно частотный диапазон автономного инвертора разбит на несколько поддиапазонов по количеству дополнительныхимпульсов коммутации меняющейся длительности в середине интервала 180одлительностью 60 выходной частоты итогда с делителя 2 частоты снимаютсяимпульсы с большим набором коэффициентов деления,С делителя 2 импульсы с К=6 проходят на второй логический переключатель 7, а с К=12 - на первый логический переключатель 6, На схемы 7 и 6,на другие соответствующие входы подается при работе на поддиапазоне 17разрешающий сигнал с блока 5, На выходах логических переключателей 7 иб образуются, таким образом, несущиесигналы, частоты которых отличаютсяв 2 раза. Элементом 16 импульсы логического переключателя 6 инвертируются(фиг. 2 г) и подаются на элемент 15,куда приходят и импульсы второго логического переключателя 7. В результате на выходе элемента 15 образуют-;ся импульсы, смещенные на полпериода(фиг, 2 д) относительно импульсов первого логического переключателя 6.По переднему фронту импульсов элемента 15 вторым формирователем 14импульсов образуются расширенные импульсы (фиг, 2 ж), длительность которых определяет максимальный угол ограничения ЫПо переднему фронтуузких импульсов первого логического. переключателя 6 первым формирователем13 импульсов образуются расширенныеимпульсы (фиг, 2 е), длительность которых определяет минимальный уголограничения ощц. Генератор 8 формирует пропорционально входному напряжению 11 треугольное развертывающеенапряжение, синхронизированное сбрасывающими интегратор 10 в исходноесостояние задержанными блоком 12(фиг. 2 з) импульсами первого логического переключателя 6, Ввиду разного коэффициента перекрытия по под. диапазонам частот и их величин, различного числа дополнительных коммуПересчетный узел 3 представляет собой распределитель импульсов на б с импульсами длительностью 60 эл.град. выходной частоты,Задающий генератор 1 представляет собой преобразователь напряжение - частота и может быть выполнен по структуре с переменной знака интегрирования.Устройство работает следующим образом. 3 14119ных коммутаций на интервале 60 О соответственно 6,3,2,1,Для упрощения рассматривается 17поддиапазон с одной дополнительнойкоммутацией на интервале 60 притреугольном развертывающем напряжении, Тогда блок 5 представляет собойчетыре триггера Шмитта с выходной логикой, поочередно включающихся припрохождении частотного диапазонаснизу-вверх (пуск) и сверху вниз(торможение). Первый 6 и второй 7логические переключатели представляют собой по четыре (для четырех под-, 15диапазонов) элемента совпадения, напервые входы которых подаются разрешающие сигналы с блока 5, а на вторые - несущие частоты с делителя 2,причем несущие частоты, подаваемыена второй логический переключатель7, должны быть в 2 раза выше несущихчастот, соответствующих данному поддиапазону первого логического переключателя б, Для случая поддиапазона1 Ч выходная несущая частота логического переключателя 7 должна быть в6 раз меньше, частоты задающего генератора 1, а выходная частота логического переключателя б - в 12 раз мень- З 0ше частоты задающего генератора 1.(фиг. 2 б)Пороговый элемент 11 представляетсобой два компаратора напряжения, изменяющих направление интегрированияинтегратора. Блок 19 состоит из одинаковых одновибраторов 20 и 21, формирующих на выходе узкие импульсы попереднему фронту входных импульсов.Так как на входе второго одновибрато-ра 21 стоит элемент НЕ 22, то блок19 формирует на своих двух выходахзапускающие узкие импульсы для ВБтриггера 23 по переднему (для входаВ) и по заднему (для входа Б)фронтам 45выходных модулирующих.импульсов элемента 18,5 141901 6 5 1 О 15 20 35 45 50 55 таций на интервале 60 выходной частоты усилитель 9 имеет на входе различные величины весовых сопротивлений, коммутируемых разрешающими уровнями с блока 5 и выбранными так, что бы синхронизирующий импульс с блока12 приходил в момент равенства нулювыходного напряжения интегратора 10,Блок 12 задерживает импульсы ло, гического переключателя 6 на половину длительности импульса (и формирует короткий импульс (при необходимости), достаточный для приведенияв исходное состояние (обнуление) интегратора 10. В момент равенства треугольного напряжения интегратора 10(фиг. 2 и) управляющему, напряжениюц компаратор 24 меняет свое состояние и его выходные импульсы, логически складываясь с сигналом с(,1 ц вэлементе ИЛИ-НЕ 17 и с сигналом с( С 1,в элементе ИЛИ-НЕ 18, подаются насхему запуска триггера,Узкие импульсы по переднему и заднему фронтам схемы ИЛИ 18 запускаютВБ-триггер 23 по входам В и Б соответственно. ВБ-триггер 23 перекидывается за период треугольного напряжения дважды, формируя сигналы М иМ (фиг2 и, л). Кроме того, на входную логику В и Б ВБ-триггера 23 по: даются еще различные вспомогательныесигналы, например "Останов", "Внеш 11нее импульсное ограничение и т.д.,обеспечивающие надежное функционирование системы управления инвертором.При предельных значениях напряженияблизких к нулю или близких к мак,симуму (фиг. 2 и, к, л) амплитуда треугольного напряжения, когда компаратор образует на выходе импульсы, меньше по длительности чем мц или амин за счет заведения на схемы ИЛИНЕ 17 и 18 импульсов о(мщ на входе блока запуска все равно образуются сигналы,.ограниченные длитЕЛЬНОСтЯМИ с(,Р, ОМа Кс 1По переднему фронту выходного сигнала схемы ИЛИ"НЕ 18 первый одновибратор 20 образует узкий импульс, перекидывающий ВБ-триггер 23 в состояние "0", образуя сигнал "1".на выходе М(фиг. 2 л). По заднему фронту выходного сигнала схемы ИЛИ-НЕ 18 черезэлемент 22 и второй одновибратор 21по входу Б ВБ-триггер 23 перекидывается в состояние "0", бразуя сигнал"1" на выходе М (фиг. 2 к). Выходные сигналы делителя 2 частоты с коэффициентом деления К=2 поступают на пересчетный узел 3, В распределителе 4 импульсов происходит логическое суммирование и умножение модулирующих (М и М) и распределительных (РИ 1-РИ 6) сигналов с целью образования шестифазной системы управляющих импульсов для автономного инвертора,Таким образом, предлагаемое устройство позволяет повысить надежность работы иннертора путем ограничения минимальных и максимальных углов регулирования при треугольном развертывающем напряжении, при улучшенном гармоническом составе выходного напряжения по диапазону частот антоном- ного инвертора с обеспечением регулирования выходного напряжения в широких пределах. Формула изобретенияУстройстно для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты с широтно-импульсным регули" .рованием, содержащее генератор треугольного напряжения, выходом соединенный .с первым входом компаратора напряжения, блок задержки, элементы ИЛИ-НЕ, последонательно соединенные блок одновибраторов, ВБ-триггер и распределитель импульсов, а также последовательно соединенные задающий генератор, делитель частоты, пересчетный узел, подсоединенный к распределяющим входам распределителя импульсов, ныход блока частотных рейесоединен с первым управляющим входомгенератора треугольного напряжений,управляющим входом первого логического переключателя, информационныйвход которого соединен с выходом делителя частоты, при этом входы задающего генератора блока частотных реле и генератора треугольного напряжения предназначены для соединенияс источником сигнала задания частоты, второй вход компаратора предназначен для подключения к источникусигнала управления, выходы распределителя импульсов предназначены дляподключения к управляющим входам тиристорон преобразователя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы инвертора путем ограничения минимальных и максимальных углов регулирования при треугольном развертывающем напряжеФи 8.Составитель С,Лузановедактор Н,Тупица Техред И.Дидык ректор В Тираж 665ВНЯЛИ Государствпо делам изобре3035, 11 осква, Жодписно Заказ 3667/52 итета СССкрытийнаб., д,нного к ении и Раушск одственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ;л, Проектн Про нии, оно снабжено двумя формирователями импульсов, вторым логическимпереключателем, элементом НЕ, элементом И, причем выход компаратора черезпоследовательно соединенные первыевходы элементов ИЛИ-НЕ соединен свходом блока одновибраторов, выходпервого логического переключателясоединен с входом элемента НЕ, входами блока задержки и первого формирователя импульсов, выход блока задержки соединен с входом синхронизации генератора треугольного напряже 11901 8ния, выход первого формирователя импульсов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ-НЕ, первый входвторого логического переключателя5соединен.с выходом делителя частоты,второй вход - с выходом блока частотных реле, а выход соединен через последовательно соединенные первыйвход элемента И, второй формирователь импульсов с вторым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, выход элементаНЕ соединен с вторым входом элемента И,