Устройство для синхронизации системы импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНРЕСПУБЛИН ЯО а 14 Н 02 М 1 11 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТ ПЬСТВУ ВТОРСКОМУ С в ми еГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРВТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Челябинский институт механизации и электрификации сельского хозяйства(56) Писарев А.Л., Деткин Н.Н. Упра ление тиристорными преобразователя М.: Энергия, 195, с. 143-165.Авторское свидетельство СССР У 1003293, кл. Н 02 Р 13/16, 1983.Быков Ю.Н, Непосредственный преобразователь частоты с автономным источником энергии. М.: Энергия, 1977, с. 144.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ СИСТЕМЫ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике в устройствах синхронизации систем импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями, питающимися от источника энергии ограниченной мощности, Целью изобретения является повьппение помехоустойчивости. Устройство синхронизации содержит последовательно включенные трансформатор 1синхронизации, нуль-органы 2, ВБтриггер 5 и дополнительно снабженоузлом 3 наличия полупериода сети идвумя элементами 2 И-НЕ 4. Узел 3 наличия полупериода сети состоит издвух интеграторов 6. входы которыхсвязаны с двумя равнополярными источ"никами опорного напряжения +Е, -Ес помощью коммутаторов 7 и 8, управляемых логическим блоком 8, соединен"ным с нуль-органами 2, а выходы интеграторов 6 подключены к последовательно соединенным компараторам 10и вторым входам элементов 4. Наличкедополнительных элементов запрещаетпрохождение сигналов перехода напряжения синхронизации через нулевоезначение, вызванное коммутационнымипроцессами в силовой цепи, что стабилизирует работу триггерного элемента и позволяет формировать на выходеустройства сигнал синхронизации, свободный от коммутационных помех. 4 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, а именно к устройствам синхронизации синхронных систем импульсно-фазового управления вентиль 5 ными преобразователями с естественной коммутацией тиристоров. Преимущественно устройство предназначено 3дпя работы от источника энергии ограниченной,мощности, характеризующегося существенной нестабильностью параметров выходного напряжения, и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями мобильных сельскохозяйственных агрегатов с автономным источником энергии.Цель изобретения - повышение помехоустойчивости системы импульсно-фазового управления от коммутационных провалов.На фиг.1 изображена блок-схема устройства синхронизации системы управления тиристорными преобразователями; на фиг.2 - временные диаграммы работы устройства для одной фазы (Фазы А) питающего напряжения на фиг.3 - блок-схема устройства синхронизации управления тиристорными преобразователями для трех фаз пи тающего напряжения; на фиг.4 - блоксхема логического блока. устройство (фиг,1) содержит трансформатор 1 синхронизации нуль-орга 35 иы 2, узел 3 фиксации полупериода сети, два элемента 4 2 И-НЕ и ВБ-триггер 5. В свою очередь узел 3 Фиксации полупериода сети состоит из двух Одинаковых каналов каждыи из кото 40 рых содержит интегратор 6, на входе которого через коммутаторы 7 и 8, управляемые логическим блоком 9, поступает два разнополярных сигнала опорного напряжения +Еи -Е , а выход интегратора 6 последовательно соединен с компаратором 10.Трансформатор 1 (фиг.1) представляет собой трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого соединена в звезду или треугольник и две трехфазных противофазно включенных вторичных обмоток.Диаграммы 11-25 показывают вид сигналов в указанных на фиг.1,3,4 т очкахУстройство (фиг. 3) поясняет взаимосвязь укаэанных блоков на примере трехфазного устройства. Логический блок (фиг. 4) содержит шесть элементов 2 И-НЕ 26-31, входы которых подключены к нуль-органам 2 два элемента НЕ 32, 33 и два элемента 5 И-НЕ 34, 35, выходы которых соединены с управляющими входами коммутаторов 7 и 8.Устройство работает следующим образом.Искаженное коммутационными провалами силовое трехфазное напряжение11 (фиг,1 и 2) подается на первичную обмотку трансформаторов 1 (фиг.1). С двух трехфазных противофазно включенных вторичных обмоток напряжение синхронизации обрабатывается нуль- органами 2 (фиг,1), на выходе которых формируются прямоугольные синхронизирующие импульсы, соответствующие положительными и отрицательным полупериодам питающей сети и поступающие на логический блок 9 (Фиг.1). Для фазы А питающего напряжения этим импульсам соответствуют позиции 12 и 13 (Фиг.2). На выходе логического блока 9 (фиг.1) для фазы А позиция11 (фиг.2) питающего напряжения Формируются четыре последовательности импульсов 14-17 управления (фиг. и 2), соответствующие положительным 14 и 15 (фиг.2) и отрицательным 16 и 17 (фиг.2) полупериодам напряжения фазы А, длительностью 60 элград (импульсы 14, 16) и 300 эл.град (импульсы 15, 17).Как видно из временных диаграмм фиг,2, импульсы синхронизации 12, 13 (Фиг.2) и импульсы 14-17 управления (фиг.2) содержат помехи, связанные с коммутационными процессами в силовой цепи.Импульсы управления 14-17 (фиг.1 и 2) поступают на управляющие входы коммутаторов 7 и 8 (фиг.1), последовательно подключая инвертирующий вход интеграторов 6 (фиг.1) к разно- полярным источникам опорного напряжения +Е 0 п-Е в результате чего на выходе интеграторов 6 (фиг.1) формируются линейно-нарастающие напряжения для положительного 18 (фиг.2) и отрицательного 20 (фиг.2) полупериодов напряжения сети, поступающие затем на выходы компараторов 10 (фиг1). Отработанные компараторами 10 (фиг.1 ) импульсы синхронизации 19 и 21 (фиг.2) не содержат коммутационных помех при нулевом уровне выходногосигнала компаратора, хотя и имеют несколько меньшую длительность. Импульсы 19 и 21 (фиг.1 и 2) совместно с импульсами синхронизации 12 и 13 (фиг.1 и 2) поступают на входы эле 5 ментов 2 И-НЕ 4 (фиг,1), на выходе которых формируются неискаженные положительные импульсы 22 и 23 (Фиг.1 и 2), длительностью точно соответствую щие полупериодам сетевого напряжения и поступающие затем на КБ-триггер 5 (фиг,1). На выходе КБ в тригге 5 (фиг.1) формируются окончательные импульсы синхронизации 24 и 25 (фиг.1 и 2), свободные от коммутационных искажений.Формирование импульсов синхронизации для фаз В и С питающего напряжения происходит аналогично фазе А (фиг,З), с той лишь разницей, что логические блоки 9 (Фиг,31 для Фаз В и С формируют на своих выходах по четыре последовательности импульсов, аналогичные импульсам 14-7 (Фиг,2), 25 но соответствующие положительным и отрицательным полупериодам напряжения фаз В и С, В результате на выходах узлов 3 (фиг.З) формируются сигналы, синхронные с Фазами питающего напряжения В и С, поступающие затем на первые входы элементов 2 И-НЕ 4 (фиг.З). На вторые входы элементов 2 И-НЕ 4 (фиг.З) поступают импульсы, первично обработанные нуль-органами 2 (фиг.2), также синхронные с фазами питающего напряжения В и С. Работа КЯ-триггеров 5 (Фиг,З) для фаз В и С аналогична работе КЯ-триггера фазы А, В конечном итоге на выходе устройства синхронизации в трехфазном исполнении (фиг. 3) формируются окончательные импульсы всех трех Фаз, свободные от коммутационных искажений. 45Формирование импульсов 14-17 производится в элементах 2 И-НЕ 26-31, элементах НЕ 32, 33 и элементах 5 И-НЕ 34, 35 (Фиг.4) в соответствии с диаграммами на фиг.2Изобретение по сравнению с известными устройствами обладает повышен ной помехоустойчивостью в коммутационных интервалах, что обеспечивает повышенную надежность работы системы импульсно-фазового управления и следовательно преобразовательного устройства в целом, что проявляется в исключении анбрмальных и аварий" ных режимов работы тиристорных преобразователей; высокой стабилизацией угла регулирования, что повьппает симметрию управляющих импульсов, улучшает энергетические показатели преобразовательных устройств и важно для автономных систем ограниченной мощности, Повышение симметрии управляющих импульсов уменьшает пульсации выходного напряжения тиристорных преобразователей, что позволяет снизить мощность силовых сглаживающих элементов, тем самым уменьшить массогабаритные и стоимостные показатели системы в целом.Формул а и з о б р е т е н и яУстройство для синхронизации системы импульсно-Фазового управления тиристорными преобразователями, питающимися от источника энергии ограниченной мощности, содержащее трансФорматор синхронизации, имеющий для каждой фазы сети две противофазные вторичные обмотки, подключенные к нуль-органам, и КБ-триггер, о т л и- чающее с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости от коммутационных провалов, оно снабжено дпя каждой фазы сети узлом Фиксации полупериода сети и двумя элементами 2 И-НЕ, выходы которых подключены к входам КБ-триггера, а первые входы соединены с выходами соответствующих нуль-органов, узел Фиксации пслупериода сети выполнен в виде двух интеграторов, входы которых подключены через коммутаторы к двум разнополярным источникам опорного напряжения, обеспечивающим постоянную времени разряда каждого интегратора в два раза больше постоянной времени заряда, а выходы интеграторов соединены с последовательно соединенными компараторами и вторыми входами элементов 2 И-НЕ, и логического блока, состоящего из шести элементов 2 И-НЕ, двух элементов НЕ и двух элементов 5 И-НЕ, причем первые входы элементов 2 И-НЕ подключены к выходам соответствующих нуль-органов, вторые входы со" единены с выходами нуль-органов предыдущих фаз сети, а выход элемента 2 И-НЕ, входы которого связаны с выхо дами нуль-органов соответствующей и предыдущей фаз сети, подключен к вхо ду элемента НЕ, выход которого соеди;Б 14730336нен с управляющим входом коммутатора ствующей и предыдущей фаз сети, подположительного опорного напряжения, ключен к входу элемента НЕ, выход коа выходы остальных пяти элементов торого соединен с управляющим входом 2 И-НЕ подключены к входам элемента коммутатора положительного опорного 5 И-НЕ, выход которого соединен с уп- напряжения, а выходы остальных пяти5равляющим входом коммутатора отрица- элементов 2 И-НЕ подключены к входам тельного опорного напряжения, выход элемента 5 И-НЕ, выход которого соедиэлемента 2 И-НЕ, .входы которого свя- нен с управляющим входом коммутатора заны с выходами нуль-органов соответ О отрицательного опорного напряжения.1473033 иг,Составитель С.Лузановедактор И.Недолуженко Техред Л.Сердюкова Корректор Л.Патай ираж 645 одпнси и ГКНТ СССР мбинат "Патент", г. ужгород агарина,1 Производственно-издатель Заказ 1723/54 ВНЯИПИ Госуда енного комитет 13035, Москва,о изобретениям и открытия 35, Раушская наб., д. 4/