Устройство для управления вентильным преобразователем

(51) ГОСУДАРСТВЕНН ПО ИЗОБРЕТЕНИ ПРИ ГКНТ СССР И КОМИТЕТИ ОТКРЫТИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вате иУ 607325, к (54) УСТРО 11 С ТИЛЬНЫМ ПРЕО (57) Изобретехнике, и мдля управлензователями. АВЛЕНИЯ ВЕН ТВО ДЛЯ УП БРАЗОВАТЕЛ ение отно ожет быть ия вентил Целью изо ится к электроиспользованоными преобраретения яв(21) 4194900/24-07(71) Всесоюзный научно-исследский, проектно-конструкторскитехнологический институт силополупроводниковых устройств(56) Авторское свидетельсл. Н 02 М 7/12 гляется улучшение энергетических показателей. Устройство содержит блок 1 импульсно-фазового управления, блок 2 ограничения угла регулирования, блок 3 формирования диапазона управления, каналы 4-6 блока логики, каждый из которых содержит КБ-триггер 7 и элементы И-НЕ 8,9. Каналы блока логики соединены с усилителями-формирователями 10-15, которые соединены с источником 18 управляющего сигнала, содержащим элемент НЕ 19, элемент 20 задержки, элемент И-НЕ 21, элемент НЕ 22 и узел 23 формирования сигнала защиты. Кроме того, устройство снабжено последовательно соединенными дифференцирующим блоком 25 и формирователем 24 длительности импульсов2 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для управления вентильными преобразо вателямиЦелью изобретения является повышение энергетических показателей.На фиг. 1 представлена Функциональная схема устройства для управле ния вентильным преобразователем; на фиг, 2 - временные диаграммы его работы.Устройство для управления вентильным преобразователем содержит блок 1 15 импульсно-Фазового управления, блок 2 ограничения максимального угла регулирования, блок 3 формирования диапазона управления, каналы 4 -6 блока логики, каждый из которых выполнен 20 на КЯ-триггере 7 и двух элементах И-НЕ 8 и 9 (на чертеже показана структура канала 4, каналы 5, 6 выполнены аналогично), усилители-формирователи 10-15, каждый из которых выполнен идентично в виде последовательно соединенных элемента И-НЕ 16 и усилителя 17. Источник 18 управляющего сигнала состоит из последовательно соединенных первого инвертирующего элемента НЕ 19, элемента 20 задержки, элементаИ-НЕ 21, второго элемента НЕ 22," второй и третий входы элемента 21 соединены соответственно с выходом узла 23 35 формирования сигнала защиты и выходом элемента 19, Вход элемента 19 является входом источника 18 и соединен с третьим входом элемента 16, входами усилителей-Формирователей 4010-15 и с выходом Формирователя 24 длительности импульсов, который входом соединен с выходом дифференцирующего блока 25. Дифференцирующнй блок 25 своими входами соединен с выходами каналов 4-6.Выход первого элемента 8 в каналах 4-6 соединен с одним из Я-входом триггера 7, выход второго элемента 9 соединен с одним из К-входов триггера 7. При этом выходы триггера 7 являются выходами какалов 4-6 и соединены с первыми входами усилителей-формирователей 10-15.Входы элементов 8 и 9 соединены соответственно с блоками 1 и 3 и с источником 18. Третьи входы усилителей-формирователей 10-1 5 соединены с выходамиблока логики, сигнал на которых опережает сигнал на первых их входахна 60, например, третий вход усилителя-формирователя 10 соединен спервым входом усилителя Формирователя 13, т.е. с выходом канала 5.На фиг. 2 приведены временные диаграммы работы устройства, гдеЮ,- выходные сигналы блока 1;11., П- выходные сигналы блока2, 11 Пз. - выходные сигналыблока 3; 11,. П . - выходные сигналы канала 4; П - выходной сигналисточника 18, 11, , П, - выходныесигналы усилителей-формирователей10 и 11; 11- выходнои сгнал формирователя 24.Устройство работает следующим образом,Блок 1 формирует на своих выходахсигналы задания угла управления тиристорами выпрямителя, При этом фронтизменения сигнала 11 задает момент1-1(фазу) включения тиристора аноднойгруппы выпрямителя, а фронт изменениясигнала П,- момент (фазу) включениятиристора катодной группы выпрямителя(фиг.2). Блок 2 формирует на своихвыходах сигналы 11 ., и Пв видеимпульсов нулевого уровня. Сигналыи 1.характеризуются тем, чтоих спады совпадают с фазой максимального угла регулирования выпрямителя(11 ., - для тиристора анодной группы; П- для тиристора катоднойгруппы), По спаду выходных сигналовблока 2 при отсутствии единичных сигналов на выходе блока осуществляетсяпринудительное переключение триггера7 в моменты, соответствующие максимальному углу регулирования. Одновременно с этим формируются импульсы управления на выходе усилителя-формирователя 10 или 1 1 с максимальным угломрегулирования выпрямителя. Блок 3 задает зоны изменения углов управления,при этом уровню "Лог,1" сигналовП , и 11 . соответствуют разрешенные зоны изменения углов управлениятиристоров анодной и катодной группсоответственно. Источник 18 формируетна своем выходе сигнал принудительнойустановки угла управления тиристоров,равного максимальному значению углауправления при этом нулевой уровеньсигнала 11соответствует установке5угла управления, равного максимальному значению,На входы элементов 8 и 9 канала 4поступают выходные сигналы блока 1,блока 3 и источника 18. При наличииединичных сигналов на входах элементов 8 и 9 на их выходах формируютсянулевые импульсы, опрокидывающиетриггер 7. Срабатывание триггера7 может быть приведено также сигналами 11Б с выходов блока 2.На выходах триггера 7 формируютсясигналы У , и 0 задающие уголуправления тиристорами фазы А. Работа каналов 5 и 6 осуществляетсяаналогично. На выходе канала 5 формируются сигналы задания угла управления тиристоров фазы В, а на выходеканала 6 - сигналы для тиристоровфазы С выпрямителя.Сдвиг по фазе углов управлениятиристорами для фаз В и С относительно фазы А составляет 120 и 240 эл.град. соответственно,В моменты изменения сигналов навыходах каналов 4-6 дифференцирующим блоком 25 формируются узкие импульсы, поступающие на вход формирователя 24. Формирователем 24 формируются нормированные по длительности импульсы управления У поступающие на входы элементов 16 усилителей-формирователей 10-15. На другие входы элементов 16 усилителейформирователей поступают сигналы сдругих выходов блока логики, С помощью усилителя 17 выходные сигналыэлемента 16 усиливаются и потенциально разделяются с цепями устройства. 504760 6 10 15 40 45 50 55 При нормальном функционировании устройства на выходе усилителей- формирователей 10"15 формируются спаренные импульсы управления тиристорами преобразователяФронт первого из двух импульсов управления Щ , Б, ) задается блоком 1, диапазон изменения фазового угла указанного первого импульса знается блоком 3, а максимальное значение угла управления блоком 2. Наличие второго из управляющих импульсов (отстающего на 60 эл.град. относи-. тельно первого) обеспечивает функционирование устройства в режиме прерывистого тока за счет одновременной подачи импульсов на тиристоры соседних фаз преобразователя. Формирователь 24 задает длительность выходных импульсов устройства минимальной величины, при которой обеспечивается устойчивое включение тиристоров преобразователя (то есть обеспечивается за время указанной длительности импульса нарастание тока через тиристор выпрямителя до амплитуды, превышающей ток удержания тиристора). За счет управления вентильным преобразователем спаренными нормированными по длительности узкими импульсами уменьшается потребление -рлектрической энергии усилителями-формирователями 10-15, а значит, улучшаются энергетические показатели устройства.При поступлении на входы элементов 8 и 9 каналов 4-6 сигнала нулевого уровня с выхода источника 18 (например, при аварийной ситуации в преобразователе - наличии аварииного токачерез тиристоры ) на выходе элемен 25 тов 8 и 9 формируются сигналы высоко"го уровня.Переключение тиристоров 7каналов 4-6 осуществляется выходны,ми сигналами блока 2 в моменты спадавыходных сигналов этого блока. При30 этом на выходах усилителей-формирователей 10-15 формируются спаренныеимпульсы управления с максимальнымзначением фазы угла регулирования,вследствие чего уменьшается ЭДС выпрямителя, что обеспечивает закрываниетиристоров выпрямителя (прекращаетсяпротекание тока),1Источник 18 работает следующим образом.На вход элемента 19 с выхода формирователя 24 поступают импульсы 0 На входы логического элемента 21 поступают сигналы с выхода узла 23 выходной сигнал элемента 19 и сигнал с выхода элемента 20. В нормальном режиме работы выходной сигнал узла равен 1 . При этом на выходе,элемен"та 21 формируются импульсы , инв ер сные импульсам формирователя 24Спад выходных сигналов элемента 2 1 отс тает о т соответствующего фронта сигнала формирователя 2 4 на 20- 3 0 мк с . Сиг. нал элемента 2 1 , и роинв е ртированный элементом 2 2 (выходной сигнал ис точника 1 8 управляющего сигнала поступает на входы элементов 8 и 9 каналов 4-6 , осуществляя блоки рование и ереключат еля триггера 7 на в ре 1504760;мя действия управляющего импульса и в течение 20-30 мкс после негоБлокирование переключения триггера 7 на время действия управляющего импульса служит для предотвращения ложнь 1 х переключений триггеров 7 в других каналах устройства от действия сигналов электромагнитных помех в выходном сигнале блока 1, За счет этого достигается высокая помехозащищенность устройства и обеспечивается надежное формирование спаренных импульсов управления на выходе устройства при одноканальном принципе фор мирования этих импульсов.При аварийной ситуации в преобразователе на выходе узла 23 формируется сигнал"0", что приводит к появлению на выходе источника 18 нулевого сиг нала, при,этом выходные импульсы устройства формируются с максимальным значением угла управления.Таким образом, устройство осуществляет управление вентильным преобра зователем импульсами нормированной минимальной длительности, необходимой для устойчивой работы, преобразователя в режимах непрерывного и прерывистого токов и.в аварийных режимах. 30Улучшение энерг етиче ских показ ателей достигается за счет управления преобразователем узкими импульсами нормированной минимальной длительности, что исключает дополнительные электрические потери на бесполезное потребление энергии усилителями- формирователями в интервалы времени, когда не требуется наличия импульсов на тиристорах (из условия устойчиво го включения тиристоров силовой схемы выпрямителя в режиме прерывистого тока.)Формула изобретенияУстройство для управления вентиль 45 ным преобразователем, содержащее многофазный блок импульсно-фазового управления, блок ограничения максимального угла регулирования, блок формирования диапазона управления трехканальный блок логики, содержащий в каждом канале КЯ-триггер и первый элемент И-НЕ, первый вход которого ,подключен к соответствующему нечетному выходу многофазного блока им 55 пульсно-фазового управления, второй вход - к соответствующему нечетному выходу блока формирования диапазона управления, третий вход -к выходу источника управляющего сигнала, выход первого элемента И-НЕсоединен с первым Я-входом КЯ-триггера, второй Я-вход которого подключен к соответствующему нечетномувыходу блока ограничения максимального угла регулирования, каждый выход каждого КБ- триггера блока логики соединен с первым входом соответствующего усилителя-формирователя,выходы усилителей-формирователей являются выходами устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюулучшения энергетических показаталей,оно снабжено дифференцирующим блокоми формирователем длительности импульсов, а каждый канал блока логики снабжен вторым элементом И-НЕ,каждый усилитель-формирователь снабжен входным элементом И, входы которого являются входами усилителя-формирователя, источник управляющего напряжения выполнен в виде двух элементовНЕ, элемента задержки, элемента И-НЕи узла формирования сигнала защиты,причем выходы всех КВ-триггеров черездифференцирующие блок и формировательдлительности импульсов соединены свторыми входами усилителей-формирователей и входом источника управляющегосигнала, в источнике управляющегосигнала входом является вход первогоэлемента НЕ, выход которого соединенс первым входом элемента И-НЕ и черезэлемент задержки - с вторым входомэлемента И-НЕ, третий вход которогоподключен к выходу узла формированиясигнала защиты, выход элемента И-НЕчерез второй элемент НЕ соединен свыходами источника управляющего сигнала, в каждом канале блока логикивыход второго элемента И-НЕ соединенс первым К-входом КЯ-триггера, второйК-вход которого подключен к соответствующему четному входу блока ограничения максимального угла регулирования, первый и второй входы второго элемента И-НЕ подключены к соответствующим четным выходам многофазного блока импульсно-фазового управления и блока формирования диапазона управления, третий вход - к выходу источника управляющего сигнала,а третий вход каждого усилителя формирователя соединен с тем выходомканала блока логики, сигнал на котором опережает сигнал на первом входена 601504760 ль В. Мироновхред М.Ходанич Коррек дактор А, М Тираж 647 венного комитета по изо 1 13035, Москва, Ж Р писное Производственно-издател комбинат "Патент", г, Ужгород, ул, Га а,Заказ 5263/54 ВНИИПИ Госуда Состав иская ретениям и открытиям при ГКНТ СССРушская наб., д. 4/5