Формирователь импульсов для управления группой тиристоров

(н)5 Н 02 М 1/08 ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21) 4602005/24-0722) 03.11.8846) 23.10.90. Бюл. М 3971) Всесоюзный научно-исследовательскийи проектно-конструкторский институт по автоматизированному электроприводу в промышленности, сельском хозяйстве и натранспорте(56) Аьторское свидетельство СССРМ 1259447, кл. Н 02 М 7/48, 1986,Блок формирователя импульсов. Схемаэлектрическая рциаая, ЖДИЦ,656136.022.ЭЗ. Таллин. ПО "ТЭЗим. М.И. Калинина", 1983. 54) ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ ТИРИСТОРОВ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение надежности формирования управляющих импульсов с Заданными характеристиками в аварийных и переходных режимах. Устройгг 23 28го еЯ 2 ап 1601710 А 1 ство содержит К-триггер 26, первый и второй делители напряжения 27 и 28, причем 1-вход 1 К-триггера 26 соединен с общей шиной, тактовый вход - с выходом элемента И-НЕ 16, К-вход - с выходом первого делителя 27 напряжения, Прямой выход К-триггера 26 подключен к управляющему входу узла запуска 21, инверсный выход К-триггера соединен с управляющими выходами 30 узла блокирования импульсов 13, Вход 32 элемента И-НЕ 16 соединен с выходом второго делителя 28 напряжения, включенного между выходом полумостового инвертора и общей шиной, С целью защиты от перенапряжений по выводам 5 для подключения основного питающего напряжения и выводам 22 для подключения форсирующего напряжения и защиты от "просадки" напряжения питания собственных нужд формирователя импульсов дополнительно введены первый и второй диоды 33 и 34, включенные соответственно между выходами введенных делителей напряжения и входом 35, предназначенным для подключения питания собственных нужд, 1 э.п. ф-лы, 2 ил.5 10 15 20 25 30 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для формирования мощных управляющих импульсов одним или несколькими тиристорами, в том числе соединенными последовательно или параллельно, или последовательно параллельно,Целью изобретения является повышение надежности формирования управляющихимпульсов с заданными характеристиками ваварийных и переходных режимах, а такжезащита от перенапряжений по выводам, кото. :рые предназначены для подключения ос новного и формирующего питающегонапряжения, и защиты от просадки напря; жения питания собственных нужд,На фиг. 1 представлена принципиаль. ная электрическая схема формирователяимпульсов; на фиг. 2 - диаграммы напряже-ний на входах и выходах различных элемен-тов,Формирователь импульсов для управ ления группой тиристоров (фиг, 1) содержит , полумостовой инвертор 1, входами 2 и 3соединенный через силовой диод 4 с выводом 5 для подключения основного питающего напряжения и общей шиной 6, выходом 7 - через разделительный конденсатор 8 с выходным выводом 9 формирователя импульсов, синхронизируемый задающий генератор 10 с парафазными выходами 11 и 12, подключенный через узел 13 блокирования импульсов к управляющим входам 14 и 15 полумостового инвертора,логический элемент И - НЕ 16, Один вход 17 логического элемента И - НЕ соединен с управляющим входом 18 формирователя импульсов и через первый резистор 19 - с общей шиной, При этом формирователь импульсов включает в себя управляемый ключ 20 с узлом 21 запуска, вход управляемого ключа соединен с выводом 22, предназначенным для подключения форсирующего питающего напряжения и через второй резистор 23 - с выходом 7 полумостового инвертора, выход - через токоограничивающие разделительные цепочки 24 и 25 с входом 2 и выходом 7 полумостового инвертора 1,Кроме того, в формирователь импульсов дополнительно введены 1 К-триггер 26, первый 27 и второй 28 делители напряжения. причем 1-вход 1 К-триггера соединен с общей шиной, тактовый вход - с выходом логического элемента И - НЕ, К-вход - с выходом первого делителя 27 напряжения, включенного между выводом 5 предназначенного для подключения основного питающего напряжения и общей шиной, вход установки в единичное состояние - с управляющим входом 18 формирователя, прямой выход 1 К-триггера подключен к управляющему входу 29узла запуска, инверсный выход 1 К-триггерасоединен с управляющими выходами узла13 блокирования импульсов и входом 31синхронизации задающего генератора, другой вход 32 логического элемента И-НЕ соединен с выходом второго делителя 28напряжения, включенного между выходомполумостового инвертора и общей шиной.Для защиты входов логического элемента И - НЕ и 1 К-триггера от перенапряженийпо выводам предназначенным для подключения основного питающего напряжения ифорсирующего. питающего напряжения изащиты от посадки напряжения питаниясобственных нужд формирователя импульсов дополнительно введены первый 33 ивторой 34 диоды, включенные соответственно между выходами введенных делителей27 и 28 напряжений и вводом 35 предназначенного для подключения питания собственных нужд формирователя,На фиг. 2 обозначены напряжение 36 науправляющем входе 18, напряжение 37 навыходе первого делителя 27 напряжения,напряжение 38 на выходе второго делителя28 напряжения, напряжение 39 на выходелогического элемента И-НЕ 16, напряжение40 на инверсном выходе 1 К-триггера 26, напряжения 41 и 42 на парафазных выходах 11и 12 синхронизируемого генератора, напряжение 43 на входе 2 полумостового инвертора 1, напряжение 44 на выходе 7полумостового инвертора, напряжение 45на выходе узла 21 запуска, ток 46 управления тиристорами, подключенными к выводу9 формирователя.Формирователь импульсов работаетследующим образом,После подачи напряжений питания заданного уровня на выводы 5, 22 и 35, навыходе 7 полумостового инвертора 1 устанавливается напряжение, близкое к уровнюфорсирующего питающего напряжения, чтообеспечивается зарядом разделительногоконденсатора 8 через второй резистор 23.При этом импульсы на выходах 11 и 12 синхронизируемого задающего генератора иуправляющих входах 14 и 15 полумостовогоинвертора 1 отсутствуют, а его ключевыеэлементы закрыты. На выходах делителей27 и 28 устанавливаются напряжения, соответствующие уровню логической "1" для используемого типа микросхем,После поступления первичного управляющего импульса 36, которому соответствует уровень логической "1" на входе 18, ипри заданных (единичных) уровнях напряжения 37 и 38 на выходе логического эле- .мента 16 появляется импульс 39, переключающий К-триггер 26 в другое устойчивоесостояние (40, фиг. 2),Выходной импульс 40 К-триггера 26 запускает синхронизируемый задающий генератор 10 и разрешает прохождение егоимпульсов 41 и 42 через узел 13 блокирования импульсов на управляющие входы 14 и15 полумостового инвертора 1. При этом вотличие от известного за счет синхронизации задающего генератора 10 выходнымимпульсом К-триггера 26, всегда вначалеоткрывается ключевой элемент нижнегоплеча полумостового инвертора, что. обеспечивает подачу на выходной. вывод 9.формирователя импульсов формирующегопитающего напряжения (с обратным знаком).Частота выходных импульсов полумостового инвертора равна частоте выходныхимпульсов задающего генератора 10 и определяется типом согласующих трансформаторов в цепи управляющих переходовтиристоров и, как правило, составляет величину порядка 50-100 кГц,Так как управляющий ключ 20 в процессе работы формирователя импульсов закрыт,напряжение на выходе формирователя им. пульсов снижается до уровня, соответствующего основному питающему напряжению.Изменение напряжения на входе полумостового инвертора и его выходе приведены на диаграммах 43 и 44, Формауправляющего тока тиристорами показанана диаграмме 46. Длительность работы формирователя импульсов с напряжением навходе, равном основному питающему напряжению, практически неограничена, чтопозволяет формирователь широкие управляющие импульсы для тиристоров, соответствующие длительности первичногоуправляющего импульса 36,После окончания первичного управляющего импульса К-триггер 26 устанавливается в исходное состояние и блокируетзадающий генератор 10; снимает управляющий сигнал с узла 13 блокирования импульсов и включает узел 21 запуска (диаграмма 45)для подключения через управляемый ключ 20форсирующего питающего напряжения, Привключении управляемого ключа 20 через токоограничивающие разделительные цепочки 24 и 25 происходит быстрый зарядразделительного конденсатора 8 и фильтрующего конденсатора полумостового инвертора до напряжения, соответствующегоуровню форсирующего питающего напряжения. Формирователь готов к приему очередного первичного управляющегоимпульса.50 55 5 10 152025 30 35 40 Если при его поступлении напряжение на выходе делителей 27 и 28 соответствует уровню логической "1", то включение формирователя происходит согласно описанному.Если на выходе делителя 27 или 28 напряжение меньше уровня, соответствующего логической "1", то включение формирователя импульсов не происходит, так как либо не проходит через логический элемент 16 управляющий импульс на тактовый выход К-триггера 26, либо нет разрешающего уровня напряжения на К-входеК-триггера и он не переключается тактовым импульсом.Уменьшение напряжения на выходе делителя 28 ниже допустимого уровня может произойти вследствие посадки основного напряжения питания или выгорания предохранителя в его цепи. Уменьшение напряжения на выходе делителя 27 может произойти как по причинам указанным выше, но для форсирующего питающего напряжения, так и вследствие других причин: пробоя разделительного конденсатора 8 или нижнего плеча полумостового инвертора, сбоя в работе узла 21 запуска, выхода из строя второго резистора 23, токоограничивающих разделительных цепей 24 или 25, управляемого ключа 20 и т.д, Перечисленные элементы работают в наиболее тяжелом режиме, поэтому косвенный контроль их нормального функционирования перед включением формирователя импульсов значительно повышает надежность формирования управляющих импульсов с заданными параметрами пики и полки управляющего тока тиристора.При увеличении напряжений основного питания или форсирующего питающего напряжения выше уровня, при котором на выходе делителей 27 и 28 напряжение превышает допустимый уровень, соответствующий логической "1", открываются диоды33 или 34 и выходное напряжение делителей 27 и 28 фиксируется на уровне напряжения питания собственных нужд формирователя импульсов, Это исключает пробой по входам логического элемента 16 и К-триггера 26, что повышает надежность работы формирователя, В случае посадки напряжения питания собственных нужд ниже уровня, соответствующего логической "1", также уменьшатся напряжения и на выходе делителей 27 и 28. Это приводит к блокированию работы формирователя импульсов при подаче первичного управляющего импульса, что также повышает надежность формирования управляющих импульсов тиристорами, поскольку надеж 1601710ная работа задающего генератора, 1 К-триггера, узлов запуска и блокирования возможна только при посадке напряжения питанияне ниже заданного уровня.При управлении последовательно илипараллельно или последовательно-параллельно соединенными тиристорами это: имеет принципиальное значение, особеннодля высоковольтных тиристорных преобра,: зователей,Недопустимое отличие характеристикуправляющего тока тиристоров от задан. ных, особенно в аварийных режимах, когдавеличина силового тока через включаемыетиристоры достигает предельного значения,, приводит к пробою значительного количества: тиристоров. Поэтому целесообразнее блоки, ровать включение формирователя импульсов,1чем сформировать импульс с характеристи:. ками, отличными от заданных.Кроме того, формирователь сохраняет, готовность к формированию управляющихимпульсов с заданными характеристикамив течение всей длительности первичного управляющего импульса, т,е. при наличии первичного импульса, формировательвключается сразу, как только появится единичный уровень напряжения на выходе второго делителя. Это повышает надежностьработы формирователя в аварийных и переходных режимах, так как при малой длительности интервала между первичнымиимпульсами (что и бывает в аварийных ипереходных режимах преобразователей),разделительный конденсатор 8 не успеваетзарядиться до заданного уровня,Таким образом, предлагаемый формирователь управляющих импульсов позволяет по сравнению с известным повыситьнадежность формирования управляющихимпульсов с заданными характеристикамиза счет косвенного контроля за уровнем питающих напряжений и исправностью основных узлов формирователя.Формула изобретения1. Формирователь импульсов для управления группой тиристоров, содержащий полумостовой инвертор, входами соединенный через силовой диод с выводом, предназначенным для подключения основного15 20 с выходом полумостового инвертора, выход - через токоограничивающие разделительные цепочки - с входом и выходом полумостового инвертора, отл ича ю щи й с я тем, что, с целью повышения надежности формирования управляющих импульсов с заданными характеристиками в аварийных и переходных режимах, в него введены 1 К- триггер, первый и второй делители напряжения, причем 1-вход К-триггера соединенс общей шиной, тактовый вход - с выходом элемента И - НЕ, К-вход- с выходом первого делителя напряжения, включенного между выводом для подключения основного питающего напряжения и общей шиной, вход установки в единичное состояние - с управляющим входом, прямой выход 1 К-триггера подключен к управляющему входу узла запуска, инверсный выход 1 К-триггера соединен с управляющими входами узла блокирования импульсов и входом синхронизации задающего генератора, другой вход элемента И - НЕ соединен с выходом второго делителя напряжения, включенного между выходом полумостового инвертора и общей шиной.2. Формирователь по п.1, отл ича ющ и й с я тем, что, с целью защиты входов элемента И-НЕ и К-триггера от перенапряжений по выводам, предназначенным для подключения основного питающего напряжения и форсирующего питающего напряжения, и защиты от просадки напряжения питания собственных нужд, дополнительно введены первый и второй диоды, включенные соответственно между выходами делителей напряжений и вводом, предназначенным для подключения питания собственных нужд. питающего напряжения и общей шиной, выходом - через разделительный конденсатор с выходным выводом, синхронизируемый задающий генератор с парафазными выходами, подключенный через узел блокирования импульсов к управляющим входам полумостового инвертора, элемент И - НЕ, один вход которого соединен с управляющим входом, а другой - через первый рези 10 стор соединен с общей шиной, управляемыйключ - с узлом запуска, вход управляемого ключа соединен с выводом, предназначенным для подключения форсирующего питающего напряжения и через второй резистор -1601710 Сигнал уа Влодделите27 Выходделителя23грВыходлогическогозлетецтаИ-НЕ 16 ыход 12внератора Выход 11генератор Вход и стовог внверт иод ла 2145 Выод запус Ток упра ния тчр вле. тооставитель В,Горде ехред М.Моргентал Блана едак орректор Т.Пал Производстве атеаьокий комбинат "Патент", г. Ужгород гарина, 101 аказ 3276 Тираж 494 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5