Одноканальное устройство для управления пульсным статическим преобразователем

(51)5 Н 02 М 7/155 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР г ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТВУ ке и может быть использовано для управления тиристорами выпрямительных и инверторных. установок. Цель изобретения - повышение надежности и продление ресуре са электрооборудования путем уменьшениявероятности возникновения субгармонических автоколебательных режимов, а также уменьшения уровня неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных статического преобразователя. Данное устройство содержит формирователь 1 кодов опорного сигнала, компаратор 2, логи- Я ческие элементы 2 И 3 и 6, распределитель4 импульсов, блок 5 синхронизации, генератор 7 случайного сигнала, инвертор 8 и логический узел 9. 1 з.п. ф-лы, 4 ил,Фие(71) Ленинградское производственное элетромашиностроительное обьединени(56) Авторское свидетельство СССРВ 218289, кл. Н 02 М 1/08, 1968.Авторское свидетельство СССРЬ 839006, кл. Н 02 М 7/155, 1981.(54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛУПРАВЛЕНИЯ гп-ПУЛЬСНЫМ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМЩ Изобретение относится к электротехни Ы, 1631680 А 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорами выпрямительных и инверторных установок.Цель изобретения - повышение надежности и продление ресурса электрооборудования путем уменьшения вероятности возникновения субгармонических автоколебательных режимов и уменьшения уровня неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных статического преобразователя, а также обеспечение инвариантности характеристик управления им при изменении частоты питающей сети.На фиг, 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг, 2, 3 - варианты выполнения генератора случайного прямоугольного сигнала и формирователя опорного сигнала; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства,В соответствии со структурной схемой (фиг. 1) выходы формирователя 1 кодов опорного сигнала подключены к входам Р компаратора 2, вторые входы С которого подключены к клемме СОЧТЯ для соединения с цифровым источником управляющего сигнала, а выход - к первому входу логического элемента 2 ИЗ, выход которого подключен к управляющему входу а формирователя 1 для мгновенного изменения фазы цифрового кода опорного напряжения наЛвеличину, равную, и к тактовому входугираспределителя 4 импульсов, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам тиристорного преобразователя. Выход Яо блока 5 синхронизации, входы которого подключены к напряжениям питающей сети, подключен к входу 1 сги формирователя 1 и к второму входу логического элемента 2 И б, первый вход которого соединен с выходом генератора 7 случайного сигнала, а выход подключен к входуЛ формирователя 1 опорного напряжения, для ввода начальных условий и к входу инвертора 8, выход которого подключен к второму входу логического элемента 3, Выходы Я 1 Яв блока 5 синхронизации и выходы у 1 уп 1 распределителя 4 импульсов подключены к входам логического узла 9, выходы которого подключены к информационному входу В формирователя 1 опорного напряжения.Генератор 7 случайного прямоугольного сигнала (фиг. 3) может быть выполнен в аиде цепочки из последовательно соеди 10 ненных резистора 10, п дифференциаторов 11 и порогового элемента 12.Формирователь 1 опорного напряжения применительно к варианту выполнения устройства для управления преобразователем (фиг. 1) в цифровой форме может бытьреализован по схеме фиг, 3 и состоять из функционального кодопреобразователя 13выходы 0 которого являются выходамиформирователя 1.Входы Е кодопреобразователя 13 подключены к выходам 0 двоичного счетчика 14, соединенным также с входами М вычитающего устройства 15, вторые входы К которого подключены к цифровому источнику глопорного сигнала, равного, а выходы Еподключены к входам А мультиплексора 16,у которого вторые информационные входы20 В подключены к выходам В логического узла9 (фиг, 1), а выходы соединены с входами Опараллельной записи двоичного счетчика14. Управляющий сигнал Л с выхода логического элемента 6 подключен к управляюще 25 му входу У мультиплексора 16 и на первыйвход логического элемента 2 ИЛИ 17, у которого второй вход а подключен к выходулогического элемента 2 И, а выход соединенс входом Ч управления параллельной за 30 писью двоичного счетчика 14, имеющеготакже тактовый вход Т, соединенный с выходом умножителя 18 частоты, вход которого 1 с щ подключен к выходу Яо блошка 5синхронизации (фиг. 1).35 Согласно фиг. 4 предлагаемое устройство синхронизируется с сетью по сигналу управления Л в те моменты (с 1 л 4), когдапоявление синхронизирующих импульсовЯо на выходе блока 5 синхронизации совпа 40 дает по времени с действием единичногосигнала на выходе генератора 7 случайногосигнала. В эти моменты фаза опорного сигнала на выходе формирователя 1 должнабыть мгновенно установлена равной одному45 Сп 1из ряда начальных условий С 1.,С)цифровой код которых соответственно равен:0 гл50гии,(В 1) 2 Ггде )=1, 2,55 Выбор конкретного начального условияосуществляется логическим узлом 9 наосновании анализа входных переменныхЯ 1, Яв, у 1,уа в соответствии с.логическими выражениями:где 1=1, 2, , гп - номера состояния а-импульсной схемы,Я - интервалы времени между точкамиестественной коммутации 1-го и (1+1)-го тиристоров;у - номер состояния распределителяимпульсов гп-пульсной схемы;В - сигнал выхода логического узла 9,Моменты формирования управляющихимпульсов синхронизации на временнойдиаграмме (фиг. 4) выбраны произвольно иобозначены то , т к + 1 .При описании устройства форма опорного сигнала на выходе формирователя 1 неконкретизировалась, потому что в даннойконструкции она может быть любой в зависимости от выбранной реализации функционального кодопреобразователя 13. Навременной диаграмме (фиг, 4,.выходы 1 а, б)представлены случаи использования синусоидального и пилообразного кодов формыопорного сигнала.Предлагаемое устройство работает следующим образом.В момент г, формирования очередногоимпульса управления происходит срабатывание цифрового компаратора 2, которыйвоздействует на элемент 2 И 3 и, тэк как вэтот момент нет сигнала синхронизации А,то вырабатывается сигнал а, что приводитк мгновенному изменению кода формирователя 1 на величину, равную, и вклю 2 лчению соответствующего ти исторапреобразователя, На интервале ( го - г 1 ) условий для синхронизации ссетью также не возникает, поэтому формирование кода опорного сигнала (фиг. 4) происходит по сигналу Бо, поступающему свыхода блока 5 синхронизации на вход 1 с аформирователя 1 и через умножитель 18частоты нэ тактовый вход Т счетчика 14 адресов, линейно наращивающему адресафункционального кодопреобразователя 13,В момент времени т 1 формируется следующий импульс управления и элементы предлагаемого устройства работают так же, какони работгли в момент го . На интервале(г 1 - г 2) в момент 11 возникают условия длясинхронизации формирователя с сетью, Вырабатывается управляющий сигнал А и с выхода логического узла 9 осуществляется за 2 лпись начального условия В=- 2 -, так как5 синхронизация произошлэ нэ интервале Яз,а номер предыдущего проводившего тиристора соответствует шести (т.е. у 6=1. Яз=1) ив соответствии с выражениями системы (1)Вз=1,10 Аналогично устройство работает и придругих сочетаниях изменений своих координат,Если при произвольном изменении управляющего сигнала моменты синхрониза 15 ции (сигнал А ) и мгновенного измененияфазы текущего сигнала (сигнал а) совпадают, то чтобы избежать состояния неопределенности и ненужных состязаний спомощью элемента 2 И 3 осуществляется20 сначала синхронизация с сетью, а затеммгновенное изменение фазы,Таким образом, введение новых элементов (инвертора, генератора случайногопрямоугольного сигнала, логического узла и25 др, элементов) позволяет уменьшить вероятность возникновения низкочастотныхсубгармонических автоколебательных режимов, а также уменьшить уровень неканонических гармоник в спектре входных и30 выходных переменных тиристорного преобразователя.Формула изобретения35 1. Одноканальное устройство для управления гп-пульсным статическим преобразователем, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения к шинам питающей сети и формирую щий на выходе Я последовательностькоротких импульсов, синфазных т точкам естественной коммутации тиристоров, распределитель импульсов, выходы у 1 уп которого предназначены для подключения к 45 управляющим входам преобразователя, ипоследовательно включенные формирователь опорного сигнала с информационными входами В и управляющим входом Адля ввода начальных условий от блока синхро низации и входом а для управления мгновенным изменением фазы опорного сигнала на угол, равный 2 л/щ, компаратор, первым входом связанный с выходом формирователя опорного, вторым входом подключенный 55 к клемме для соединения с источником управляющего сигнал, инвертор и первый элемент И, отл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и продления ресурса электрооборудования путем умень 1631 б 80щения вероятности возникновения субгармонических автоколебательных режимов, а также уменьшения уровня неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных статического преобразовате- Б ля, оно снабжено генератором случайного сигнала, вторым элементом И, логическим узлом, выходы которого подключены к информационным входам В формирователя опорного сигнала, выход второго элемента 10 И соединен с управляющим входом Аформирователя опорного сигнала и входом инвертора, первый вход - с выходом генератора случайного сигнала, а второй вход - с выходом Яо блока синхронизации, 15 который выполнен с дополнительными выхОДами Я 1 Яв ДлЯ фОРмиРованиЯ импУльсов с продолжительностью, равной. интервалу между токами естественной коммутации 1-го и (+1)-го тиристоров, причем 20 упомянутые выходы Я 1 Яв блока синхро- НИЗаЦИИ ВМЕСТЕ С ВЫХОДаМИ У 1 Ув РаСПРЕ- делителя импульсов подключены к входам логического узла, который выполнен реализующим логические выражения 25=вВ 1=- Ч (у =1 Я)ЧувЯ 1;+2 где С= И) 2 ж/в,Я - сигналы на выходе блока синхронизации;у - сигналы на выходе распределителя импульсов;=1,2 п 1/2, .а в качестве гп/2 берется ближайшее большее целое число к половине импульсности е преобразователя, первый вход первого элемента И соединен с выходом компаратора, второй вход - с выходом инвертора, а выход - с упомянутым входом а формирователя опорного сигнала и входом распределителя импульсов.2, Устройствопоп.1, отл ичающеес я тем, что, с целью обеспечения инвариантности характеристик управления преобразователем при изменении частоты питающей сети, формирователь опорного сигнала выполнен с перестраиваемой собственной частотой, вход для управления которой подключен к выходу Яо блока синхронизации,1631680 Вьиод 7Составитель В,Гордеев Редактор М.Келемеш Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий каз 554 Тираж 379 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5роизводственно-.издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарин