Устройство для управления многозонным преобразователем

(я 5 Н 02 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН исторов преобр ях ступеней рег того устройства является словленная необходимо- процессом коммутации обеспечения регулируеодных импульсов на упНедостатком его сложность, об стью слежения з преобразователя мой задержки вь ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯМНОГОЗОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в регулируеИзобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной техн и ке, и может. на йти и риме н ение в однофазных преобразователях электроподвижного состава переменного тока.Известно устройство для переключения ступеней многомостового тиристорного и реобразователя, Устройство содержит формирователь опорных импульсов, фазосдвигающие элементы, логические элементы И, НЕ, И-НЕ, триггеры, элемент временной задержки выходных импульсов, блок селективного суммирования импульсов, блок синхронизации, датчик угла коммутации токавентилей преобразователя, распределитель выходных импульсов, блок выходных усилителей, многомостовой тиристорный преобразователь, питающий трансформатор,мых выпрямителях. Цель изобретения - повышение надежности, Устройство содержит каналы управления по числу плеч преобразователя, каждый из которых состоит из основного ключа и выходного усилителя, задатчик угла регулирования, блок формирования фазных импульсов, блок задания зон регулирования, блок синхронизации, согласующий блок, Второй и третий каналы снабжены дополнительными ключами и выходными усилителями, что обеспечивает возможность уменьшения длительности импульсов управления и снижение нагрузки на выходные каскады и вентили преобразователя. 1 ил. равляющие электроды тир азователя при переключени У лирования напряжения.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления тиристорами четырехзонного преобразователя электровоза ВЛ 80 Р. Устройство для управления четырехзонным преобразователем, выполненным в виде плеч на управляемых вентилях-тиристорах, содержит секционированный трансформатор, блок из 4 выходных усилителей, блок из 4 ключей. согласующий блок распределения импульсов управления по полупериодам питающего напряжения и зонам регулирования, блок для формирования фазных импульсов, блок задания зон регулирования, блок синхронизации и задатчик угла регулирования. Вторичная обмотка трансформатора секционирована на три части. Блок формирования фазных импульсов разделен на узлы формирования регулируемых аРег и нерегулируемых импульсов управления а 0 и а 03. Импульсы а 03 являются задержаннымиотносительно а на некоторое время импульсами управления,Недостатком устройства является то, что импульсы управления должны иметь большую длительность (порядка 1000 мкс), так как необходимо обеспечить их наличие на протяжении длительности всей коммутации. Однако. такие длинные импульсы.при наличии отрицательного потенциала на анодах вызывают более быстрое старение тиристоров и их преждевременный выход из строя. Кроме того, устройство характеризуется большой сложностью функциональных связей в управлении и недостаточной надежностью в целом работы преобразователя электровоза.Цель изобретения - повышение надежности работы преобразователя.Для достижения поставленной цели второй и третий каналы снабжены дополнительными выходными усилителями и управляемыми ключами, причем в каждом канале дополнительно управляемый ключ и выходной усилитель включены последовательно, выход дополнительного выходного усилителя соединен с выходом основного выходного усилителя, выходдополнительного ключа подключен к выходу формирователя нерегулируемых импульсов управления, первый управляющий вход дополнительного ключа подключен через блок согласования к выходу блока синхронизации, а вторые управляющие входы дополнительных ключей второго и третьего каналов подключены через блок согласования к первому и второму выходам блока задания зон регулирования соответственно.На чертеже изображена схема устройства для управления многозонным преобразователем.Устройство для управления многозонным преобразователем содержит каналы управления по числу пар плеч 1 - 4 преобразователя, каждый из которых состоит из последовательно включенных основных управляемого ключа 5 и выходного усилителя 6, и задатчик 7 угла регулирования, который через блок 8 формирования фазных импульсов и блок 9 задания зон регулирования с помощью блока 10 синхронизации и согласующего блока 11 соединен с каналами управления.Преобразователь состоит из секционированного трансформатора с четырьмя выводами, Каждый вывод через пару плеч из двух управляемых вентилей подключен к полюсам нагрузки. Выход выходного усилителя использован в качестве выхода устройства для управления вентилями соответствующей пары плеч. Выходы управ 40 455055 102025 3035 ляемых ключей первого и второго каналовподключены к выходу формирователя 12 регулируемых импульсов управления, Выходы управляемых ключей третьего и четвертогоканалов подключены к выходу формирователя 13 нерегулируемых импульсов управления. Первые управляющие входы основных управляемых ключей 5 всех каналов подключены через блок 11 к выходу блока 10. Выход задатчика 7 подключен к входам формирователя 12 и блока 9, имеющего первый, второй, третий и четвертый выходы, Сигналы в соответствии с номером каждого выхода формируются в первой или второй,третьей или четвертой, первой или третьей,второй или четвертой зонах регулирования.Указанные выходы через блок 11 подключены к вторым управляющим входам управляемых ключей 5 третьего, четвертого, второго и первого каналов соответственно, Второй и третий канал снабжены дополнительными выходными усилителями 14 и управляемыми ключами 15. В каждом канале дополнительные управляемый ключ и выходной усилитель включены последовательно. Выход дополнительного выходного усилителя соединен с выходом основного выходного усилителя, Выход дополнительногоуправляемого ключа подключен к выходу формирователя не регулируемыхимпульсов управления. Первый управляющий вход дополнительного ключа 15 подключен через блок 11 к выходу блока 10 синхронизации. Вторые управляющие входы дополнительных ключей второго и третьего каналов подключены через блок 11 соответственно к первому и второму выходам блока задания зон регулирования,Устройство работает следующим образом,От задатчика 7 напряжение управления подается в формирователь 12 блока формирования фазных импульсов и в блок 9, В формирователе 12 задаваемая величина напряжения управления преобразуется в изменение фазы регулируемых импульсов управления арен, С выхода формирователя 12 регулируемые импульсы арег подаются на выходы основных управляемых ключей первого и второго каналов управления. Свыхода формирователя 13 блока 8 импульсы с фазой и, подаются на выходы основных управляемых ключей третьего и четвертого каналов управления,Кроме этого, импульсы с фазой гд, подаются на выходы дополнительныхуправляемых ключей, введенных во второй и третий каналы управления. С выхода блока 10 синхроимпульсы подаются на управление первых двух кодовых тиристоров блока 11 согласования. Импульсы арег. иа с блока 8 формирования фазных импульсов через первые управляющие входы основных и до-. полнительных управляемых ключей всех каналов управления связаны с анодами первых двух кодовых тиристоров блока 11. В зависимости от очередности подачи синхроимпульсов на управление этих кодовых тиристоров в моменты времени О, к, 2 и и т,д, происходит шунтирование импульсОв арег и ао через кодовые тиристоры на минус цепей управления или прохождение их на выходные усилители и далее на управляющие электроды силовых тиристоров преобразователя.Таким образом осуществляется распределение импульсов арег и а 0 по полупериодам питающего напряжения сети, В блоке 9 напряжение управления задатчика 7 преобразуется в сигналы, подаваемые с его четырех выходов на управление третьего, четвертого, пятого и шестого кодовых тиристоров блока 11. С первого выхода блока 9 сигнал подается на управление третьего кодового тиристора блока 11 в первой или второй зоне регулирования, с второго выхода - на управление четвертого кодового тиристора в третьей или четвертой зоне регулирования, с третьего выхода - на управление пятого кодового тиристора в первой или третьей зоне регулирования, и с четвертого выхода - на управление шестого кодового тиристора во второй или четвертой зоне регулирования.В зависимости от указанного порядка управления третьим, четвертым, пять 1 м и шестым кодовыми тиристорами блока 1.1 импульсы управления я 0, поступающие от. блока 8, либо шунтируются через вторые управляющие входы управляемых ключей соответственнотретьего,четвертого, второ- го и первого каналов управления, либо проходят по этим каналам через выходные усилители на управляющие электроды тиристоров плеч преобразователя. Кроме этого, согласно алгоритма управления от блока 8 импульсы а через вторые управляющие входы дополнительных управляемых ключей второго и третьего каналов управления либо шунтируются на минус цепей управления через третий и четвертый кодовые тиристоры блока 11, связанные управлением с первым и вторым выходами блока 9, либо через дополнительные выходные усилители этих каналов управления подаются на управляющие электроды тиристоров второй и третьей пар плеч преобра 15 30 35 40 плеч второй пары становится положитель 55/ 5 10 20 25 45 50 зователя. В результате такого управления во втором и третьем каналах с помощью дополнительных управляемых ключей и выходных усилителей существенно изменяется процесс работы преобразователя во время коммутации тока тиристоров во второй и третьей парах плеч преобразователя во второй, третьей и четвертой зонах регулирования.Рассмотрим для примера управления процессом работы преобразователя во второй зоне регулирования.Во второй зоне в начале каждого полупериода напряжения трансформатора на плечи второй и третьей пар подаются импульсы а, а на плечи первой пары подаются импульсы арен, причем на тиристоры плеч второй пары импульсы а 0 подаются в каждый полупериод, т.е, с частотой 100 Гц, а на тиристоры плеч третьей пары через полупериодт.е. с частотой 50 Гц, Импульсы арег на плечи первой пары подаются с частотой 50 Гц. Поэтому для управления вентилей второй пары плеч необходимо иметь в устройстве управления удвоенное количество выходных усилителей и управляемых ключей, Такое отличное от других пар плеч управление для совмещенной второй пары плеч во второй зоне необходимо для того, чтобы при смене полярности напряжения осуществить раздельную коммутацию тока вентилей двух мостов; в вентилях первого моста, состоящего из первой и второй пар плеч, и в вентилях второго моста, состоящего из второй и третьей пар плеч. Здесь обе секции вторичной обмотки трансформатора коммутируются самостоятельно, Поэтому напряжение на их выводах равно нулю, Благодаря этому потенциал анода для вентилей ным, т.е, отпирающим. После открытия вентилей второй пары плеч второй мост в интервале коммутации работает так же, как если бы в его плечах стояли неуправляемые вентили - диоды. Наличие тока в вентилях второй и третьей пар плеч поддерживается на протяжении всей коммутации благодаря индуктивной ЭДС цепи выпрямленного тока,Таким образом, при подаче импульсова 0 вентили одного плеча во второй и третьей парах отпираются одновременно. Для вентилей этого плеча обеспечены потенциальные условия благодаря открытию вентилей другого плеча третьей пары в интервале коммутации,Таим образом, в изобретении можно отказаться от устройства слежения за процессом коммутации и от задержки в связи с1716594 35 40 45 50 этим подачи импульсов управления ао на вентили плеч. Кроме того, длительность импульсов управления ао можно сократить в 5 раз, что позволяет снизить мощность и габариты выходных усилителей примерно в 2 раза. Такое построение устройства повышает безотказную работу вентилей преобразователя и упрощает систему управления. Формул а изобретен ия Устройство для управления многозонным преобразователем, состоящим из секционированного трансформатора, каждый из четырех выводов которого через плечо из двух управляемых вентилей подключен к полюсам нагрузки, содержащее каналы управления по числу плеч, каждый из которых содержит последовательно включенные основные управляемый ключ и выходной усилитель, выход которого использован в качестве выхода устройства для управления вентилями соответствующего плеча, входы управляемых ключей первого и второго каналов подключены к выходу формирователя регулируемых импульсов управления, входы управляемых ключей третьего и четвертого каналов подключены к выходу формирователя нерегулируемых импульсов управления, первые управляющие входы основных управляемых ключей всех каналов подключены через блок согласования к выходу блока синхронизации, задатчик угла регулирования, выход которого подключен к входам формирователя регулируемых импульсов управления и блока задания зон регулирования с первым, вторым, третьим и 5 четвертым выходами, сигналы на каждом изкоторых формируются в первой или второй, третьей или четвертой, первой или третьей, второй или четвертой зонах регулирования соответственно, указанные выходы через 10 блок согласования подключены к вторым управляющим входам управляемых ключей третьего, четвертого, второго и первого каналовсоответственно, отл и ча ю щее с я тем, что, с целью повышения надежности, 15 второй и третий каналы снабжены дополнительными выходными усилителями и управляемыми ключами, причем в каждом канале дополнительные управляемый ключ и выходной усилитель включены последова тельно, выход дополнительного выходногоусилителя соединен с выходом основного выходного усилителя, выход дополнительного ключа, подключен к выходу формирователя нерегулируемых импульсов 25 управления, первый управляющий вход дополнительного ключаподключен через блок согласования к выходу блока синхронизации, а вторые управляющие входы дополнительных ключей второго и третьего каналов 30 подключены через блок согласования к первому и второму выходам блока задания зон регулирования соответственно,. Касард едакт изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 617 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5