Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем частоты

(51) М. Кл.е Н 02 Р 8 асудврственный комитетСовета Министров СССРпа делам изобретенийн открытий нь 4 2,02.72) Авторы изобретен 1) Заявител РОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМЧАСТОТЫ области преобет быть испольазными тирисчастоты с шиной модуляци Известно устройство для управления тиристорным преобразователем частоты с широтно-импульсным регулированием, содержащее задающий генератор, делитель частоты, фазорасцепитель, формирователь тактовых сигналов и формирователи сигналов управления на каждую вентильную группу, которые содержат логические элементы фИф,входы которых подключены к выходам формирователя тактовых сигналов и фазорасщеля, соответствуюшего данной вентильнойпе 11. Недостаток такого устройствалючается в одновременной модуляциисигналов фазорасшепителя (анодных икатодных), приводящих к высокой частотепереключений силовых ключей и к форсированному спаду тока на интервалах междуимпульсами напряжения,зобретение относится к азовательной техники и м овано для управления тре орными преобразователям отно-импульсной прямоуг й выходного напряжения,Этот недостаток устранен в устройстве 21 за счет того, что формирователи сигналов управления снабжены вторым логичес - ким элементом фИ", первый вход которого соединен с выходом фазорасщепителя, отстающим на угол 7/2 во времени, а второй вход соединен с выходом фазорасщепителя, отстающим на угол 27/3 и инвертированны по отношению к выходу фазорасщепителя, соответствующему данной вентильной группе, причем выходы обоих элементов "И" подкгпочены ко входам элемента "ИЛИ", Недостаток этого устройства для управления трехфазными тиристорными преобразователями частоты с широтно-импульсной прямоугольной модуляцией выходного напряжения состоитв возрастании высших гармоническ составляющих на низких частотах при г боком регулировании напряжения и нерав О мерной загрузке тиристоров узла коммуции. Цель изобретения - улучшение гармони ческого состава выходного напряжения и равномерной токовой загрузки тиристоровузла коммутации при глубоком регулировании напряжения.Бель достигается тем, что устройствоснабжено формирователем сигналов переключения структуры выходных импульсов и ло- Ьгической схемой перекшочения несущих сигналов, причем вход формирователя сигналовпереключения структуры выходных импульсов соединен с входом задатчика частоты,а выход с входом логической схемы пере фключения несущих сигналов, выход которойподключен ко входу схемы формирования выходных импульсов.На фиг, 1 приведена принципиальнаясхема предлагаемого устройства; на фиг, 2 Ии 3 - временные диаграммы его работы.Устройство для управления трехфазнымтиристорным преобразоватедем частоты содержит следующие основные узлы: задатчикчастоты 1, делитель частоты 2, формирова- фОтель 3 импульсов пересчета; формирователь4 несущих сигналов, формирователь 5 сигналов переключения структуры выходныхимпульсов, логическую схему 6 переключения несущих сигналов, кольцевую пересчетную схему 7, формирователь 8 модулирующих сигналов, логическую схему 9 формирования выходных сигналов,Задатчик частоты 1 состоит из усилителя 10 и преобразователя аналог код 3.3 Лели- ЗОтель частоты 2 состоит из включенных посчетной схеме триггеров 12, 13, 14, Обавыхода триггера 14 поступают на формирователь 3, состоящий из двух идентичных каналов, формирующих импульсы ПС 1 и ПС 2соответственно для переключения нечетныхи четных элементов кольцевой пересчетнойсхемы.Формирователь несущих сигналов 4 состоит из нескольких каналов по числу формируемых структур. Выход триггера 12, имеющего наивысшую частоту срабатывания, соединен со входом инвертора 15, выход которого соединен с элементом задержки 16,формирующим несущие сигналы Н 12 длядвенадцатиимпульсной структуры выходногонапряжения,Второй канал формирования несущего сигнала шестиимпульсной структуры Н 6 обра зует соединение выхода триггера 13 с элементами 17 и 18, Несущий сигнал трехимпульсной структуры НЗ формируется сумматором 19, ко входу которого подсоединены выход триггера 14, формирующий сигнал Я ПС 1, и последовательно включенные элементы задержки 20, 21, запускаемые от этого же сигнала триггера 14, В формирователь несущих сигналов включены также инверторы 22 и 23, входы которых обьеди- бО няют несущие сигналы НЗН 6 и Н 6 Н 12 соответственно,Формирователь сигналов переключения 5,устанавливающий заданную структуру, состоит из двух каналов, подключенных к выходуусилителя 10. В первом канале потенциометром 24 устанавливается порог срабатывания триггера Шмитта 25, выход которогопоступает на инвертор 26 и далее на инвертор 27 ддя формирования разрешающих илизапрещающих сигналов переключения несущихсигналов на входной логике триггера 28,положение которого определяет наличие сигнала переключения трех ПЗ или шестиимпульсной структуры П 6, Второй канал, имеющий более низкий порог срабатывания, состоит из аналогичных элементов 29, 30, 31,32 и 33. Положение триггера 33 определяет наличие сигнала переключения шести П 6или двенадцатиимпульсной П 12 структуры.Логическая схема 6 переключения несущих сигналов состоит из элемента "И-ИЛИ"34 с тремя группами входов, на каждую изкоторых подключены несущий и переключающий сигналы, соответствующие одной структуре.Кольцевая пересчетная схема 7 состоитиз двенадцати элементов, выполненных, например, на феррит-транзисторных ячейках. Формирователь модулируемых сигналов 8 включает шесть триггеров 35-40, Триггеры 38, 39, 40 подключены к элементам пересчетной схемы таким образом, что сигналы на их выходе образуют трехфазную систему прямоугольных модулирующих сигналов Ма, Мв, Мс относящихся к катодной и Мх, Му, Ме - к анодной группе вентилей, Триггеры 35, 36, 37 подключены к пересчетной схеме таким образом, что их сигналы а, в, с и х, у, Х упреждают соответствующие модулирующие сигналы на один такт пересчетной схемы - 30 выходной частоты.Логическая схема формирователя выходных сигналов 9 состоит из шести идентичных каналов 41-46. Каждый канал включает элемент "И-ИЛИ" с двумя группами перемножающих входов, на которые подаются сигналы от триггеров формирования модулирующих сигналов и несущий сигнал, С выходовэтих сигналов снимаются выходные сигналы устройства Га, Гв, Гс - для управл ния тиристорами катодных, и Гх, Гу, Гг для управления тиристорами анодных групп.Работа предлагаемого устройства рассматривается с помощью временной диаграммы (фиг. 2 и 3), на которой приведен момент перехода с шести на трехимпульсную структуру. Выходной сигнал постоянного то. ка, пропорциональный заданной частоте Ц ,д534843 Га = М Мч+НМа а; Гх = МЬ Мс+КМх х; Г=МкМ+ НМЬЬ Гч = Ма Мс+НМчч; Гс= МХМч+КМсс; Гз. = Ма МЬ + Н М ь Формула и зобретенияИУстройство для управления трехфазнымтиристорным преобразователем частоты, содержащее задатчик частоты, делитель частоты, формирователь импульсов пересчета,30кольцевую пересчетную схему, формирователи несущих и модулирующих сигналов, схему формирования выходных импульсов, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с цельюулучшения гармонического состава выходно 35го напряжения и равномерной токовой загрузки тиристоров узла коммутации при глубоком регулировании напряжения, оно снабжено формирователем сигналов переключенияструктуры выходных импульсов и логическойсхемой переключения несущих сигналов причем вход формирователя сигналов переключения структуры выходных импульсов соединен с входом задатчика частоты, а выходс входом логической схемы переключения45несущих сигналов, выход которой подключенк входу схемы формирования выходных импульсов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Журнал "Электротехника",7, 1970 г.2. Заявка1713266/24-7 (решение овыдаче авторского свидетельства) от 1971 г;прототип,поступая через усилитель 10 на преобразователь 11, преобразуется в серию прямоугольных импульсов с частотой, в 48 раз превышающей выходную частоту, Пересчетная схема на триггерах 12, 13, 14 понижает эту частоту в 8 раз и выдает сигналы в формирователь 3 для выработки импульсов, поступающих в кольцевую пересчетную схему 7, Одновременно сигналы этих триггеров устанавливают моменты срабатывания О элементов задержки 20, 21, 18 и 16. Н сущий сигнал трехимпульсной структуры НЗ складывается из сигналов триггера 14 и следующих непосредственно за ними сигналов элементов задержек 20 и 21. После- И довательное включение двух элементов в задержки в данном случае применено для увеличения верхнего диапазона выходной частоты предлагаемого устройства, Элементы задержки 18 и 16 формируют несущие 20 сигналы Н 6 и Н 12, Сумматоры 22 и 23 на период пауз между несущими сигналами НЗ, Н 6 и Н 6, Н 12 вырабатывают сигналы, разрешающие смену несущего сигнала, поступающего в логическую схему 9 формирования выходных сигналов.Пусть в период 1 о - т уровень входного сигнала Ох превзошел порог срабатывания триггера Шмитта 25. В момент 1 переключается триггер 25, и после появления сигнала инвертора 22 триггер 28 переключается и меняет сигнал П 6 на ПЗ, а на выходе триггера ЗЗ остается сигнал П 6, поскольку уровень сигнала 03 остается выше порога срабатывания управляющего его переключением элемента 30, Три группы входов элемента 34, каждая из которых перемножает принадлежащие одной струк туре несущие и пороговые сигналы НЗ, ПЗ, Н 6 П 6 и Н 12 П 12, пропускают только один несущий сигнал, До моментаэтот сигнал Н 6, а после-сигнал НЗ, Далее несущий сигнал поступает для логической обработки в схему формирования выходных сигналов.Каждый из шести каналов логической схемы формирования выходных сигналов содержит две группы перемножающих входов, один из которых перемножает модулирующие сигналы, принадлежащие противоположным группам двух других фаз, а другой пе= ремножает несущий сигнал на модулирующий 6сигнал данной фазы и на упреждающий его по фазе на 30 о сигнал триггера, входящего в состав формирователя модулирующих сигналов, Логические формулы выходных сигналов предлагаемого устройства могут быть представлены в следующем виде: Данное устройство управления позволяет расширить частотный диапазон преобразователя при сохранении неизменных требований быстродействию устройств искусственной коммутации и применить оптимальную по условиям работы приводного двигателя кратность отношения несущей и модулирующей частот.lУх 1 гнюх РаФс Му У Гу Яг Унюс Р 45су иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная,Фа) Ц)ф д а УРРОо дудо ЩУО Кузнецовакович Корректор Л, Боринск Тираж 882 Подписноерственного комитета Совета Министровделам изобретений и открытийосква, Ж-ЗЗ, Раушская наб., д, 4/5