Устройство для управления тиристорным широтно-импульсным преобразователем

661709 П ИСАНИ ОБРЕТЕН И ТОР СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистицескихРеспублик(21) 1922090/2 с присоединением заявки М Гюсудерстввнный коетет СССР пю делам изобрвтеикй и открытий. Н. Красильнико 71) Заявитель непропетровский институт инженеро железнодорожного транспортаУСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМИРОТНО-ИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ общую систему 2 " ненных между соб таким образом деш ройства имеет обш которое определяе симости: выходных шй диодами.ифратор извее количествся по следу н, объедиолученный тного устдиодов Д, шей завиД=п 2 +п 2 +2К одному из выходов последне(старшего разряда) тактового счсоединен формирователь импульчиваюший получение одной посности управляющих импульсов,ших на отпирание вспомогателщих) тиристоров коммутируюшства преобразователя постояннширотно - импульсной модуляциформирователь импульсовна выходные шины дешифратоненные диодами. "Данная посность управ 1 яюших импульсовщая на отпирание силовых (гристоров преобразователя, дискгается относительно первой в ириода регулирования.Недостаток известного устртоит в том, что для получениядовательностей импульсов упра йства сосвух послевления ти 1Изобретение относится к устройствам для управления тиристорным широтно в импульсным преобразователем и может быть использовано на электроподвижном составе постоянного тока железнодорожного и городского транспорта (например, магистральных и промышленных электровозах, моторвагонных поездах и т. д.).Известны устройства для управления тири "торными широтно-импульсными преобразователями, содержащие задаюший генератор и генератор управления, тактовый и 10 реверсивный счетчики на триггерах, соединенные между собой дешифратором, формирователи управляющих импульсов 1), 2).Недостатком таких устройств является их сложность,Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению является устройство для управления преобразователем 3) . В данном устройстве триггеры тактового и реверсивного счетчиков соединены между собой с помошью дешифратора, состоящего из двух прямоугольных диодных матриц с числом диодов каждый п 2", где п - количество триггеров (разрядов) двоичных счетчиков. Указанные диодные матрицы имеют го триггераетчика подсов, обеспе- ледователь- поступаюьных (гасяего устройого тока с ей. Другой подсоединен ра, объеди- ледователь- поступаюлавных) тиретно сдвиределах пе66170 ристоров преобразователя 3ристорами простейшего (однофазного) преобразователя с широтно - импульсной модуляцией дешифратор, соединяющий триг" геры тактового и реверсивного счетчиков,выполнен с большим количеством диодов,Кроме того, известное устройство не позволяет осуществить управления тиристорамимногофазного преобразователя.Целью изобретения является расширениесхем управления тиристорами преобразователей с широтно - импульсной модуляцией,Поставленная цель достигается тем, чтоустройство для управления тиристорнымширотно в импульсн преобразователем,содержащее задающий генератор и генератор управления, дешифраторы, к выходамкоторых подключены формирователи управляющих импульсов, тактовый и реверсивныйсчетчики, подключенные к дешифраторам ивключающие в себя триггеры в каждом разряде, дополнительно снабжено элементамиИ - ИЛИ - НЕ и элементами НЕ, причем= "Ъйходы"триггеров одного разряда каждогоиз указанных счетчиков попарно соединеныс входами элементов И - ИЛИ - НЕ, выходыкоторых соединены с входами одного дешифратора и с входами элементов НЕ, выходыкоторыхтакже соединены с входами дешиф- ратора,"а выходы триггеров тактового счетчика соединены с входами другого дешифратора.На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фнг. 2 - времен.нее ййаурйммы снгйаогов на внгхоаахвнементов И - ИЛИ - НЕ, дешифраторов и формирователей управляющих импульсов для четырехфазного тиристорного преобразовате " " "ля при выполнении тактового и реверсивно го счетчиков схемы управления на пять разрядов,Задающий генератор 1 соединен с тактовым счетчиком импульсов 2, а генератор управления 3 через элементы И 4 и 5 подключен на входы сложения (набора) и вычитания (возврата) реверсивного счетчика 6.Единичный и нулевые выходй триггеров од на - номгот разряда тактового и реверсивного счетчиковсоединены свходамиэлементовИ - ИЛИ - НЕ 7 - 9, квыходам которыхприсоединены входы элементов НЕ 10 - 12,Выходы элементов И - ИЛИ - НЕ и элементов НЕ соединены с входами дешифратора 13. Выходы триггеров тактового счетчика дбполнительно соединеньгс-входами дешифратора 14. К выходам дешифраторовподсоединены формирователи управляющихимйульсов 15, 16. На входы элементов И" "рЕверСивного счетчика подключены"элементы И - НЕ 17, 18 и переключатель управления 19,Устройство работает следующим образомЗадающий генератор 1, работающий с постоянной частотой, посылает импульсы на тактовый счетчик 2. Частота задающегоИгенератора равна 1 р= 2 1,9 4 где 1 - рабочая частота переключения ти С единичных и нулевых выходов триггеров тактового счетчика 2. сигналы посту 5 пают на дешифратор 14. Формирователиимпульсов 15, управляемые выходными сигналами дешифратора 14, предназначеныдля получения импульсов тока управлениятиристорами преобразователей требуемыхпараметров амплитуды, длительности и скорости нарастания.Для отпирания тиристоров т в фазного преобразователя с емкостной коммутацией и широтно в импульсн модуляциейтребуется 2 гп последовательностей управ 15 ляющих импульсов. Узел схемы - задающийгенератор 1, счетчик 2, дешифратор 14, формирователь 15 - реализует т-последовательностей импульсов с постоянным сдвигом вовремени между собой на Т/т, поступающихна отпирание вспомогательных тиристоров20 каждой фазы преобразователя (Т - периодширотно - импульсного регулирования, т -количество фаз тиристорного преобразователя). Другое такое же количество импульсных последовательностей, но дискретно25сдвигаемых впределах периода регулирования и смещенных во времени относительнодруг друга также на Т/т, реализуется спомощью счетчиков 2, б элементовИ - ИЛИ - НЕ 7 - 9, элементов НЕ 10 - 12,дешифратора 13, формирователя 16. Эта30 система последовательностей управляю щих импульсов поступает на отпирание силовыхтиристоров каждой фазы преобразователя.Дешифраторы 13 и 14 являются распределителями сигналов, поступающих черезз 5 формирователи импульсов 16 и 15 на тиристоры мгогофазного преобразователя. Двепоследовательности управляющих импульсов, поступающих с соответствующих формирователей 15, 16 на силовые и вспомо 4 Огательные тиристоры каждой фазы преобра зователя, дискретно сдвигаются относительно друг друга в пределах периода регулирования, осуществляя тем самым широтно -импульсную модуляцию. Величина дискретного приращения равна Ь 1 = Т/2",45 Переключения единичных и нулевых состояний триггеров тактового счетчика 2 происходят непрерывно импульсами задающегогенератора 1, а переключения состоянийтриггеров реверсивного счетчика 6 осущест.- вляются импульсами генератора управления 3 с помощью переключателя управления 19. Одному состоянию триггеров каждого разряда тактового и реверсивного счетчиков 2 и 6, соединенных элементами 7 - 12и дешифратором 13, соответствует опреде 55 ленная "величинау временногосдвига выходнь 1 х импульсов формирователей 16 относительно выходных импульсов формирователя15. Другому сбстоянию триггеров счетчиков2 и б собтветствует новаях величинасдвига661709 5между выходными импульсами формирова. телей 16 и 15. Следовательно, при изменении состояния триггеров реверсивного счетчика 6 регулируется величина временного сдвига выходных импульсов - формирователей 16, поступающих на отпирание силовых тиристоров относительно выходных импульсов формирователя 15, поступающих на отпирание вспомогательных тиристоров коммутирующих устройств многофазного преобразователя с широтно - импульсной модуляцией. Переключатель управления 19, состоящий из четырех блок - контактов, служит для ручного управления тиристорами преобразователя и имеет следующие положения: нулевое (О), возврат (В); фиксация (Ф) и набор позиций регулирования (Н). В зави-, симости отположения рукоятки переключателя 19 импульсы генератора 3 хронометрически поступают через элементы И 4, 5 на входы сложения или вычитания реверсивного счетчика 6, производя набор или возврат позиций регулирования. При наборе позиций и замыкании соответствующего блок - контакта переключателя 19 на вход элемента 5 подается напряжения (+ Е,)блока питания, и последний запирается, Переключение триггеров реверсивного счетчика 6 производится импульсами генератора управления, поступающими на его вход сложения через элемент И 4. Происходит набор позиций регулирования выходного напряжения тиристорного преобразователя, а следовательно, напряжения и тока тяговых двигателей электроподвижного состава до заданной величины. Фиксация определенной позиции регулирования достигается одновременной подачей напряжения (+Ел) на входы элементов 4, 5 при установке рукоятки переключателя управления 19 в положение ф. Набор позиций регулирования прекращается, поскольку элементы 4, 5 оказываются запертыми для прохождений импульсов генератора управления 3 на входы реверсивного счетчика 6. Возврат позиции регулирования и уменьшение напряжения на тяговых двигателях осуществляется аналогично при установке переключателя 19 в положение В. При этом элемент 4 оказывается запертым, а импульсы генератора управления 3 проходят на вход вычитания реверсивного счетчика 6 через элемент 5,Состояния триггеров реверсивного счетчика 6, соответствующие нулевой позиции регулирования, фиксируются элементом И - НЕ 17, а конечной - И - НЕ 18. С помощью этих элементов исключается циклическая работа реверсивного счетчика б при хронометрическом наборе или возврате позиций регулирования.Мгновенный сброс триггеров реверсивно. - го счетчика б в нулевое положение осу 6ществляется постановкой рукоятки переключателя управления 19 в положение 0.На фиг. 2 показаны временные диаграммы выходных сигналов отдельных элементов схемы управления тиристорами четырехфазного преобразователя с широтно - импульсной модуляцией. Здесь, для примера, тактовый и реверсивный счетчик 2 и б схемы управления выполнены на пять разрядов. Это обеспечивает М = 32 позиция регулирования выходного напряжения тиристорного преобразователя. Величина дискретного приращения при этом равна Ь 1 = Т/32, Как видно из диаграмм, уже при втором переключении триггера старшего разряда реверсивного счетчика 6 в процессе набора позиций сигналы на выходе дешифратора 13 смещены во времени по отношению к началу периода регулирования Т на величину Ь 1. На эту же величину временного сдвига смещаются и импульсы формирова теля 16, соединенные с дешифратором 13,по отношению к импульсам формирователей 15. Если импульсы генератора управления 3 продолжает поступать через элемент 4 на вход сложения реверсивного счетчика 6, то происходит дальнейший хронометрический набор позиций регулирования. Величина временного сдвига увеличивается и равна, как показано на диаграммах, 13 Ь 1, 144 1 и т. д. Увеличение временного сдвига для данного примера построения счетчиков 2 и 6 на пять разрядов происходит до 31 Ь 1. Тактовый и реверсивный счетчики 2 и бсо сквозным переносои содержат в общем случае и-триггеров каждый,Для электроЗ 5 подвижного состава постоянного тока,оборудованного тиристорной широтно-импульсной системой регулирования напряжений тяговых двигателей, количество разрядов (триггеров) тактового и реверсивного счетчиков 2 и 6 цифровой схемы управления на ходится в пределах и = 6 - 8.Таким образом, предложенное усгройство позволяет осуществить управление тиристорами преобразователей электроподвижного состава постоянного тока при любом числе фаз. При этом достигнуто значительное упрощение соединения тактового и реверсивного счетчиков 2 и б схемы управле,ния. Так например, соединения выходов триг. геров одного разряда счетчиков 2 и 6 с помощьюэлементов И - ИЛИ - НЕ, составными частями которых являются двухвходовые схемы совпадения И, выходы которых объединены попарно схемами ИЛИ, позволяют значительно уменьшить общее количество диодов Д, которое определяется в данном случае следующей зависимостью: 55 "Д = 2 п+,2 п + 2 п (2),Здесь первое слагаемое определяет коли.чество диодовсоедййенных с нулевыми выходами триггеров,: второе - с единичными выходами триггеровсчетчиков 2 и 6, аФормула изобретенйяпоследнее слагаемое определяет количество диодов элементов ИЛИ.Такимобразом, в данном устройстве достигнуто уменьшение диодов в 20 - 90 разпри выполнении счетчиков 2 и 6 с количест-.вом тр"йггеров в каждом п = 6 - 8. Значительно расширены функциональные возможности предложенного устройства. С помощью элементов 7 - 14 доститнуто построение схемы управления тиристорами многофазного широтно - импульсного преобра-, зователя постоянного тока. Указанные элементы обеспечивают четкое порядко - вре -Яенное" распгедЖние управляющих импульсов по фазам тиристорного преобразователя = и строго симметричное изменение регулируемого сдвига. Устройство для управления тиристорным широтно - импульсным преобразователем, содержащее задающий генератор и генератор управления, дешифраторы, к выходам которых подключены формирователи управляющих импульсов, тактовый и репер.сивный счетчики, подключенные к дешифраторам и включающие в себя триггеры в каждом разряде, отличающееся тем, что, с це 5 лью расширения функциональных возможностей, оно дополнительно снабжено элементами И - ИЛИ - НЕ и элементами НЕ,причем выходы триггеров одного разряда-каждого из указанных счетчиков попарно1 Осоединены, с входами элементовИ - ИЛИ - НЕ, выходы которых соединеныс входами одного дешифратора и с входами элементов НЕ, выходы которых такжесоединены с входами указанного дешифратора, а выходы триггеров тактового счетчика соединеныс входами другого дешифратора.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство424290,кл. Н 02 Р 13/16, 1974,20 2. Авторское свидетельство394902,кл. Н 02 Р 13/16, 1973.3. Авторское свидетельство366 д 40,кл. Н 02 Р 13/16, 1973.иг Составитель В. БунаковТехред О. ЛуговаяТираж 856И П И Государственного ком итепо делам изобретений и откМосква, Ж - 35, РаушскаяПП Патентэ, г, Ужгород, ул 113лиал Редактор В. фельдманЗаказ 2504/60ЦНИКорректор Н, Ст Подписное та СССР ытий аб д, 4/5 Проектнаи, 4