Устройство для переключения ступеней многомостового тиристорного преобразователя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеснублик(51)М, Кл,2 Н 02 Р 13/16 с присоединением эаяаки Нов Государственный коюнтет СССР по делаю изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ СТУПЕНЕЙ МНОГОМОСТОВОГО ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ 2 Изобретение относится к устройствам для управления многомостовымитиристорными преобразователями однофаэного тока с плавным бесконтактнькФазис-зонным регулированием выпрямленного и инвертируемого напряженийи может быть использовано в электроприводах с многоступенчатым регулированием напряжения на нагрузке, преимущественно на электрическом транспорте.Известно устройство для переключения ступеней многомостового статического преобразователя, содержащеефаэосдвигающие элементы, фазораспределители импульсов, измеритель угла,коммутации, логические элементы совпадения, элемент сборки ИЛИ, 1 ифференцирующие элементы, диодные ограничители и триггеры с раздельным 20запуском 1,Недостатком устройства являетсято, что фсрабатывание и отпусканиепереключателя может происходить приодном и том же угле регулирования,вследствие чего коэффициент возвратапереключателя остается постоянными равным единице, что может привестик 1 зконковой;работе преобразователя в момент переключения его ступеней.Наиболее близким по технической- сущности к предложенному изобретению является устройство, содержащее элемент временной задержки, формирователь опорных импульсов в начале полу- периода питающего преобразователь напряжения, а также фазосдвигающне элементы соответствующих ступеней преобразователя, выходы каждого из которых соединены со входами элементов совпадения, причем выходы тех из упомянутых элементов совпадения, ко вторым входам которых подсоединен один из выходов триггера с раздельным запуском, соединены через Распределитель импульсов фазосдвигающих элементов и блок усилителей с управляющими электродами силовых тиристоров преобразователя 2.Недостатком известного устройства является сложность и низкая помехозащищенность, обусловленная наличием в схеме переключателя триггера со счетным запуском.Цель изобретения - упрощение конструкции и повышение помехозащищенности.Поставленная цель достигается тем,что известное устройство снабженологическими элементами ИЛИ-НЕ, одиниз которых включен между выходом формирователя опорных импульсов и входомтого элемента совпадения, ко второмувходу которого подсоединен выход фазосдвигающего элемента первой ступенипреобразователя, а другой элементИЛИ-НЕ включен между выходом фазосдвигающего элемента первой ступении входом того элемента совпадения,ко второму входу которого через элемент временной задержки подключенвыход упомянутого формирователяопорных импульсов, а выходы этих двухэлементов совпадения подсоединены квходам триггера с раздельным запуском,На фиг. 1 изображена принципиальная блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 приведены временныедиаграммы напряжений на выходах элементов устройства до переключения,преобразователя с первой ступени навторую; на фиг. 3 приведены временные.диаграммы напряжений на выходах 25элементов устройства после переключения преобразователя с первой ступени на вторую.Устройство для переключения ступеней многомостового тиристорногопреобразователя содержит формирователь опорных импульсов 1, элементИЛИ-НЕ 2, элемент совпадения 3, фазосдвигающий элемент 4, элемент временной задержки 5, элемент совпадения З 56, элемент ИЛИ-НЕ 7, триггер 8, элемент 9, Фазосдвигающий элемент 10,элемент совпадения 11, распределитель 12 импульсов фазосдвигающихэлементов, блок усилителей 13, преобразователь 14 и силовой трансформатор 15.Все элементы предлагаемого устройства могут быть реализованы на интегральных микросхемах.Устройство работает следующим 45образом.В начале каждого полупериода питающего преобразователь напряженияФормирователь 1 формирует опорныйимпульс Мопс Фазой сС, п(см, фиг. 2 и 503), который поступает одновременнона вход элемента ИЛИ-НЕ 2 и на входэлемента временной задержки 5. Навыходе элемента ИЛИ-НЕ 2 получаютинвертированный опорный импульс 11 и 55см,фиг, 2 и 3), который поступаетна один из выходов, элемента совпадения 3. На второй вход элемента совпадения 3 поступает регулируемый пофазе с(.рег 1 импУльс Брег,(см фиг. 2 И3).Импульс Цре 1 формируется фазосдви"гающим элементом 4 первой ступенипреобразователя, Фазосдвигающий элемент 4 преобразует напряжение управления В импульсы рег.1 прямоугольной Формы. При увеличейии напряжения управления фаза импульса (1 ег 1 изменяется от о реги = 180 электрйческих градусов до с.рег= 0 электрических градусов, так как фазосдвигающие элементы 4 и 10 имеют обратную фазовую характеристику,До тех пор пока инвертированный опорный импульс оп с выхода элемента ИЛИ-НЕ 2 и импульс Црегс выхода Фазосдвигающего элемента 4 будут поступать на входы элемента совпадения3 неодновременно, сигнал П 1 (см.фиг. 2) на его выходе, а, следовательно, и на одном из входов триггера8 с раздельным запуском будет отсутствовать,Снимаемый с выхода элемента временной задержки 5 (см. Фиг, 1) задержанный опорный импульс п (см.Фиг. 2 и 3), имеющий Фазу (.,п,поступает на один из входов элемента совпадения б. На второй вход элемента совпадения б поступает сформированный фазосдвигающим элементом4 и инвертированный с помощью элемента ИЛИ в7 (см. Фиг. 1) импульс Орег (см. Фиг. 2), При одновременном присутствии на входах элемента совпадения б импульса Б пс выхода элемента временной задержки 5 и импульса реги с выхода элемента ИЛИ-НЕ 7 на выходе элемента совпадения 6 (см. Фиг. 1) образуется сигнал (З,щ, (см. фиг, 2), Сигналь с выхода элемента совпадения б поступает на второй вход триггера 8 с раздельным запуском, поддерживая его в таком состоянии, при котором с одного из его выходов снимается разрешающий сигнал П(см, Фиг. 2), поступающий на один из входов элемента совпадения 9 (см. Фиг, 1), а с другого выхода триггера 8 снимается запрещающий сигнал Бт(см. Фиг. 2), поступающий на один из входов элемента совпадения 11 (см. Фиг, 1) . При этом импульс Брег 1 с выхода фазосдвигающего элемента 4 через открытый элемент совпадения 9, распределитель12 импульсов Фазосдвигающих элементов,блок усилителей 13 поступает на первую ступень преобразователя 14, регулируя фазу открытия вентилей в плечах этой ступени. Импульс реги с выхода фазосдвигающего элемента 10 через закрытый элемент совпадения 11 навторую ступень преобразователя при этом не проходит (см. Фиг, 1),По мере увеличения напряжения уп- РавлениЯ фазас 1. 1 импульса Брегс выхода Фазосдвигающего элемента 4 первой ступени преобразователя уменьшается. Однако пока выполняется неравенство (см. Фиг. 2) оп рег д оп ".продолжается регулирование по фазетиристоров первой ступени преобразователя, так как на входы элементасовпадения 3 импульсы Поп и Претвсе еще поступают неодновременйо, навыходе элемента совпадения 3 сигналотсутствует и триггер 8 продолжаетоставаться в прежнем состоянии.При д.рет 1е-оп (см. Фиг, 2 и 3)инвертированный опорный импульс Пос выхода элемента ИЛИ-НЕ 2 (см. Фиг.1) и импульс 1) ег с выхода фазосдвигающего элемента 4 одновременно поступают на входы элемента совпадения 3.На выходе элемента совпадения 3при этом появится сигналв 1(см.15ооВМфиг. 3), опрокидывающий триггер 8с Раздельным запуском в такое состояние, при котором с одного из его вы- .ходов снимается запрещающий сигналПтр 2 (см. Фиг, 3), поступающий на 2один из входов элемента совпадения9 (см. Фиг. 1), а с другого выходатриггера 8 снимается разрешающийсигнал Б., (см. Фиг. 3), поступающий на одйн из входов элемента совпадения 11,При этОм импУльс Прег 1 с выхОдафазосдвигающего элемента 4 через закрытый . элемент совпадения 9 не пройдет на первую ступень преобразователя 14, а импульс Иветт с выхода фазосдвигающего элемента 10, прошедшийчерез открытый элемент совпадения 11,распределитель 12 импульсов фазосдвигающих элементов и блок усилителей13, поступает на вторую ступень преобразователя 14, регулируя Фазу открытия вентилей в плечах этой ступени.Таким образом, сигналы с выходовтриггера 8 используются как командыдля переключения ступеней многомостового преобразователя 14.На этом заканчивается процесспрямого перехода с первой ступениРегулирОвания на ВтОРую Аналогично 45осуществляется, прямой переход со второй ступени регулирования на третью,с третьей на четвертую и т,д.Обратный переход, например, совторой ступени регулирования на первую осуществляется по мере уменьшения напряжения управления и увеличения сначала фазысрег 2 импульса Прегос выхода Фазосдвигающего элемента10 второй ступени преобразователя.По мере дальнейшего уменьшения напряжения управления будет увеличиватьсяфазас(ретимпульса креи с выхода фазосдвигающего элемента 4 первой;ступени преобразователя. При этом покасС рег . сх. , (см. Фиг. 2 и 3) будет 60продолжаться регулирование второйступени преобразователя, так кактриггер 8 продолжает оставаться всостоянии, опрокинутом .сигналом 0 е вс выхода элемента совпадения 3, по скольку сигнала Бсовнл на выходе элемента совпадения б при о ег, . стоне будет, Заметим, что приК сс -ссоп реГ спъ(см. Фиг. 2 и 3) будут отсутствоватьсигналы Оооьщи П, ,на выходах элементов совпадения 3 и 6 соответственно, но триггер 8 по-прежнему будетоставаться в состоянии, опорокинутом сигналом П поэтому все еще буде . продолжаться регулирования второйступени преобразователя.При о.рет 1с(.опт на входы элемента совпадения б будут поступать одновременно сигналы Бопэ и Б рЕг, аснимаемый при этом с его выхода сигнал Уов("м. Фиг, 2) возвратиттриггер 8 (см. Фиг. 1) в пебвоначаль.ное исходное состояние, позволяющеепроизвести обратное переключениепреобразователя со второй регулируемой ступени на первую,Переключение ступеней регудирования напряжения многомостового преобразователя в режиме инвертированияпроисходит так же, как и в режимевыпрямл ения,Из сказанного следует, что прямое переключение преобразователя, Йапример, с первой ступени на вторуюосуществляется прис( рег -опаобратное переключение преобразователясо второй ступени на первую осуществляется при серега"опэ . Поскольку с(-опс 1.оп (см, Фиг. 2 и 3)на величину до(=с-опт Фоп г то коэффициент возврата КВ определяемыйсоотношениемо опоптбудет меньше единицы, что исключает зконковый эффект работы преобРазователя в момент переключения его ступеней и повышает плавность регулирования.Изменяя величину временной задержки опорного импульса, можно в необходимых пределах регулировать величину коэффициента возврата, регулируя тем самым момент переключения ступеней преобразователя с целью( улучшения его энергетических показателей,Формула изобретенияУстройство для переключения ступеней многомостового тиристорного преобразователя однофазного тока с плавным бесконтактным фазно-зонным регулированием выпрямленного и инвертируемого напряжений, содержащее элемент временной задержки, Формирователь опорных импульсов в начале полупериода питающего преобразователь напряжения, а также фазосдвигающие элементы соответств)ющих ступенейпреобразователя, выходы каждого изкоторых соединены со входами,элементов совпадения, причем выходы техиз упомянутых элементов совпадения,ко вторым входам которых подсоединенодин из выходов триггера с раздельным запуском, соединены через распределитель импульсов фазосдвигающихэлементов и блок усилителей с управляющими электродами силовых тиристоров преобразователя, о т л и ч а ю,щ е е с я тем, что, с целью упрощенияповышения помехоэащищенности и уменьшения коэффициента возврата без снижения энергетических показателей иплавности регулирования преобразователя, оно снабжено логическими элементами ИЛИ-НЕ, одиниз которых включен между выходом формирователя опорных импульсов и входом того элемента совпадения, ко второму входу которого подсоединен выход фаэосдвигающегоэлемента первой ступени преобразователя, а другой элемент ИЛИ-НЕ включенмежду выходом фазосдвигающего элемента первой ступени и входом того элемента совпадения, ко второму входукоторого через элемент временнойзадержки подключен выход упомянутого формирователя опорных импульсов, а выходы этих двух элементов совпадения подсоединены ко входам триггера с раздельным запуском,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 440282, кл; Н 02 Р 13/16, 1974.2. Авторское свидетельство СССР9 440283, кл. Н 02 Р 13/16, 1974,699649 ставитель Ю. Андрехред З,Фанта Редактор Д. Зубо орректор Н ерновска Заказ 7886/2 еннени Филиал .ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Тираж 857 ЦНИИПИ Государст по делам иэобре 13035, Москва, ЖПодписноео комитета СССРи открытийушская наб., д, 4