Устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя

Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет -Н 02 Р 13/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Е.С, Блейз, Л,К. Бовина, Б,А. Кулешов и Ю.В, Мерзляков 1) Заявител УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯя,яаИзобретение относится к области преобразования и распределения электрической энергии, а именно к устройствам для управления тиристорами ре-версивного преобразователя.Известно устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя,содержащее усилитель постоянного тока с дифференциальным выходом и два канала управления соответ 1 О ствующей группой тиристоров, каждый из которых содержит генератор опорного напряжения и последовательно соединенные пороговый элемент и формирователь-усилитель ймпульсов 1), 15 Применение усилителя постоянного тока с дифференциальным выходом и включение в каждом канале автономно-, го генератора опорного напряжения 20 приводит к различию характеристик каналов, определяющему ассимметрию углов управления.Известно также устройство для уп равления тиристорами реверсивного преобразователя, в котором в один иэ каналов управления группами тиристоров включен дополнительный усилитель, предназначенный для инвертирования управляющего сигнала в указанном канале (2) .Это устройство также не обеспечивает необходимой точности согласования из-за технологического разброса параметров каналов управления, определяющего асимметрию углов управлениНаиболее близким по технической сущности и достигаемому реэуЛьтату является устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя, содержащее блок управления, генератор опорного напряжения, синхронизированный напряжением питания, и два канала, каждый из .которых управляет соответствующей группой тиристоров и состоит из последовательно соединенных порогового элемента, выполненного на базе операционного усилителя с дифференциальным входом, и усилителя-Формирователя, причем выходы блока управления и генератора. опорного напряжения связаны со входами обоих каналов (3,Недостатками устройства являютс недостаточно высокая точность согл сования углов регулирования групп тиристоров и сложность, обусловленньте наличием дополнительного усилителя, инвертирующего управляющий сигнал в одном из каналов, и дополнительных промежуточных каскадов формирования разнополярных опорных напряжений.Цель изобретения - упрощение и повышение точности.5Поставленная цель достигается тем, что генератор опорного напряжения выполнен однополярным и его выход подключен непосредственно к одноименным входам обоих каналов, а разноименные входы последних подключены непосредственно к выходу блока управления,Кроме того, с,целью расширения диапазона начального согласования углов регулирования, оно снабжено источником сигнала смещения, выход которого подключен к одноименным по отношению друг к другу и разноименным по отношению к генератору опорного напряжения входам обоих каналов . 20 30 На фиг, 1 представлена схема устройствау на фиг. 2 и фиг. 3 изображены диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устройства в конкрет ном случае пилообразно-импульсного напряжения на выходе генератора опорного напряжения: на фиг. 2 - при от-. сутствии сигнала смещения, на фиг, 3- при наличии положительного сигнала смещения.Однополярный выход генератора 1 опорного напряжения через резисторы 2 и 3 подключен к одноименным входам операционного усилителя 4 порогового элемента 5 одного канала и операцион-35 ного усилителя б порогового элемента 7 другого канала. Выходы операционных усилителей 4 и б соединены через резисторы 8 и 9, а конденсаторы 10 и 11, осуществляющие положительную обратную 40 связь - с одноименными входами опера- ционных усилителей 4 и б, Разноименные по отношению друг к другу входы операционных усилителей 4 и б через резисторы 12 и 13 подключены к выхо ду блока 14 управления. Последова тельно с пороговыми элементами 5 и 7 включены усилители-формирователи 15 и 16, соответственно, связанные с управляющими электродами тиристоров двух групп 17 и 18 реверсивного преобразователя Х 9, питающего нагрузку 20. Зажим 21 служит для пбдачи напряжения силовой сети 0 (й), питающей реверсивный преобразователь 19, зажим 22 - для подачи синхронизирующегонапряжения (напряжения силовой сети) О (1) на генератор 1 опорного напряжения, Входной зажим 23 предназначен для подачи напряжения управляющего сигнала О, (1) . Выход источ ника 24 сигнала смещения через резисторы 25 и 26 подключен к одноименным по отношению друг к другу и раэноименным по отношению к генератору 1 ойорного. напряжения входам операцион- б 5:ных усилителей 4 и 6 пороговых элементов 5 и 7 обоих каналов.На фиг. 2 приняты следующие обозначения:а - графики изменения: напряженияна выходе генератора 1 опорного напряжения,; напряжений на разноименных входах операционных усилителей 4 и б, обусловленных напряжением управляющего сигнала, усиленнымв К раз блоком 14 управления,У(Ф) Ки ,б - графики йзменения (при отсут-.ствии напряжения источника сигналасмещения): выходных напряжений пороговых элементов 5 и 7 при отсутствииуправляющего сигнала, Б ц о,иПц,(сплошная линия); выходного напряжения порогового элемента 5при наличии управляющего сигнала,ьы. (М (штрих-пунктирная линия);выходного напряжения порогового элемента 7 при наличии управляющего сигнала, У (1) (пунктирная линия);в - графики изменения (при отсутствии напряжения источника сигналасмещения): напряжений на управляющихэлектродах тиристоров первой 17 ивторой 18 групп реверсивного преобразователя 19 при отсутствии управляющего сигнала, Бу (1) и Б(, (г-)(сплошная линия); йапряжений йа управляющих электродах тиристоров однойгруппы 17 реверсивного преобразователя 19 при наличии управляющего сигна -ла, 01 (1) .(штрих-пунктирная линия);напряжений на управляющих электродахтиристоров второй группы 18 реверсивного преобразователя 19 при наличииуправляющего сигнала, Бд, (1) (пунктирная линия),На фиг. 3 приняты следующие обозначения;а - графики изменения; напряжения на выходе генератора 1 опорного напряжения, П я(С); напряжения смещения на выходе источника 24 смещения, Пм(1); суммы й разности напряжений источника сигнала смещения и управ - ляющего сигнала, усиленного блоком 14 управления в К раз, а именно: см+ К)уи ПсмК(уб - графйки изменения (при наличии напряжения источника 24 сигнала. смещенйя): выходных напряжений пороговых элементов 5 и 7.при отсутствииуправляющего сигнала, Б цыц,и ььц., (1) (сплошная линия); выходоаного йапряжения порогового элемента 5 при наличии управляющего сигнала, Пь,(штрих-пунктирная линия) 1 выходного напряжения порогового элемента 7 при наличии управляющего сигнала, Пь, (1) (пунктирная линия);в - графики изменения(при наличии напряжения источника 24 сигнала смещения): напряжений на управляющихэлектродах тиристоров первой 17 ивторой 18 групп реверсивного преобразователя 19 при отсутствии управляющего сигнала, П, (С) и П (С(сплошная линия); напряжений на управляющих электродах тиристоров одной группы 17 реверсивного преобразователя 19 при наличии управляющегосигнала, (7 (С) (штрих-пунктирнаялиния); напряжений на управляющихэлектродах тиристоров второй группы18 реверсивного преобразователя 19при наличии управляющего сигнала,О (С) (пунктирная линия),Устройство работает следующим образом.При отсутствии управляющего сигнала Б,(С) на входном зажиме 23 иотсутствии источника 24 сигнала смещния с однополярного выхода генератора 1 опорного напряжения на одноименные входы пороговых элементов 5 и 7поступает опорное напряжение П(С) .До тех пор, пока опорные напряженияне превысят нулевого значения, операционные усилители 4 и б пороговыхэлементов 5 и 7 находятся в насыщенном состоянии при отрицательных напряжениях на выходах, В момент времени С(фиг. 2 а) операционные усилители 4 и б, охваченные положительной обратной связью, выходят в активную область и переходят во вторбе насыщенное состояние при положительныхнапряжениях на вьгодах пороговых элементов 5 и 7 (совпадающие друг с другом кривые Б(С) и Бы 7, (С)изображенные на фиг, 26 сйлошной линией), Нарастающие опорные напряжения П(С) на входах операционныхусилителей 4 и б надежно насыщают этиусилители, исключая дробление выходных импульсов пороговых элементов5 и 7, По передним фронтам выходныхимпульсов ььц 5 (С) и Ущь 7 (С) пороговых элементов 5 и 7 в момент времени С усилители-формирователи 15и 16 формируют импульсы управлениягруппами.17 и 18 тиристоров реверсивного преобразователя 19 (совпадающиедруг с другом кривые П,7, (С) иПчн (С), изображенные на фиг, 2 всплошной линией).При наличии управляющего сигнала,(С) на входном зажиме 23 на входыпороговых элементов 5 и 7 дополнительно поступает напряжение управляющего сигнала, усиленное в К разблоком 14 управления, Пу(С)К. Всвязи с тем, что блок 14 управленияимеет один выход, напряжение с еговыхода подается на разноименные входы операционных усилителей 4 и б пороговых элементов 5 и 7. Поэтому напряжения управляющего сигнала Ц(С) Кна пороговых элементах 5 и 7 имеютразную полярностьОтсюда ясно, чтопороговый элемент 5 срабатывает в момент времени С равенства опорногонапряжения отрицательной полярности Б (С) и усиленного в К раз блоком14 управления управляющего напряже) ния К П(С) (на фиг. 26 криваяБцщ (С), изображенная штрих-пунктирной линией), а пороговый элемент7 - в момент времени С равенстваопорного напряжения .положительной полярности(С) и усиленного в К разблоком 14 управления управляющегонапряжения КП(С) (на фиг, 26 криваяБЕц (С), изображенная пунктирнойлинией) . В моменты времени С, и С дусилители-формирователи 17 и 18 формируют импульсы управления ,7 (С)чц,и , (С) группами тирисйоров 17и 18 реверсивного преобразователя 19(на фиг. 2 в кривая 1)7, (С) изображена штрих-пунктирной лийией, а криваяП 1,(С) в (пунктирной линией),При наличии источника 24 сигналасмещения напряжение сигнала смещения20 сМ (С) через резисторы 25 и 26 поступает на входы пороговых элементов 5и 7, одноименные друг к другу и раз"ноименные по отношению к генератору 1опорного напряжения. Поэтому на пороговых элементах 5 и 7 напряжения смещения имеют одинаковую полярность,причем на пороговом элементе 5 - противоположную полярности напряжения,вызванного управляющим сигналом, ана пороговом элементе 7 - совпадающую с полярностью напряжения, вызв.анного управляющим сигналом, В этомслучае момент прохождения угла начального согласования (согласованияпри отсутствии управляющеГО напряжения) перемещается из точки Св точку С, т.е. в момент равенства напряжения смещения 0 (С) и напряжения генератора 1 опорного напряженияПоп (С). Если управляющий сигнал от 40 личен от нуля, пороговый элемент 5срабатывает в момент С, равенстваопорного напряжения П(С) и разности напряжения источника сигнала смещения и усиленного в К раз блоком 1445 управления напряжения управляющегосигнала Псн (С) - К 0(С), а пороговыйэлемент 7 - в момент С равенстваопорного напряжения П 0(С) и суммынапряжения смещения и усиленного в К50 раз блоком 14 управления напряженияуправляющего сигнала П (С) + КП (С) .Из сравнения диаграмм напряжений,представленных на фиг, 2 ав и нафиг. За-Зв, следует, что введениеисточника сигнала смещения позволяет,изменяя величину напряжения на еговыходе, изменять угол начального согласования в широком диапазоне.Поскольку в предлагаемом устройстве блок управления имеет один выхоД,60 связанный с разноименными входами пороговых элементов без дополнительного промежуточного усилителя, а генератор опорного напряжения - один однополярный выход, связанный с одно 65 именными входами пороговых элементов.738093 формула изобретения У,Щ и без дополнительных промежуточных каскадов формирования разнополярных опорных напряжений, то исключается воэможность нарушения согласования углов регулирования групп тиристоров и иэ-за различного характера дрейфа нуля блока управления и дополнительнОго промежуточного инвертирующего усилителя и из-эа возможного разброса параметров элементов и, следовательйо, обеспечивается более высокая по сравнению с известным устройством точность, Исключение дополнительного инвертирующего усилителя и каскадов формирования раэнополярных опорных напряжений упрощает схему устройства.Введение в схему устройства источ- ника сигнала смещения с выходом, подключенным к одноименным по отношению друг к другу и разноименным по отношению к генератору опорного напряжения входом обоих каналов, расширяет диапазон начального согласования углов регулирования. 1, Устройство для управления тиристорами реверсивного преобразователя, содержащее. блок управления, генератор опорного напряжения синхронизи/ ЗО рованный напряжением питания, и два канала, каждый из которых управляет соответствующей группой тиристоров и состоит из последовательно соединенных пороговогоэлемента, выполнен 35 ного на базе операционного усилителяс дифференциальным входом, и усилителя-формирователя, причем выходы блока управления и генератора опорногонапряжения связаны со входами обоихканалов, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью упрощения и повышения точности, генератор опорногонапряжения выполнен однополярным иего выход подключен непосредственнок одноименным входам обоих каналов,а разноименные входы последних подключены непосредственно к выходу бло-,ка управления.2, Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюрасширения диапазона начального согласования углов регулирования, оноснабжено источником сигнала смещения,выход которого подключен к одноименным по отношению друг к другу и разноименным по отношению к генераторуопорного напряжения входам обоих каналов.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1. Козин В.М., Марченко Я.Е. Управляющие устройства тиристорных преобразователей для электроприводов постоянного тока, М Энергия,1971,с, 48, рис, 24 и с 7, рис. 22.2. Писарев А,Л Деткин Л.П, Управление тиристорными преобразователями, М ., Энергия, 1975, с, 171,рис, 5-1 .3. Патент Франции Р 2194072,кл. Н 02 Р 13/16, 27,03.1973.738093 ь.т Ю ЦНИИПИ Заказ 2573/9 Тираж 783 исное ктн ауО р)фв) к и Щ ц Ф) и, "ь ,И,с ба ф в Ю Оуе, И) йцм, цЯфЦЯк, Ц ф 4 Ую)к Ьюа.гщ И) Мь.ю, щ Оуп, Р Ууу Щц ППП Патент 1, г. Ужгород, ул