Устройство для управления реверсивным выпрямителем

Яо и.зсс,а,н и е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветсимхСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 15,12,77 (21) 2554616/24-07с присоединением заявки рй(51)М. Кл, Н 02 Р 13/24 Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения 3Московский ордена Ленина энергетический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМИзобретение относится к силовой преобраэовательнор технике и предназначено . для использования в электроприводе постоянного токе, в электротермии и электротехнологни.Известны выпрямители 11, содержа 5 шие вентильный комплект из неунравляемых вентилей, связанный с питающей сетью через параметрический источник токе, Подобные устройства имеют токовую внешнюю характеристику, устойчивы к режимам короткого замыкания,. в нагрузочной цепи, имеют высокий коэффициент мощности, Однако управление такими устройствами может быть осуществлено лишь внешними средствами; путем изменения структуры параметричес кого источника (переключенне обмоток трансформатора, переключение рактивных элементов), что обусловливает низкое 20 быстродействие и надежность, В таких устройствах невозможен реверс направления тока, неприменима быстродействующая защита по управляющим электродам,Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления управляемым реверсив ным выпрямителем 21, Силовая часть выпрямителя состоит из двух встречно- параллельно включенных вентильных управляемых комплектов, связанных с питающей сетью через тт -фазный параметрический источник тока, Устройство управления содержит нуль-органы токов параметрического источника, генератор тактовых импульсов, состоящий иэ дифференцнрующих цепей и элемента ИЛИ 1 датчик нулевой паузы, состоящий иэ нересчетного блока, источника пилообразного и управляющего напряжения и",компаратора, а также распределитель и датчик реверса,Устройство обладает рядом недостатков, В нем.возможно образование контура, закорачивающего параметрический источник в моменты, когда элементы поопеднего накопили большую энергию, Это требует увеличения установленной мощ10 3 73809ности оборудования выпрямителя и снижает надежность его работы, Во-вторыхвентили одного из комйлектов постоян-"-:но открыты во время паузы, таким образом, во время нулевой паузы включаетсябольшее число вентилей, чем необходимо для фуйкционирования выпрямителя,что требует увеличения мощности выходных каскадов устройства управления,Белью изобретения является снижение установленной мощности выпрямителя и повышение надежности его работы,Поставленная цель достигается тем,что В устройство для упраВления реВер усивным выпрямителеМ, состоящим из" " " -"Встречно-параллельных вентильных комплектов и гй -фазного параметрическогоисточника тока, содержащее т нуль-органовтока, связанных с генератором так- товых импульсов и распределителем, датчик нулевойпаузы и датчик реверса,введены три элемента И и триггер, при чем выход генератора тактовых импульсовсвязан со входами всех элементов И, второй вход первого элемента И связан свыходом датчика нулевой паузы, а вы-.ход - со счетным входом триггера, вто" рые входы второго и третьего элементОВ И сВяэаны с инВерсным Выходом дат 30чика нулевой паузы, а третьи входы спрямым или инверсным выходом датчикареверса соответственно, выход второгоэлемента И связан с й -входом триг" Гера, а выход третьего элемеята И с З 5З - .входом триггера, выход триггераприсоединен к распределителю.Структурная схема устройства приведена на фиг, 1; на фиг, 2 - схема40силовой части выпрямителя (для определенности принята трехфазная мостоваясхема включения вентилей), на фиг, 3 временные диаграммы, поясняющие работу устройства,Устройство содержит нуль-органы токов 1-3, генератор 4 тактовых импульсов, датчик 5 нулевой паузы, датчик 6реверса, распределитель 7, первый элемент И 8, второй элемент И 9, тре 50тий элемент И 10, триггер 11, параметрический источник тока 12, вентили13-18 первого вентильного комплекта,вентили 19-24 второго вентильного комплекта, нагружу 25,На диаграммах: 26 - токи параметрического источника 27- выходной ток выпрямителя,28 - управляющие" ймйульсы" йа"тиристОры первого вентильного комп 7 флекта, 29 - управляющие импульсы второго комплекта,Принцип действия устройства заключается в следующем, При отсутствии им-,пульса нулевой паузы устройство управления выдает в циклическом порядке естест.венного отпирания управляющие импуль-,сы длительностью 3 Т/т на вентили одйоГо комплекта (временной интервал-на диаграмме, 28), соответствующего сигналу на выходе датчика реверса, Например, при сигнале "1 на прямом выходедатчика реверса и "1 на инверсномвыходе датчика нулевой паузы на входетриггера 1 1 .логическая единица, на выходе триггера имеется сигнал на включение вентилей первого комплекта, Приналичии 1 " на инверсном выходе датчика реверса 6 логическая единица подается на вход триггера 11 и он выдает на распределитель сигнал на включение вентилей только второго комплекта, В таком режиме работы через нагрузку протекает максимальный ток(диаграмма 27), На диаграммах 27, 28,29 указаны номера вентилей, вступающих в работу в каждом такте, а на диаграмме 27 номера вентилей, включенных в предшествующих тактах и проводящих ток в данном такте,При формировании сигнала нулевой паузы (логическая "1" на прямом выходедатчика нулевой паузы), на выходах элементов И 9 и 10 логические "Оф, Через,элемент И 8 осуществляется счетный запуск триггера 1 1. При этом на его выходе возникают поочередно сигналы, соответствующие включению вентилей перюго комплекта либо второго комплекта,Григгер 11 переключается в моментытактовых импульсов, Укаэанное поочередное включение вентилей представлено на диаграммах 27, 28, 29 (временной интервал- ), При этом все фазы параметрического источника тока соединены накоротко и ток через нагружу .не протекает (пауза тока в нагрузке,диаграмма 27) Таким образом, в течение паузы управляющие импульсы подаются только на один вентиль в каждомтакте, ток проводят одновременно не более трех вентилей.После исчезновения сигнала нулевойпаузы на датчике 5 восстанавливаетсяпервоначальный режим, причем ток в нагрузке протекает в направлении в соответствии с сигналом датчика реверса 65 ,738097мах фиг, 3, показана для определенности йработа вентилей второго комплекта послле паузы). Максимальная задержка в вос- истановлении тока в нагрузке после паузы. тне превосходит двух тактов, 5 сПодача тактовых импульсов генератора 4 на входы всех элементов И 8-10 вобеспечивает изменение состояние схемы втолько в моменты прохождения через кнуль выходного тока параметрического 10 гисточника 12, при этом осуществляетсяоптимальное течение переходных процессов в силовой схеме, типовая мощностьнможет быть за счет этой оптимизациинпереключений значительно уменьшена поксравнению с прототипом, РаспределительК7 выполняет функцию логического совпадения двух сигналов: сигнала с выходатнуль-органов тока 1-3, указывающего,дк какой фазе должен принадлежать включаемый в данном такте вентиль, и сигнала с выхода триггера 11, указывающего, к какому вентильному комплектупринадлежит включаемый вентиль, Триггер 11 при переходе к режиму паузы выполняет функции памяти запоминая, накакой комплект подавался управляющийимпульс в предшествующем такте. Структура распределителя в предлагаемом устройстве значительно проще, чем структура аналогичного узла в устройствепрототипе,Таким образом, устройство позволяет уменьшить типовую мощность силовой час-З ти выпрямителя, поскольку коммутации в схеме происходят только при нулевых зна-. чениях тока параметрического источника данной фазы. Уменьшается мощность выход. ных каскадов устройства управления, поскольку во всех режимах работы управляющий импульс подает",я в каждом такте только на один вентиль, Упрощается реализация распределителя, Указанные преимуества по сравнению с прототипом позвояют уменьшить стоимость устройстваповысить его надежность за счет опимизации хода электромагнитньк процесов. В связи, с этим устройство можетнайти широкое применение в электроприодах с моментными характеристиками,/установках для питания электрошлаовых и руднотермических печей и в друих технологических установках,Ф ормула изобретенияУстройство для управления реверсивым выпрямителем,состоящим из встречо-параллельно включенных вентильныхомплектов и т /фазного параметричесого источника тока, содержащее гп нульорганов тока, связанных с генераторомактовых импульсов и распределителем,атчик нулевой паузы и датчик реверса,тличающееся тем,что,сцелью снижения типовой мощности вы-прямителя и повышения надежности, оноснабжено тремя элементами И и триггером, причем выход генератора тактовых импульсов связан со входами всехэлементов И, второй вход первого элемента И связан с выходом датчика нулевой паузы, а выход- со счетным вхдом триггера, вторые входы второго итретьего элементов И связаны с инверсным выходом датчика нудевой паузы, а третьи входы с прямым или инверсным выходом датчика реверса соответственно, выход второго элемента Исвязан с Я -входом триггера, а выходЪтретьего элемента И с, -входом триггера, выход триггеоа присоединен к распределителюю,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Труды МЭИ, вып, 159, М., 1973,с, 57-62,2. Авторское свидетельство СССРХО 554598, кл, Н 02 Р 13/16, 1976,Составитель О. ПарфеноваРедактор Н, Коляда ТехредЖ. Кастелевич Корректор С, Бом з 2826/35 БНИИПИ ственного копо дел ретений и13035, М Ж, Рау 5иал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 ираж 783Госу дарам изобосква,Подписноемитета СССРоткрытийшская наб, д, 4/