Устройство для управления однофазным статическим преобразователем

Союз Советскик Социалистических Республик(22) Заявлено 121078 (21) 2672231/24-0 Н 02 Р 13/18 с присоединением заявки М Государственный комитет СССР но делам изобретений и. открытий(72) Авторы изобретения Ю, А. Мордвинов и С. И, Королев Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматизированных систем управления и радиоэлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНИМ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ1 ., 2Изобретение относится к электротех- ,ными и дополнительными элементами нике и, в частности, к статическим,:совпадения, выходы которых связаны с преобразователям со ступенчатой фор- цепями управления тиристоров цикломой выходного напряжения, в которых конвертора, блок управления инвертопреобразуемое напряжение получают за 5 ром, связанный с задающимгенератором счет коммутации вторичных обмоток и указанными элементами совпадения, силового трансформатора промежуточного при этом сигналы с выхода датчиков инвертора, работающего на повышенной тока постунают на дополнительные частоте. элементы совпадения, Подобная струкИзвестйо устройство для управления 10 .тура построения устройства управлепреобразователем 11. ния преобразователем обеспечиваетОднако это устройство работоспо- егб работоспособность на любую аксобно в том случае, если напряжение тивно-индуктивную нагрузку 21, имеет трапецеидальную Форму (например, Недостатком известного устройства напряжение нулевого тиристорного ин является то, что на рассматриваемых вертора), а начало импульсов управле- структурах силовых частей при форния вентилями циклоинвертора совпа- мировании напряжения в каждый такдает с моментом начала спада указан- товый интервал при помощи несколь- ,ного напряжения и с моментом подачи ких импульсов невозможно обеспечить .очередного импульса управлейия на ти" 20 работоспособность преобразователя ристор нулевого инвертора или при ра- на любую активно-индуктивную нагрузку. боте на нагрузку, при которой ток пе- : Цель изобретения - обеспечение реходит через нуль на интервале пер- работы преобразователя на нагрузку с вого подынтервала. любым коэффициентом мощности.Наиболее близким по технической 25 Поставленная цель достигается тем, . :сущности к изобретению является уст-что устройство для управления одноройство для управления однофазным ., Фазным статическим преобразователем тиристорным инвертором, содержащее. ,с многоступенчатой формой выходного кольцевую пересчетную схему, соеди- ,напряжения за счет коммутации вто.ненную с задающим генератором основ О фричных обмоток трансформатора при20 Устройство для управления однофазным статическим преобразователемсодержит задающий генератор 1, триггер 2 с делителем 3 частоты, вспомогательные элементы 4-15 совпадения16-27, основныефэлементы 28-39 40-51совпадения, кольцевую пересчетнуюсхему 52-63 на ячейках, датчик тока64, дополнительные элементы 65-69,70- 4 О74 совпадения, делитель 75 частоты,блок 76 управления инвертаром,Силовая часть преобразователясодержит инвертор 77, циклоинвертор78-89 на тиристорах, подключенных 45ко вторичным обмоткам 90-95 силовоготрансформатора, и "нагрузку 96.Выходы задающего генератора 1Формирующего однополярные короткиеимпульсы, подключены к .последовательно соединенным триггеру 2 и делителю частоты 3 вспомогательнымиэлементами 4-15 и 16-27 совпЩения,выходы которых подключены к цепямуправления тиристоров циклоинвертора,а их входы - к соответствующим основным элементам 28-39 и 40-51 сов"падения, подключейным к Кольцевойпересчетной схеме 52-63 на ячейкахи разным выходам триггера, и к .дополнительным элементам 65"69, 70- еО74 совпадения, входы которых связаны,соответствующими ячейками кольцевойпересчетной схемы и с вторым дополнительно введенным делителем 75 час"тоты, подключенным к задающему генепомощи тиристоров, содержащее кольцевую пересчетную схему, соединенную со входами основных элементов совпа-дения, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомога-. тельных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход к блоку управления инвертором, введены дополнительные элементы совпадения и два делителя частоты, причем входы двух групп основных элементов 10 совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пере- счетной схемой, а их выходы - с выводами для подключения к управ ляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами совпаде ния, выходы дополнительных элементов совпадения подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером 2,32, а их входы - к ячейкам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером 1,2.. (2-1) и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тока подключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора.На фиг. 1 представлена схема устройства на фиг. 2 - диаграммы напря- ЗО жений на отдельных элементах схемы. ратору, при этом блок 76 управления йнвертором соединен с триггером, а датчик 64 тока включен в цепь питания инвертора 77. Циклоконвертор натиристорах 78-89 подключен ко вторичным обмоткам 90-95 силового трансформатора.ЪРассмотрим работу устройства для управления однофазным статическиМ преобразователем при работе его на активноиндуктивную нагрузку. Задающий генератор 1 формирует однополярные сигналы 97 с частотой, равной рабочей частоте инвертора (звена повышенной частоты), Длительность указанных импульсов выбирается равной времени восстановления тиристоров циклоконвертора. По заднему фронту сигнала 97 срабатывает триггер 2, на выходе которого формируется на-пряжение прямоугольной формы, кото" рое подается на блок 76 управления инвертором. Инвертор 77 формирует прямоугольное напряжение 98 (фиг.2). Одновременно к выходу триггера 2 подключен делитель 3 частоты, на выходе которого формируется сигнал в и раз ниже рабочей частоты инвертора 77(в рассматриваемом случае- количество подынтервалов в тактовом интервале равно 4). Напряжение 99 с выхода делителя 3 частоты поступает на кольцевую пересчетиую схему с щ ячейками (в рассматриваемом варианте в=12), на выходе которых Формируются прямоугольные сигналы в равной длительности (на выходе первой ячейки 52 формируется сигнал длительностью- с 4, на выходе второй ячейки 53 - Ф 4 -1 ра выходе третьей ячейки 54 - й 8- й,и т. д.). Далее указанные сигналы с кольцевой пересчетной схемы и сигнал с триггера поступают на основные элементы 28-39, 40 51 совпадеййя с выходов которых сигналы 100-111 поступают на управляющие электроды тиристоров циклоконвертора соответственно выход, например,84 подключен к тиристору 84 и т. д.).В рассматриваемой схеме каждая ступень выходного напряжения формируется несколькими импульсами (четырьмя) за счет циклического подключения, например, двух одинаковых обмоток 93 и 92, а блок управления осуществляет Формирование необходимых.сигналов управления. Закон управления обеспечивает работоспособность преобразователя на нагрузку, у которой ток отстает от напряжения не более одного тактового подынтервала. Для обеспечения питания нагрузки с меньшим коэффициентом мощности необходимо формировать определеннуюпоследовательность дополнительных импульсов управления (узкие 100-111 нафиг, 2 длительностью импульсов задающбРо генератора).Гак, к моменту времени й ток нагрузки переходит чеФормула изобретения 1. Авторское свидетельство СССРпо заявке Р 2525693/24-07, кл. Н 02 Р13/18, 1978.2. Авторское свидетельство СССР9 517133, кл, Н 02 Р 13/18, 1974. рез нуль на третьем интервале выходно.го напряжения 1121 фиг. 2) необходимоперевести ток с вентиля 83 (хотяуправление и подается на вентиль 82,но ток течет через вентиль 83) навентиль 85, Это достигается за счетподачи на указанный вентиль сигналауправления 107 в момент, представленный на фиг. 2. За счет этого на времядлительности импульса задающего генератора к вентилю 83 прикладываетсязапирающее напряжение и он выключается, а ток нагрузки "переходит"в тиристор 85. Теперь подача очередного основного сигнала управления вмоментне приведет к образованиюкороткозамкнутого контура и т. д.15формирование узких импульсов(не всех)осуществляют вспомогательные элементы 4-15 и 16-27 совпадения, входыкоторых связаны с основными элементами совпадения, задающим генератором, определяющим длительность необходимых дополнительных импульсов,датчиком тока, дающим информацию овеличине фазового сдвига между токомнагрузки и напряжением. Датчик 64тока включен в цепь питания инвертораи формирует на выходе сигнал 113,.фронты которого связаны с моментомперехода тока или напряжения черезнуль. Такая форма выходного сигналалегко реализуется за счет того, чтов инверторном и выпрямительных режимах ток в цепи питания меняет своенаправление. Таким образом, навыходе вспомогательных элементовсовпадения сигнал появляется, когдаесть сигнал с датчика тока, задающегогенератора и основного элемента совпадения. В моменты окончания тактового интервала, кроме того, необходимо сформировать дополнительные сигналы для перевода тока нагрузки свентилей, формирующих, например, первую ступень напряжения, на вентили,формирующие вторую стуйень этого напряжения. Для этой цели. введен делитель частоты,на выходе которого формируются аналогичные задающему генератору сигналы с более низкой частотой, которые поступают на дополнительные элементы 65-74 совпадения.При этом еще один вход этих элементов совпадения подключен соответственно к ячейкам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером 1,2(21"1), а их выходы - ко входамвспомогательных элементов совпадения 55с порядковым номером 2,21 где1 " количество тактовых интерваловв полупериоде выходного напряжения(в нашем случае 1=6), Такое построение позволяет сформировать дополни- щотельные импульсы управления в концекаждого тактового интервала. Каквидно, например, до момента времений 4 одновременно импульсы управленияпоступают на тиристоры 83 и 81. Однако в этом случае включается тиристор 81, так как его потенциал выше потенциала тиристора 83 и, ток нагрузки перейдет " в него, а на нагрузке будет в последующий момент времени формироваться вторая ступень выходного напряжения и т. д.Таким образом, предложенное устройство для управления статическим преобразователем позволяет работать на любую нагрузку независимо от формы напряжения инвертора, что позволит эффективно использовать подобные структуры силовых частей преобразователей для Формирования напряжения любой низкой частоты. Устройство для управления однофазным статическим преобразователем с многоступенчатой формой выходного напряжения за счет коммутации вторичных обмоток трансформатора при помощи тиристоров, содержащее кольцевую пересчетную схему, соединенную со входами основных элементов совпадения, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомогательных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выходк блоку управления инвертором, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения работы преобразователя на нагрузку с любым коэффициентом мощности, оно снабжено дополнительными элементами совпадения и двумя делителями частоты, причем входы основных элементов совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пересчетной схемой, а их выходы - с выводами для подключения .к управляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами сов-падения, выходы дополнительных элементов совпадения подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером 2,321, а их входы . - к выходам кольцевой пересчетной схемы с поряд-, ковым номером 1,2 (21-1) и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тока подключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе"е ф ь Ь. МиронА.Ач стаэехред ецакторС,о орректор С. Шекмар е Заказ 6810/20 Тираж 793 ПодписноВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, З"35, Раушская наб д. 4/филиал ППП фПатент ; г. Ужгород, ул. Проектная,