Устройство импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем

0 П И С А Н И Е (и 920564ИЗЬВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнкСоцнапнстнческнкРеспублик(23) Приоритет 6 01 й 27/02 Ймударетеенвй квинтет СССР аю делам зебретений и еткрытий(71) Заявитель Челябинский политехнический и ститт,.:,им. Ленинского комсомоламе(54) УСТРОЙСТВО ИИПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫИ ВЫПРЯНИТЕЛЕИ Устройство относится к силовойпреобразовательной технике и можетиспользоваться в системах автомати"ческого управления технологическимипроцессами.5 Известны системы импульсно-фазо.вого управления (СИФУ) вентильными преобразователями, содержащие последовательно соединенные усилитель, фильтр, фазосдвигающее устройство и блок силовых тиристоров 11.Недостатком этих устройств является возможность появления аварийных ситуаций в случае неисправности цепи управления силовых тиристоров.т 5Известно устройство для импульсно-фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее последовательно соединенные усилитель, фильтр, фазосдвигающее устройство и блок силовых тиристоров, работоспособность отдельных элементов которого контро" лируется световыми индикаторами 2 .г Недостатком данных устройств является отсутствие автоматического управления аварийной ситуацией.Цель изобретения - обеспечение автоматической диагностики состоя" ния устройства импульсно"фазового управления тиристорным выпрямителем.Поставленная цель достигается .тем, что в устройство импульсно-Фазового управления тиристорным выпрямителем, содержащее операционный усилитель, выполненный.из последовательно соединенных сумматора, первый вход которого является входом устройСтва, интегратора и релейного элемента, выход которого соединен со вторым входом сумматора и входом фильтра, выход которого соединен со входом фазосдвигающего устройства, блок силовых тиристоров, первый. вход которого соединен с источником опорного напряжения, и первый, второй и третий индикаторы, введены элемент И-НЕ, ключ, первоек изменению производной разверткиу(С) на выходе интегратора 2. В ин-тервале времени несовпадение знаковсигналов х(й) и у(с) (фиг.2 ) скорость изменения развертки у(й) зависит от разности токов на входе3и в цепи обратной связи развертываю"щего операционного усилителя, а винтервале времени совпадения знаковх и у(1) производная сигналау .(й) определяется суммой соответст"вующих токов. В реэультасе постоянная составляющая импульсов уз(й). запериод автоколебаний развертывающего операционного усилителя устанавливается пропорциональной уровнювходного воздействия х(й) . Фильтр 4предназначен для выделения постоянной составляющей уч(й) (фиг.2 )импульсову,фазосдвигаюшее устройство 5 осуществляет формирование импульсовуправления у(й) (фиг.23) тиристора.ми блока 6 и их Фазовый сдвиг по от-,ношению к напряжение сети у. (С) вфункции амплитуды сигнала уч(т.).Звенья 7-18 и 23-25 введены в схемуУИФУ для обеспечения автоматической диагностики состояния устройства.Первый канал преобразованиявключает триггер 8, дифференцируетзвено 11 и детектор 14. С помощьютриггера 8 сигнал у(с) (Фиг.2 ю)преобразуется в импульсы уэ(Фиг.2) со средним нулевым значе-нием и с периодом в два раза превышающим период сигнала у(й). Звено11 осуществляет разделение входнойцепи детектора 14 по постоянномутоку и имеет передаточную функциювида тр+ ТР 4где Т -р Т - постоянные времени звена 11, которые выби раются таким образом,чтобы обеспечить передачу импульсов уэ(й)на вход детектора 14без искажений.В детекторе 14 импульсы удетектируются (выпрямляются)фиг.2.и подаются на соответствующий входэлемента 7 И-НБ. Таким образом, ээ формируется сигнал уц(й), наличиекоторого свидетельствует о работо способности звеньев 1-3. Для автоматической диагностики неисправности 3 920564 4дифференцирующее звено и три каналапреобразования информации, каждыйиэ которых включает последовательносоединенные триггер, второе дифференцирующее звено и детектор, причемвход первого канала соединен со вхо"дом фильтра, выход которого черезпервое дифференцирующее звено соединен со входом второго канала преобразования информации, а выход фазо" 10сдвигающего.устройства соединен спервым входом ключа и входом третье"го канала преобразования информации,причем выходы первого, второго итретьего каналов преобразования ин з. формации соединены соответственносо входами первого, второго и третье".го световых индикаторов и входамиэлемента И-НЕ, выход которого соединен со вторым входом ключа, выходкоторого соединен со вторым входомблока силовых тиристоров,На Фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг,2 "временные диаграммы сигналов УИФУ.В состав устройства входят сумматор 1, интегратор 2, релейный элемент 3, фильтр 4, фаэосдвигающееустройство 5, блок 6 силовых тиристоров, триггеры 8-10, дифференцирующие звенья 7 и 11-13, детекторы14-16, логический элемент 17 И-НЕ,ключевой элемент - ключ 18, управ, ляющий вход 19 ключа 18, входная20 и выходная 21 клемма устройства,первый 22 и второй 26 входы блока фф6, световые индикаторы 23-25.Принцип работы устройства следующий.Развертывающий операционный усилитель, включающий звенья 1-3, предназначен для преобразования управляющего воздействия х(т) в сигналу (С) с частотно-широтно-импульснойЪмодуляцией.Релейный элемент 3 имеет симметричные относительно нулевого уровняУИФУ пороги переключения +Ь. Выходной сигнал у(й) элемента 3 неизме"нен по модулю амплитуды и меняетсятолько по знаку в пределах А,определяемых напряжением источникапитания развертывающего операционного усилителя. При х(й) = 0 скважностьимпульсов у(й) на выходе релейногоэлемента 3 равна 0,5, что соответствует. нулевому уровню их постояннойсоставляющей, Наличие сигнала х(й)на входе УИФУ. (клемма 20) приводит920564 6устройстве автоматического управления технологическим процессом. Устройство импульсно-Фазовогоуправления тиристорным выпрямителем,содержащее операционный усилитель,выполненный из последовательно соединенных сумматора, первый вход которого является входом устройства,интегратора и релейного элемента,выход которого соединен со вторымвходом сумматора и входом фильтра,выход которого соединен со входомфаэосдвигающего устройства, блоксиловых тиристоров, первый вход которого соединен с источником опорного напряжейия, и первый, второй итретий индикаторы, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью обеспечения автоматической диагностики состояния устройства, в него введеныэлемент И-НБ, ключ, первое дифференцирующее звено и три канала преобразования информациь 1 каждый иэ кото-.рых включает последовательно соединенные триггер, второе дифференцирующее звено и детектор, причем входпервого канала соединен со входомФильтра, выход которого через первое дифференцирующее звено соединенсо входом второго канала преобразования информации, а выход фазосдвигающего устройства соединен с первымвходом ключа и входом третьего канала преобразования информации, причем выходы первого, второго и третьего каналов преобразования информации соединены соответственно совходами первого, второго и третьегосветовых индикаторов и входами эле,мента И-НЕ, выход которого соединен,со вторым входом ключа, выход которого соединен со вторым входом блокасиловых тиристоров,35 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Березниковский С.Ф, Рвтоматическое регулирование и управление электрическими машинами. Л., Судостроение, 1964, с 308.2. Гарное В.К. и др. Унифицированные системы автоуправляющие электроприводом в металлургии. М., "Металлургия",.1977 с. 139. 5фильтра 4 служит дифференцирующеезвено 7 и второй канал обработкиинформации, включающий триггер 9,дифференцирующее звено 12 и детектор 15 С помощью дифференцирующего 5 формула изобретениязвена 7 пульсации выходного сигналау 4(й) Фильтра 4 (Фиг.2 ) преобразуются в импульсы у(С) (фиг.2 О,повторяющие форму сигнала у(с)(фиг. 26) . 1 ОПринцип работы звеньев 9, 12 и 15канала 11 аналогичен принципу действия канала 1, состоящего из элементов 8, 11 и 14; Третий канал обра.ботки информации, включающий триггер 10, дифференцирующее звено 13 идетектор 16 предназначен для диагностики неисправности фазосдвигающего устройства 5. С помощью триггера -10 формируется напряжение у (С) 20(фиг.2 щ) со средним нулевым значени.ем, которое через дифференцирующеезвено 13 подается на вход детектора16 и выпрямляется (Фиг.2).Таким образом, при работоспособности отдельных трактов преобразования СИФУ на соответствующие входызвена 17 подаются сигналы уц(й)- у (й) логической "1" (фиг.2 а,к),что обеспечивает нулевой уровень 30сигнала у 1(й) на управляющем входе19 ключа 18. В этом случае импульсыу (С) с выхода блока 5 поступаютна информационныйвход 26 и воздействуют на управляющие электродытиристоров блока 6,Индикация работоспособности каскадов СИФУ осуществляется,с помощьюэлементов световой индикации - индикаторов 23-25, включенных навыхода соответствующих детекторов14-16.При неработоспособности трактовпреобразования УИФУ, например фильт-ра 4, пульсации на его выходе отсутствуют и сигнал у(с) = О. В резуль"тате сигнал уВ(с) на выходе триггера 9 принимает фиксированное значение, что влечет за собой уменьшениесигнала у до нуля. Это вызываетпоявление на выходе элемента 17сигнала логической "1", под воздей"ствием которого ключ 18 размыкается,и тиристоры блока 6 закрываются.Таким образом исключается воэможность срабатывания силовой защитнойаппаратуры и обеспечивается автоматическая диагностика в предлагаемом