Устройство для управления многофазным выпрямителем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнхСоциалистическихРеспублмк р 95551 О(51 М Кл з Н 02 Р 13/24 с присоединением заявки Мо -Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.; Новосибирский электротехнический инсти ут(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМВЫПРЯМИТЕЛЕМ Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении системимпульсно-фазового управления многоФазными выпрямителями и зависимымиинверторами как при постоянной,так и при переменной частоте сетипеременного тока.Известно устройство управлениямногофазным выпрямителем, содержащее блок синхронизации, соединенныйчерез фазосдвигающий блок с распределителем 1 .Однако известное устройство обладает низкой помехоустойчивостью инадежностью,Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для управлениямногофазным выпрямителем, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключенияфазных напряжений сети, первая группа выходов соединена с входами каналов фазосдвигающего блока, число которых равно числу фаз, каждый каналФазосдвигаюшего блока содержит генератор опорного напряжения, вход которого является вхрдом фазосдвигающего блока, выход соединен черезпервый вход элемента сравнения с выходом канала фазосдвигающего блока, вторые входы элементов сравненияв каждом канале фазосдвигающего блока соединены с выходом источникауправляющего напряжения, вторая группа выходов блока синхронизациии выходы фаэосдвигающего блока соединены с входами распределителя,выходы которого предназначены дляподключения к выпрямителю.Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает надежной работы во всем диапазоне регулирования при произвольном характере нагрузки, в режимеразрывных токов возможно выключениевыпрямителя, что вызывает необходимость повторного пуска.Цель изобретения - повышение надежности работы устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для управлениямногофазным.выпрямителем снабженотремя инверторами, синхронизирую щий блок содержит три Формирователяимпульсов с прямыми и инверснымивыходами, шесть элементов И-НЕ идевять элементов И, распределительсодержит шесть элементов И-ИЛИ, вхо ды и выходы которых являются входа 955510ми и выходами распределителя, причем н блоке синхронизации входы формирователей импульсов являются входами блока синхронизации, прямые и инверсные выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов сое динены соответственно с первыми входами первого и шестого элементов И-НЕ и первого элемента И, первыми входаминторого и пятого элементов И-НЕ и четвертого элемента И, вторым входом 10первого элемента И-НЕ и первыми нхо-,дами третьих элементов И-НЕ и И,вторым входом второго элемента И-НЕи первыми входами четвертого элемента И-НЕ и шестого элемента И, вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ и первым входом пятого элемента И, вторыми входами четвертогои пятого элементов И-НЕ и первым входом второго элемента И, выходы первого, второго, третьего, четвертого, 20пятого и шестого элементов И-НЕсоединены соответственно через седьмой, восьмой и девятый элементы Ис первой группой выходов блока синхронизации и с вторыми входами первого и четвертого, второго и пятого,третьего и шестого элементов И,выходы которых являются второй группой выходов блока синхронизации,каждый из которых подключен соответстненно к входампервого и пятого,второго и шестого, третьего и первого, четвертого и второго, пятого итретьего, шестого и четвертого элементов И-ИЛИ в фазосдвигающем блоке,выход первого канала блока соединенс входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ и через первый иннерторс входами второго и пятого элементовИ-ИЛИ, выход второго канала соединен с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ и через второй инверторс входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ, выход третьего каналасоединен с входами второго и пятого 45элементон И-ИЛИ и через третий инвертор - с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ.На Фиг. 1 изображена. блок-схемаустройства; на Фиг. 2 - временныедиаграммы, поясняющие его работу ипроцесс Формирования управляющегоимпульса для одного тиристсра выпрямителя.Устройство содержит блок 1 синхронизации, фазосдвигающий блок, состоящий из трех каналов 2-4, инверторы5-7, распределитель 8, состоящий изшести элементов И-ИЛИ. Блок 1 содер-.жит Формирователи 9 импульсов, соответствующих положительной и отрицательной полунолнам линейных напряжений сети, шесть элементов И-НЕ 10,соединенных с тремя элементами И 11,и шесть элементов И 12, а каналы 2-4Фазосднигающего блока содержат генераторы 13-15 опорного напряжениядвойной частоты с длительностью изменения выходного напряжения в 120 гради элементы 16-18 сравнения.Устройство работает следующим образом.Напряжения трех фаз А, В и С (фиг. 2 а), синхронизированные с питающей выпрямитель сетью, подаются навход блока 1 и Формирователями 9 преобразуются н,шесть последовательностей прямоугольных импульсов, соответствующих положительным и отрицательным полунолнам линейных напряжений (фиг. 2 б-д), Полученные импульсы попарно подаются на входыэлементов И-НЕ 10 и преобразуютсяими в шесть последовательностей импульсов длительностью в 300 эл. град,(две из них показаны на фиг, 2 е,ж).Выходы элементов И-НЕ 10 попарносоединены с входами элементов И 11,на выходах которых формируются трипоследовательности 120-градусныхзадающих импульсов удвоенной частоты, сдвинутых .друг относительно друга на 60 эл, град (фиг. 2 з),Очевидно, что при симметричной трехфазной сети полученные последовательности задающих импульсов также будут симметричными.Последовательности задающих импульбон подаются на входы генераторов 13-15 опорного напряжения каналов 2-4 и на входы двух элементов И 12, на другие входы которых поступают прямоугольные импульсы, соответствующие голупериодам одного из линейных напряжений сети. При этом на их выходах формируются шесть последонательностей 120-градусных селекторных импульсов с частотой сети,определяющих возможные зоны положения передних фронтов управляющих импульсов для каждого вентиля при изменении углон управления от 0 до120 ф (селекторные импульсы для первого и для третьего вентилей приведены на фиг. 2 и, к),Определение моментов фомированияуправляющих импульсов проводитсяи фазосдвигающем блоке.Генераторы 13-15 синхронизируются задающими импульсами и вырабатывают пилообразные напряжения длительностью 120 эл. град, .следующие сдвойной частотой сети. В интервалах,когда управляющее напряжение превышает уровень опорного, на выходахэлементов 16-18 сраннения формируются импульсы (фиг. 2 н,о), положениепередних фронтов которых соответствует моментам начала формирования управляющих импульсов для двух нентилей выпрямителя, йодключенных к одной фазе питающей сети. Каждый изполученных импульсов подается навходы двух элементов И-ИЛИ распределителя 8, обеспечивающих формирование импульсов управления для соответствующих вентилей, и на вход одного из инверторов 5-7, с выхода которых поступает на входы других элементов И-ИЛИ, формирующих импульсы управления для следующих по порядку вентилей. Изменение управляющего напряжения приводит к изменению длительности выходных импульсов элементов 16-18 сравнения и инвврторов 1 О 5-7 за счет изменения положения переднего фронта у первых и заднего - у вторых. При этом положение нерегулируемых фронтов; совпадает с моментами окончания рабочего хода опор ного напряжения.Распределение импульсов управления и формирование их по длительности, определяемой интервалами проводимости вентилей, осуществляется распреО делителем 8.На выходах элементов И-ИЛИ формируются широкие импульсы управления (фиг. 2 р), которые начинаются в .момент равенства управляющего и опоР- ного напряжений в соответствующем канале и заканчиваются в момент подачи управляющего импульса на следующий вентиль той же группы. Причем надежное формирование управляющих импульсов обеспечивается при любых значениях управляющего напряжения, которое может превышать амплитуду опорного, становиться меньше его минимального уровня или равным нулю.В первом случае на выходах каналов 2-4 появляется постоянное напряжение, соответствующее логической 1, а на выходах инверторов 5-7 логическому О, и положение импульсов управления определяется селекторными 40 импульсами (угол управления равен; нулю). В двух других случаях выходные сигналы каналов 2-4 и инверторов 5-7 изменяются на противоположные, и выходные импульсы элементов И-ИЛИ 45 соответствуют углу управления в120 эл. град.Устройство отличается повышенной помехоустойчивостью, поскольку процесс формирования управляющих импульсов обеспечивается выполнением логических операций типа И, И-НЕ, ИЛИ. Оно может устойчиво работать при изменении частоты питающей выпрямитель сети, поскольку интервалы обратного хода опорного напряжения в шестую часть. периода могут использоваться для проведения необходимых измерений и автоматической перестройки генераторов опорных напряжений.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает работу силовой схемы во всех возможных режимах выпрямления за счет формирования управляющих импульсов длительностью 120 эл. град, при любых значениях управляю щего напряжения, которое может превышать амплитуду опорного, становиться меньше его максимального уровняили быть равным нулю, кроме того,за счет формирования управляющих импульсов с помощью комбинационных логических элементов улучшается помехоустойчивость,Формула изобретенияУстройство для управления многофазным выпрямителем, содержащее блоксинхронизации, входы которого предназначены для подключения фазных напряжений сети, первая группа выходов соединена с входами каналов фазосдвигающего блока, число которых равночислу фаз, каждый канал фазосдвигающего блока содержит генератор опорного напряжения, вход которого является входом фазосдвигающего блока, выход соединен через первый вход элемента сравнения с выходом канала фазосдвигающего блока, вторые входы элементов сравнения в каждом канале фазосдвигающего блока соединены с выходом источника управляющего напряжения, вторая группа выходов блока синхронизации и выходы фазос)двигающего блока соединены с входами распределителя, выходы которого предназначены для подключения к выпрямителю, о т.л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено тремя инверторами, синхронизирующий блок содержит три формирователя импульсов с прямыми и инверсными, выходами, шесть элементов И-НЕ и девять элементов И, раР- пределитель содержит шесть элементов И-ИЛИ, входы и выходы которых являются входами и выходами распределителя, причем в блоке синхронизации входы формирователей импульсов являются входами блока синхронизации, прямые и инверсные выходы первого, второго и третьего формирователей импульсов соединены соответственно с первыми входами первого и шестого элементов И-НЕ и первого элемента И, первыми входами второго и пятого элементов И-НЕ и четвертого элемента И, вторым входом первого элемента И-НЕ и первыми входами третьих элементов И-НЕ и И, вторым входом второго элемента И-НЕ и первыми входами четвертого элемента И-НЕ и шестого элемента И, вторыми входами третьего и шестого элементов И-НЕ и первым входом пятого элемента И, вторыми входами четвертого и пятого элементов И-НЕ и первым входом второго элемента И, выходы первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого элементов И-НЕ соединены соответственно через седьмой, восьмой и девятый элементы И с первой группой выходов блока синхрони.1 зации и с вторыми входами первогои четвертого, второго и пятого,третьего и шестого элементов И, выходы которых являются второй группойвыходов блока синхронизации, каждыйиз которых подключен соответственнок входам первого и пятого, второгои шестого, третьего и первого, четвертого и второго, пятого и третьего, шестого и четвертого элементовИ-ИЛИ в фазосдвигающем блоке, выходпервого канала блока соединен с входами первого и четвертого элементовИ-ИЛИ и через первый инвертор - свходами второго и пятого элементовИ-ИЛИ, выход второго канала соединенс входами третьего и шестого элемен 1 тов И-ИЛИ и через второй инвертор с входами первого и четвертого элементов И-ИЛИ, выход третьего канала соединен с входами второго и пятого 5элементов И-ИЛИ и через третий инвертор - с входами третьего и шестого элементов И-ИЛИ. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Деткин Л.П. Системы управлениятиристорными и ионными электроприводами. М., "Информэлектро", 1971,с. 56.2. Полупроводниковые выпрямители.15 Под ред, Ф.И. Ковалева и Г,П. Мостковой. М., "Энергия", 1978, с. 188.955510 Составитель В. МиронТехред М.Рейвес орректор А. Ференц О актор Зака сно т я илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проек 4 6472/7 ВНИ п 113035Тираж 721 И Государственног делам изобретений Москва, М, Рауш Поета СССытийаб., д.