Способ управления -фазным преобразователем частоты с непосредственной связью на полностью управляемых вентилях

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН За Н 02 Р 13 30 Й КОМИТЕТ СССР ельство 30, 196 ьство С О, 1968(72) В.А.Пчельников и В.Н.Мишин (71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики при Томском институте автоматиэиро" ванных систем управления и радиоэлектроники(56) 1. Авторское свидет СССР Р 221817, кл. Н 02 Р 13/ 8,2, Авторское свидетел ССР Р 215310, кл. Н 02 13/3(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ й-ФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ НА ПОЛНОСТЬЮ УПРАВЛЯЕМЫХ ВЕНТИЛЯХ, заключающийся в том, что сравнивают входные фазные напряжения, Фиксируют потенциальные уровни при равенстве входных фаэных напряжений, по этим уровням из задающего напряжения Формируют скатему изч последовательностей кмпуль- сов (где суъ -пульсность преобразователя), Формкруют вторую систему импульсов, сравнивают последователь ности импульсов обеих систем между собой и полученные в результате сравнения выходные импульсы распределяют по соответствующим вентилям преобразователя, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения и бовышения надежности управления, Фиксируют 2 в интервалов между моментами равенства входных напряжений длительностью Г/в, формируют из задающего и входных напряжений систему из, в х 2 а напряжейий в соответствии с амплитудно-временными эонами, образованными границами интервалов и смежными потенциальными уровнями, формируют на каждом интервале последовательность импульсов длитель.Я костью Т/ щ и частотой следования, равной частоте сети, из полученных 2 в последовательностей импульсов образуют вторую систему С: импульсов, а выходные импульсы распределяют по тем вентилям преобразователя, которые подключают к на". грузке участок входного напряжения, входящий в ту амплитудно-временную зону, которой соответствует данный ,участок задающего напряжения.10 Основным недостатком способа является громоздкость его реализации, особенно выраженная при увеличении числа Фаз преобразователя, что не может не сказаться на надежности устройства. Уяе при использовании мостовой трехфазной схем в преобразователе, выявляется, что необходимо кроме б-ти последовательностей импульсов задающего напряжения фор" мировать Зб последовательностей импульсов линейных напряжений, характеризующих их потенциальные состояния. 60 Следовательно, аппаратурные затраты.на выполнение логических операций распределения импульсов управления неоправданно велики, особенно при увеличении числа фаз преобразователя.65 Изобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления тиристорными преобразователями частоты с искусственнойкоммутацией или преобразователямичастоты, выполненными на полностью 5управляемых вентилях,Известен способ управления полностью управляемым непосредственнымпреобразователем частоты путем под"ключения выходной фазы к входнойфазе, мгновенное значение напряжения которой наиболее близко;1 к мгновенному значению задающего напряжения,основанный на измерении в каждыймомент времени разности выходного и задающего напряжения, ееинтегрировании и формировании сигнала на подключение выходной Фазык той выходной Фазе, разность напряжения которой и задающего напряжения наименее отрицательна (положительна) при положительном (отрицательном) указанном интервале (1).Недостатками способа являютсясложность закона управления, необходимость введения многофазных 25устройств сравнения, сложных фильтров, а также неоправдано большоечисло коммутаций, увеличивающее потери в преобразователе,Наиболее близким по технической ЗОсущности к изобретению являетсяспособ управления щ-Фазным преобразователем частоты с непосредственнойсвязью, заключающийся в том, чтосравнивают входные Фазные напряже- З 5ния, фиксируют потенциальные уровнипри равенстве входных фазных напряжений, ло этим уровням из задающегонапряжения Формируют систему изсуп последовательностей импульсов 40(где суп - пульсность преобразователя), Формируют вторую системуимпульсов, сравнивают последовательности импульсов обеих систем междусобой и полученные в результате сравнения выходные импульсы распределяют по соответствующим вентилям преобразователя (2). Устройство реализации содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ко входу порогового элемента 2, дешифратор 3, соединенный с питающей сетью, блок синхронизации 4, подключенный ко входу регистра сдвига 5, выходы которогосоединены с вертикальными шинамидешифратора 3, горизонтальные шины его подключены к выходам порого"вого устройства 2, а выходы дешифратора 3 через распределитель б подключены к управляющим электродам 5вентилей преобразователя, причем дешифратор содержит 72 двухвходовыхлогических элементов И 7-78, соединенных по группам из 12 соответствующих элементов И 7-18, 19-30, О31-42, 43-54, 55-66, 67-78, первыми входами подключенных к соответствующим горизонтальным шинам исоединенных по группам из 6 соответствующих элементов (7, 19, 31,43, 55, 67) .. (18, 30, 42, 54,66, 78) вторыми входами, подключенных к соответствующим вертикальнымшинам , а выходы объединены погруппам из 12 выходов соответствующих двухвходовых логических элементов И (7, 8, 21, 34, 47, 60, 73, 74,63, 52, 41, 30) и т.д. и подключеныко входам соответствующих двенадцативходовых логических элементовИЛИ 79-84, выходы которых являютсявыходами дешифратора 3.На фиг. 2 приняты следующиеобозначения; 85 - кривая задающегонапряжения; 86 - последовательностиимпульсов квантования по уровню задающего напряжения (импульсов потенциального квантования); 87 - уровниквантования задающего напряжения;88 " входные напряжения преобразователя," 89 - последовательность импуль сов синхронизации; 90 - последовательности широких импульсов, сформированных в интервалы между моментами совпадения входных напряжений илишироких синхроимпульсов; 91 - после Одовательности импульсов, полученных.в результате совпадения импульсовпотенциального квантования 86 и широких синхроимпульсов 90 или последовательности импульсов-команд дешифратора; 92 - последовательности 45управляющих импульсов; 93 - криваявыходного напряжения,Устройство реализации работаетследующим образом.Эадающее напряжение 85 с выхода задающего генератора 1 поступает на вход порогового устройства 2, где преобразуется в шесть последовательностей импульсов 86, по числу потенциальных зон, разграниченных уровнями моментов совпадения 87 входных напряжений 88. Причем поро" говое устройство 2 представляет собой многоуровневое пороговое устройство, которое при равенстве мгновен- бО ного значения задающего напряжения значению напряжения соответствующей потенциальной зоны коммутирует импульс на тот свой выход, который соответствует этой потенциальной б 5 зоне. Шесть выходов лорогового устройства 2 являются горизонтальнымишинами дешифратора 3. Одновременно,в моменты совпадения входных напряжений, блок синхронизации 4 формирует последовательность короткихимпульсов синхронизации 89 с периодом следования Л/б, которые поступают на вход регистра сдвига 5. Регистр сдвига 5 Формирует 12 последовательностей широких синхроимлульсов 90 длительностью Я/6 и частотойследования, равной частоте сети,причем начало импульса в каждой следующей последовательности совпадаетс окончанием импульса в предыдущейпоследовательности, а начало импульса в первой последовательности синхронизировано с началом периодаодного из входных напряжений преобразователя, например АВ. Двенадцатьвыходов регистра сдвига 5 являютсявертикальными шинами дешифратора 3.Если входные напряжения в течениепериода одного из входпых напряжений(например АВ) разбить на амллитудновременные зоны, то число их окажетсяравным числу логических злсментов Идешифратора 3, а каждый элемент Ибудет соответствовать определеннойамплитудно-временной зоне, образованной на данном временном интервале смежными потенциальными уровнями.Выходы логических элементов И, которые соответствуют амплитудно-временным зонам одного и того же входного напряжения, подключены ко входам одного логического элемента ИЛИ,выход которого является выходом дешифратора 3. Дешифратор 3 в моментсовпадения импульса потенциальногоквантования 86 и широкого синхроимпульса 90 на входе одного из 72 двухвходовых логических элементов И(7-78) Формирует на входе одного изшести 12-входовых логических элементов ИЛИ (79-84) импульс-команду91 для распределителя 6 ца подключение к выходным фазам преобразователя соответствующего входцого.напряжения 88. Распределитель б служитдля осуществления попарцого включения вентилей и формирует импульсыуправления 92, которые поступают цауправляющие электроды вентилей, нсоответствии с алгоритмом работывентилей преобразователя. Например,для рассматриваемого трехФазного мос -тового преобразователя частоты снепосредственной связью ца полностьюуправляемых вентилях с двустороццейпроводимостью, в момент совпаденияимпульса первой последовательностиимпульсов потенциального квантования86 с импульсом восьмой последовательности широких сицхроимпульсоц90 на выходе двухвходового логического элемента И 14 формируется импульс, который поступает на входА 2-вхсдового логического элемеита ИЛИ 83 и с его выхода, как импульс- команда 91 на подключение к выходным Фазам преобразователя входного напряжения ВС, поступает на вход рас.пределителя,б, который, в свою оче редь, Формирует управляющие импульсы на третий. (из условно-анодной группы вентилей) и шестой вентили (из условно-катодной группы вентилей). Импульсы управления 92 с вй хода распределителя б, одноименного с выходом дешиФратора Э, являются ведущими (на фиг. 2 заштрихо- .ванные) .15Таким образом, способ управления щ-Фазным преобразоватеЛеМ частоты с непосредственной связью позволяет упростить управление тиристорны"ми преобразователями частоты с искусственной коммутацией или их аналогами, выполненными на полностьюуправляемых вентилях за счет ослабления требований к Фильтрации входных напряжений, используемых в качестве опорных, уменьшения аналоговых операций, усложнякщнх устройство и его настройку.и вносящих большую погрешность, а также уменьшения количества логических операций, что также ведет к уменьшениюаппаратурных затрат. Следствием упрощения способа и устройства, уменьшения числа функциональных элементовявляется повышение надежности системы управления преобразователем частоты.Тирак Государств елам иэобре Москва, Ж