Устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией тока

ООО 3 СОВетснихсоцидлистичкснихРеспуБлии (1 4(5 ь Н 02 М 7 госуаю ствянньй номитет сссрпо делдм изоБ чтений и отнеь(тийОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ М л Л 1/16, 1976,2. Авторское свидетельство СССР Р 193600, кл, Н 02 И 5/42, 1966 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДИОФАЗНЫИ РЕВЕРСИВНЬМ ВЫПРЯИИТЕЛЕИ С ПАРАИЕТРИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ТОКА, выполненным в виде тиристорного реверсора, подключенного через мосто вой неуправляемый выпрямитель и параметрический источник тока к сети переменного напряжения, содержащее распределитель импульсов с четырьмя каналами управлениявыходы которого лреднаэначены для подключения к управляющим цепям тиристоров реверсора, блок задания длительности нулевого тока нагрузки и блок раздельного управления, причем выход первого укаэанного блока, а также прямой и инверсный выходы второго ука - эанного блока подключены к входу распределителя, о т л и ч а ю щ е -е с я тем, что, с целью повышениянадежности работы выпрямителя,устройство снабжено цуль-органом напряжения, вход которого предназначендля поцключения к выходу мостовогонеуправляемого выпрямителя, а выходподключен к дополнительному входураспределителя имлульсов, которыйвыполнен на четырех Р 5-триггерах синверсными входами, двух элементахИ, двух элементах ИЛИ и двух элементах НЕ, инверсные 5 -входы всех к 5 триггеров объединены и соединены свыходом нуль в орга напряжения, инверсные -входы Ь(5-триггеров первого и третьего каналов подключенйк выходам элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом блока задания длительности нулевого тока нагрузки, а вторые - через эле-менты НЕ соответственно с инверсными прямьи выходами блока раздельногоуправления, инверсные Й-входы Р 5-триггеров второго и четвертого каналов, подключены к выходам элементов И,первые входы которых соединены соответственно напрямую и через элемент НЕ с прямым выходом блока раздельного угравления, а вторые соответственно соецинены через элементНЕ и непосредственно с инверсным еговыходом, выходы й 5 -триггеров предназначены для подключения к управ"ляющим цепям тиристоров реверсораИзобретение относится к электро 1 технике н может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями, питающимися от источников тока,5Известен реверсивный выпрямитель содержащий два встречно-параллельных е-фазных тиристорных комплекта, подключенных на выход е-фазного параметрического источника тока, источ 10 ники управляющего и пилообразного напряжений, компаратор, распределитель импульсов, блок раздельного управления, нуль-органы выходных токов параметрического источника, диф- ф Ференцирующие цепи, элемент ИЛИ и пересчетный блок 13 .При построении однофазных реверсивных выпрямителей по известной структуре необходимо иметь два 0 встречно-параллельных однофазных тиристорных комплекта и, следовательно, систему управления на восемь выходов.Недостатками описанного однофазного реверсивного выпрямителя с параметрической стабилизацией тока являются большое количество управляемых вентилей и, как следствие, сложность системы управления. 30Наиболее близким к изобретению является устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией гока, выполненный в виде тиристорного реверсора, подключенного через мостовой неуправляемый выпрямитель и параметрический источник тока к сети переменного напряжения, содержащее распределитель импульсов с че- Е тырьмя каналами управления, выходы которого предназначены для подключения .к управляющим цепям тиристоров реверсора, блок задания длительности нулевого тока нагрузки и блок разде З льного управления, причем выход первого блока, а также прямой и инверсный выходы второго блока подключены на вход распределителя 2 .Однако при произвольном (бесконт- у рольном) переключении тиристоров реверсора нарушается нормальная работа источника тока. Известно, что в действительности источников тока не существует и для получения источни- р ка тока мы всегда должны иметь дело с каким-то типом преобразователя системы неизменного напряжения -,на входе в систему неизменного тока на выходе. Известно также, что при работе любого преобразователя должны обязательно исключаться режимы, связанные с резкими изменениями в его внутренней структуре, а также в структуре нагрузки, приводящие к небалансам энергии и, как следствие, к различным перегрузкам.Указанное в полной мере относится и чрезвычайно наглядно проявляется в случае применения в качестве источника тока наиболее простого и надежного индуктивно"емкостнога преобразователя, в основе работы которого лежат резонансные явления в Г -цепях, Индуктивно"емкостный преобразователь является параметрическим источником тока. Предлагаемое изобретение основывается на применение этого типа источника тока,Цель изобретения - повышение надежности работы выпрямителя.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления оцнофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией тока, выполненным в виде тирнсторного реверсора, подключенного через мостовой неуправляемый выпрямитель и параметрический источник тока к сети переменного напряжения, содержащее распределитель импульсов с четурьмя каналами управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров реверсора, блок задания длительности нулевого тока нагрузки и блок раздельного управления, причем выход первого блока, а также прямой и инверсный выходы второго блока подключены к входу распределителя, снабжено нуль-органом напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу мостового неуправ" ляемого выпрямителя, а выход подключен к дополнительному входу распределителя импульсов, который выполнен на четырех Ю-триггерах, двух элементах И, двух элементах ИЛИ и двух элементах НЕ, инверсные 5-входы всех Р 5 -триггеров объединены и соединены с выходом нуль"органа напряжения, инверсные к-входы 15-триггеров первого и третьего каналов подключены к выходам элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом блока задания длительности1156нулевого тока нагрузки, а вторые - через элемент НЕ соответственно с ф инверсным и прямым выходами блока раздельного управления, инверсные К-входы К 6-триггеров второго и чет вертого каналов подключены к выходам элементов И, первые входы которых соединены соответственно напрямую и через элемент НЕ с прямым выходом блока раздельного управления, а 10 вторые соответственно соединены через элемент НЕ и напрямую с инверсным его входом, выходы РЗ-триггеров предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров ревер- Ю сова.На фиг. 1 предназначена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 . - принципиальная схема (в базисе 2 И-НЕ) наиболее сложного 20 блока - распределителя импульсов; на фиг. 3 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.Устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем, вы- фф полненным в виде тиристорного реверсора 1, подключенного через мостовой неуправляемый выпрямитель 2 и параметрический источник тока 3 к сети переменного напряжения, содер жит распределитель 4 импульсов, блок 5 задания длительности нулевого тока нагрузки 6, блок 7 раздельного управления и нуль-орган 8 напряжения. 3Распределитель 4 (фиг. 2) имеет в своем составе четыре элемента памяти, выполненные в виде Ю-триггеров на элементах 4 . 1-4 .8, по два элемента ИЛИ 4.9-4.14, а также два 40 элемента И 4 .15-4 . 18, два элемента НЕ 4.19-4.20 и формирователи импульсов 4.2 1-4,24, предназначенные для согласования логики с управляющими цепями тиристоров 1.1-1.4 реверсо- у ра 1 (фиг. 1).Нуль-орган 8 напряжения своим гальванически развязанным входом по- подключен на выход неуправляемого выпрямителя 2. Время переключения 10 нуль-органа должно быть на несколько порядков меньше длительности периода питающего напряжения, а чувствительность не должна быть ниже суммарного падения напряжения на И двух открытых тиристорах 1.1 и 1.3Верхний порог чувствительности нуль- органа 8 зависит от степени оптими 214 органа 8 в единичной форме подается на один из входов распределителя 4. Сигнал Х представляет собой сигнал синхронизации. С его помощью осуществляются различные переключе . ния тиристоров реверсора в моменты времени, отвечающие нулевым условиям для проводимости анодного тока. От степени приближения к нулевым условиям зависит степень оптимизации режима переключения тиристоров реверсораНа вход распределителя 4 поступают также единичные сигналы с блоков 5 и 7. Блок 5 является задатчиком длительности нулевого тока нагрузкии, следовательно, величины среднего выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя при работе последнего в режиме широтно-импульснойлибо частотно-импульсной модуляции. Выходной сигнал 2 блока 5 обеспечивает короткое замыкание выпрямителя 2 и параметрического источника тока 3 тиристорами 1.1 и 1.3 реверсора.Блок 7 раздельного управления имеет два выходных сигнала: прямой Ф и инверсный М . Двумя указанными сигналами кодируются режимы работы выпрямителя в соответствии с таблицей. Режим работы Сигналыуправления ИЯ Положительный токнагрузки Отрицательный токнагрузки О Нулевой ток нагрузки О О Устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией тока нагрузки работает следующим образомъПри низком уровне сигнала на выходе блока 5 и наличии соответствующей комбинации сигналов на прямой и Г эации режима переключения тиристоров реверсора 1, Выходной сигнал Х нуль1156214 цг инверсном выходах блока 7; например Й = 1 и Ь/= О, распределитель 4 выра" батывает сигналы управления М/ и Ф (фиг, 3), подаваемые на управляющие электроды тиристоров 1.1 и 1.2, 5 которые включаются и обеспечивают ток. в нагрузке положительного напряжения, среднее значение которого поддерживается неизменным параметрическим током.Регулирование тока нагрузки широтным способом начинается в момент времени ИААФ (фиг. 3) с приходом сигнала Е . В момент времени шФ. ток с нагрузочной цепи переводится в ко-. роткозамкнутый контур, образованный тиристорами 1.1 и 1.3. Длительность бестоковой паузы задается блоком 5 (фиг, 3) и длится до момента в 1 Вхождение в бестоковую паузу осу ф ществляется с учетом оптимизации переключения при помощи сигнала синхронизации Х. В момент отрицательного перепада (ц 1 ) этот сигнал К 2триггера на элементах 4. 5 и 4. 6 25 (фиг. 2) переключается и вырабатывается сигнал М, укаэанный сигнал после окончания сигнала Е снимается и тиристор. 1.3 в момент времени чй естественным образом выключается. ЗО Ток снова появляется в нагрузке.Для осуществления реверса тока нагрузки в момент времени ч 4 выходные сигналы блока 7 изменяются напротивоположные (М = О; И= 1). При поступлении новой комбинации сигналов на входе распределителя 4 последний снимает сигналы управления чо июг с тиристоров реверсора 1.1 и 1.2 -и с учетом режима оптимизации вырабатывает в момент времени ю сигналы а и ъ 1 . Включаются диагональнопротивоположные тиристоры 1.3 и 1.4,при этом ток в нагрузке 6 изменяетнаправление. Регулирование отрицательного тока осуществляется аналогичнорегулированию положительного тока,т.е. включением и выключением, нотолько теперь тиристоров 1,1.Таким образом, предлагаемое устройство сочетает в себе стабилизацию выпрямленного тока нагрузки приизменении ее параметров; регулирование уровня стабилизированного тока;реверсирование выпрямленного тока;оптимизацию режима переключения вентилей реверсора,Последнее позволяет устранить эна"чительные токовые перегрузки в тиристорах реверсора, в вентилях выпрямителя и в элементах параметрического источника тока во время коммутации, а .также значительно снизитьЙг.ЙС в управляемых и неуправляемыхвентилях, что в конечном итоге позволяет повыситв надежность работывсех узлов и в то же время применятьвентили без большого запаса по токуи напряжению, как это делается в случае бесконтролвной коммутации.1156214 Заказ 3192/53 Тираж 646 Подписи ВНИИПИ Государственного комитета ССС по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Рауаская наб.,д.тент", г.ужгород, ул.Проектная 4 Филиал ППП Составитель С.Лазунов Редактор А.Гулько Техред О.Ващищмиа Корректор ВБутяг