Устройство для управления -фазным мостовым тиристорным инвертором

СОЮЗ СО 8 ЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 Н 02 М 7/48 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН с С: ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт автоматики и электромеханики пр Томском институте автоматиэироваццых систем управления и радиоэлектроцик (72) Н.А.Михневич, Н,А.Носов, А.Ю.Рождественский, А,В,Фецорон и В.Н.Черемисиц(56) Авторское свидетельство ССС 1 У 875580, кл, Н 02 Р 13/18, 1981.Авторское свидетельство СССР В 843152, кл . Н 02 Р 13(18, 198 1,(54) УСТРОЙСТВО 11 ЛИ УПРАВЛЕНИЯ М-ФАЗНЫМ МОСТОВЬМ ТИРИСТОРНЬЕ 1 НВЕР 1 ОРОГ 1 801415383 А 1(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано вавтономных инверторах. Цель изобретения - повышение устойчивости работыи расширение функциональных возможностей. Устройство содержит задающийгенератор 1, подключенный через распределитель-формирователь 2 к/2 шидентичным каналам управления. В устройстве осуществляется однозначнаярегламентация порядка поступленияуправляющих импульсов на управляющиеэлектроды тиристоров. Расширениефункциональных возможностей осуществляется вследствие обеспечения регулирования длительнэсти опорных импульсов и соответственно регулирования выходного напряжения. 3 ип.Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах управления автономными тиристорными инверторами, работакщими в составе регулируемого электропривода переменного тока.Цель изобретения - повышение устойчивости работы тиристорного инвертора в динамических режимах и расширение Функциональных возможностейпутем введения режима пуска.На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема устройства 15 для управления трехфазным тиристорным инвертором; на фиг2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства; на фиг.3 - принципиальнаяэлектрическая схема тиристорного инвертора.Устройство для управления трехфазным тиристорным инвертором (фиг.1) содержит задающий генератор 1, соединенный с распределителем-формирова телем 2 импульсов с 2 ш выходами на 2 ш идентичных каналов управления, которые содержат элемент И 3, усилитель 4 мощности, выход 5 которого предназначен для подключения к уп р равляющему электроду основного тиристора инвертора, общий для всех каналов управления генератор 6 заполняющих импульсов, подключенный своим выходом к первым входам элементов И 3, каждого канала управления, в которые также входят второй 7, третий 8 и четвертый 9 элементы И, первый 10 и второй 11 КЯ-триггеры, двоичный счетчик 12, первый 13, вто О рой 14, третий 15 и четвертый 16 элементы И-НЕ и второй усилитель 17 мощности, выход 18 которого предназначен для подключения к управляющему электроду коммутирующего тиристора инвертора. При этом первые входы элемента И 7 каждого канала объединены и предназначены для подключения пускового блока, а вторые соединены одновременно с выходом распределителя-формирователя 2 импульсов с К- входом первого 10 и Б-входом второго 11 КЯ-триггеров, а также с первым входом элемента 8, второй вход которого соединен с выходом КБ-триггера 1 О, а выход с входом второго усилителя 17 мощности, счетный и установочный входы двоичного счетчика 12 подключены соответственно к выходам элементов 3 и 7, а первый и четвертый выходы соединены с входами элемента 13, второй и третий - с входами элемента 14, выход которого подключен к К-входу КБ-триггера 11, а также к объединенным входам элемента 15, подключенного к одному из входов элемента 16, второй вход которого соединен с четвертым выходом двоичного счетчика 12, а выход подключен к второму входу элемента 3 и к первому входу элемента 9, второй вход которого соединен с выходом КЯ-триггера 11, а выход подключен к входу первого усилителя 4 мощности, Б-вход Ю-триггера 10 соединен с выходом элемента 13.Кроме того, приведены следующие временные зависимости (фиг.2): 19 диаграмма опорного сигнала управления, поступающего с одного из выходов распределителя-формирователя 2;20 - сигнал с выхода пускового блока; 21 - диаграммы сигнала на выходе элемента 7; 22-25 - диаграммы сигналов, формирующихся на первом, втором, третьем и четвертом выходах двоичного счетчика 12 соответственно; 26- 29 - диаграммы сигналов на выходах элементов 13 - 16 соответственно;30 - сигнал на выходе элемента 3;31 и 32 - диаграммы сигналов на выхо дах КЯ-триггеров 10 и 11 соответственно; 33 и 34 - диаграммы сигналов управления коммутирующим и основным тиристорами инвертора, формируемых на выходах усилителей 17 и 4 мощносИнвертор фиг.3) содержит основные тиристоры 35 и 36 фазы инвертора и коммутирующие тиристоры 37 и 38 фазы инвертора, вентили 39 и 40 обратного тока, коммутирующие конденсаторы 41 и 42 фазы инвертора, коммутирующий дроссель 43 фазы инвертора, выходные клеммы 44 - 46 тиристорного инвертора, предназначенные для подключения нагрузки.Устройство для управления ш-фазным мостовым тиристорным инверотором работает следующим образом.Задающий генератор 1 формирует последовательность импульсов напряжения, частота которых соответствует требуемой частоте силового напряжения на выходе инвертора, и подает его на вход распределителя-формирователя 2, который формирует и рас з 141 пределяет по 2 пг-каналам прямоугольные последовательности опорных сигналов 19 (фиг,2) н соответстгии с заданным алгоритмом Формирования выходного напряжения ицвертора. Число каналов устройства управления соответствуеу числу основных тиристорон инвертора. Для мостового трехфазного инвертора (фиг.3) количество каналов в устройстве для управления должно быть равным шести. Причем опорные сигналы, предназначенные для управления тиристорами одной фазы, представляют собой две последовательности противофазных друг относительно друга импульсов, Угол сдвига между идентичными импульсами опорных сигналов : отдельных Фаз равен 27/т, где ш - число фаз ицнертораВ каждый канал управления помимо опорного сигнала 19 управления с выхода генератора 6 заполцяюагх импульсов поступают прямоугольные импульсы тактовой частоты, При подаче ступенчатого сигнала 20 (фиг,2) пусковым блоком на выходе элемента 7 формируется прямоугольное напряжение 21, которое поступает ца К-вход двоичного счетчика 12, что является командным сигналом для начала счета импульсов генератора 6 счетчиком 12, на первом, второй третьсм и четвертом выходах которого формируются прямоугольные последовательности гмпулг- сов 22 - 25 соответственно. Сигналы 22 и 25 с первого и четвертого выхо= дов двоичного счетчика 12 поступают на входы элемента 13, с выхода которого сигнал 26 поступает ца Б-вход первого ЙБ-триггера 10, ца его выхо; де появляется сигнал 31 логической единицы. Этот сигнал складывается с опорным сигналом 19 управления элемента 8, с выхода которого напряжение в виде прямоугольного импульса 33 подается на вход второго усилителя 17 мощности, где усиливается до необходимого уровня, затем подается на управляющий. электрод коммутирующего тиристора 38, Сигналы 23 и 24 с второго и третьего выходов двоичного счетчика 12 поступают на входы элемента 14, с выхода которого напряжение в виде сигнала 27 поступает на К-вход второго КБ-триггера 11 и на объединенные входы элемента 15.В результате чего на выходе второго КЯ-триггера 11 появляется сигнал 325383 40 50 55 1 О 15 20 25 30 05 в ниле логической единицы, а сигнал 28 с выхода элемента 15 поступает на вход элемента 16, на другой вход которого приходит сигнал с четвертого выхода двоичного счетчика 12, н результате чего на выходе элемента 16 Формируется прямоугольныгг импульс 29, поступающий одновременно на входы элементов 3 и 9. При появлении на входе элемента И 3 сигнала логического нуля поступление импучьсов генератора 6 на С-вход двоичного счетчика 12 прекращается и сигналы на его ныходах остаются неизменными до окончания опорного импульса. В результате логического суммирования сигналов 29 и 32, поступающих на вход элемента 9, ца его выходе Формируется сигнал 34 и поступает на вход первого усилителя 4 мощности, где он усиливается до необходимого уровня и подается на управляющий электрод основного тиристора 35 первой фазы ицвертора (Фиг.3).Таким образом, на выходах 5 и 18 каждого канала устройства управления трехфазцым тиристорным инвертором Формируются две взаимосвязанные последовательности импульсов управления основным и коммутирующим тиристорами ицнертора, длительность которых, а также сдвиг этих импульсов относительно друг друга определяются реальными параметрами коммутирующих контуров иннертора и времени восстановления запирающих свойств основных тцристорон и могут регулироваться путем изменения частоты заполнякюцих импульсов генератора 6.Устройство для управления ш-фаэным мостовым тцристорныщ инвертором позволяет н значительной степени повысить устойчивость работы тиристорного мостового инвертора напряжения за счет однозначной регламентации порядка поступления управляющих импульсов ца управляющие электроды коммутирующих и основных тиристоров ицвертора с увязкой их параметрон с динамическими свойствами как самих тиристоров, так и коммутирующих коцгурон инвертора,Расширение Функциональных возможностей предлагаемого устройства для управления трехфазным тиристорцым инвертором осуществляется вследствие обеспечения регулирования длительности опорных импульсов и, соот 5 1415 ветственно, регулирования выходного напряжения тиристорного инвертора. Кроме того, стабильность формирования управлякщих импульсов независимо от режима работы преобразователя позволяет испольэовать предлагаемое устройство для управления динамическими режимами регулируемого электро- привода. 10Предлагаемое техническое решение может быть использовано в частотно- регулируемых преобразователях частоты не только с заранее определенным алгоритмом переключения вентилей инвертора, но и в наиболее перспективных преобразователях, реализующих частотно-токовое управление с формированием синусоидального тока нагрузки. 20 Формула изобретенияУстройство для управления ш-фазным мостовым тиристорным инвертором, содержащее задающий генератор, сое диненный с распределителем-формирователем импульсов с 2 ш-выходами, 2 ш идентичных каналов управления, каждый из которых содержит элемент И, усилитель мощности, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду соответствующего основного тиристора инвертора, общий для всех каналов управления генератор заполняющих импульсов, подключенный выходом к первым входам элементов И каждого канала управления, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения устойчивости работы тиристорного инвертора в динамических режимах и расширения функциональных возможностей путем введения режима пуска, в каждый канал дополнительно 383 6введены второй, третий и четвертый элементы И, первый и второй КБ-триггеры, двоичный счетчик, первый, второй, третий и четвертый элементы и второй усилитель мощности, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду коммутирующего тиристора, противофазного вышеуказанному основному, при этом первые входы вторых элементов И каждого канала объединены и предназначены для подключения пускового блока, а вторые соединены одновременно с соответствующим выходом распределителя-формирователя импульсов, с К-входом первого и Б-входом второго КБ-триггеров соответственно, а также с первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого КБ-триггера, а выход - с входом второго усилителя мощности, счетный и установочный входы двоичного счетчика подключены соответственно к выходам первого и второго элементов И, а первый и четвертый выходы соединены с входами первого элемента И-НЕ, а второй и третий - с входами второго элемента И-НЕ, выход которого подключен к К-входу второго КЗ-триггера, а также к объединенным входам третьего элемента И-НЕподключенного к первому входу четвертого элемента И-НЕвторой вход которого соединен с четвертым выходом двоичного счетчика, а выход подключен к второму входу первого элемента И и к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом второго КБ-триггера, а выход подключен к входу первого усилителя мощности, 8 - вход первого КЯ-триггера соединен с выходом первого элемента И-НЕ.1415383 оставитель С Пузанов ехред А. Кравчук К Зака 2 53 Тираж 6 одписн ВН ИИПИ Государстве по делам изобре Москва, Ж,итета СССРткрь;тий наб д,аушск изводствецно-полиграфическо 1 роектная, 4 дприятие город едактор Н. Бобков ого коний и ректор Г,Решетни