Способ одноканального управления вентильным преобразователем

и преобяемые,лять к азоДляаждый этого пр интервал длагаетс повторяе процес равный шемся режиме, ени между дву стественнои коц)-(-11+1)21/т интер м мя со ммут в точками(с/ш е 1. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЦТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ(56) Авторское свидетельство СССР М 420075, кл. Н 02 М 7/48, 1971.Авторское свидетельство СССР У 1053257, кл. Н 02 М 7/48, 1980, (54) СПОСОБ ОЛНОКАНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобраИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении многофазными сетевыми преобразователями, выполненными на полностью управляемых вентилях.Цель изобретения - расширение частотной полосы пропускания полностью управляемого вентильного преобразователя при отработке возрастающего и убывающего напряжений управления,На фиг, 1 приведена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу согласноепредложенному способу, где П , - выходное напряжение полностью управляемого вентильного преобразователя;11 р - управляющее напряжение, прикладываемое к входу фазосдвигающего устройства; П- опорный сигнал, фор фмируемый на выходе генератора) О сигнал на выходе К-го элемента схемы 1 зовательной технике, Цель изобретения - расширение частотной полосыпропускания полностью управляемоговентильного преобразователя, Определяют знак производной управляющего напряжения, формируют импульсы,соответствующие каждому очередномуинтервалу повторяемости между соседними точками естественной коммутациина периоде сети. При условии положительного знака производной производят пьдачу импульсов на (1-3)-,(1 в 2 )-й -вентиль, а при условии отрицательного знака производной - на(.)+1) в , Ц+2) в , (1+3 )-й вентиль.2 ил 11 - управляющие импуль ч) силового вентиля. Сущность предложенного спосо равления направлена на устранен ления неполной управляемости ве ного преобразователя. Как извес это явление выражается в несимм ной реакции выходного напряжени образователя на возрастания и у ния упрйвляющего напряжения, пр щие со скоростью, превышающей с сть изменения опорных сигнало нить это явление можно при услвии, что силовые вентилвателя полностью управ1,2,ш - порядковый номер точки естественной коммутации на периоде сплети, принятый равным номеру силового вентиля, отсчет угла управлеМия которого ведется от -й точки Естественной коммутации, и при услобии возрастания управляющего напряжения, то есть при положительном знае его производной, управляющие им ульсы формировать в моменты равенста этого сигнала убывающим напряже 1 иям 11 О (1-/Т ), причем импульс, выделившийся на указанном интервале ремени на выходе (п = 1)-го элемен а сравнения, подавать на ( 1-2)-й ентиль в диапазоне углов управленя 2 Я/3 с Ы с Я, импульс, выделивийся на указанном интервале на выоде (и = 2)-го элемента сравнения, одавать на Ц)-й вентиль в диапаоне углов управления 7 /3 с с.2/3,импульс, выделившийся на указанном интервале на выходе (п=З)-го элемента сравнения, подавать на 1"й вен 25 ,тиль в диапазоне углов управления 0 Ю с 7/3, при условии убывания управляющего напряжения его производной каждый управляющий импульс, выделившийся в момент равенства уп,равляющего напряжения возрастающему напряжению 0/Т на указанном ин;тервале на выходе (п=1)-го элементасравнения, подавать на Ц+3)-й вентиль в диапазоне углов управления 35- Я с Ы с -2/3, импульс, выделившийся на указанном интервале на выходе (3=2)-го элемента сравнения, подавать на Я+2)-й вентиль в диапазоне углов управления -2 /3 с 4 ( -Г(/3, а импульс, выделившийся на указанном интервале на выходе (п=З)-го элемента сравнения, подавать на Ц+1)-й вентиль в диапазоне углов управления -У/3 с( с 0, 45В результате (как следует из диаграмм на фиг. 2, которые иллюстрируют случай отработки устройством высокочастотного управляющего напряжения синусоидальной формы) достигаются 50 симметричность и предельная скорость реакции вентильного преобразователя на возрастания и убывания управляющего сигнала. При этом устройство приобретает возможность работать на частотах 55 управляющего сигнала, превышающих частоту сетевого напряжения,Предложенный способ одноканального управления может быть реализован с помощью устройства, схема которогоприведена на фиг. 1,Устройство работает следующим образом,При подаче напряжений сети на вхо 3 г"ды формирователя 1 на выходах 2-7 выделяются кратковременные синхроимпульсы, совпадающие по фазе с точками равенства фазных напряжений точкам естественной коммутации. Полагается, что импульсы на выходе 2 совпадают с точками естественной коммутации для Ц=1)- го вентиля, импульсына выходе 3 - с точками естественнойкоммутации для (1=2)-го вентиля, аимпульсы на выходе 7 - с точками естественной коммутации для (1=6)-говентиля, В результате поступлениясинхроимпульсов на входы триггеров8-13 на выходах последних формируются широкие импульсы длительностью60 эл,град, положительной полярности.Следуя один за другим по повторяющемуся циклу, равному периоду сетевогонапряжения, эти импульсы делят каждыйпериод сети на шесть равных временныхзон (фиг,2). Одновременно с этим синхроимпульсы, поступая на вход блока14, запускают генератор опорного напряжения, в результате чего на выходепоследнего формируется пилообразныйопорный сигнал шестикратной частоты,Полагается, что на каждом интервалеповторяемости этот сигнал имеет формулинейно возрастающего напряжения,изменяющегося по закону 0, С/Т.Этот сигнал поступает на один из входов аналогового сумматора 15, на второй вход которого подается сигналс выхода устройства 6 определениязнака производной управляющего сигнала. Будем считать, что сигнал навыходе последнего может иметь двазначения: высокое, равное амплитудеопорного сигнала 11в случае возрастания управляющего напряжения, и низкое (нулевое) в случае уменьшенияуправляющего напряжения, т,е,П оь если Юупр /д 011 = О, если 311 р/а сО,1 Полагается также, что сигнал на выходе аналогового сумматора представляет собой разность между сигналами, поступающими с выходов блоков 16 и 14, Тогда, если управляющее напряжение на входе блока 16 воз5 15047 растает, то напряжение на выходе аналогового сумматора будет изменяться по закону убывающей функции Ц ,(1-й/Тд), и, наоборот если упФ5 равляющее напряжение будет уменьшаться, то напряжение на выходе сумматора начнет изменяться по закону возрастающей функции 11С/Т с начальным значением, зависящим от мо О мента изменения знака производной управляющего напряжения на рассматриваемом интервале повторяемости. Совмещая начало отсчета времени й с т,п,к. для силового вентиля 1 = 4, рассмотрим 15 работу устройства на интервале действия импульса на выходе триггера 1: 1(с2 ю/пи)-1(с2 н/шы) .Если управляющее напряжение на выходе фазосдвигающего блока находится 20 в пределах 0 4 11 д11то, управляющие импульсы будут выделяться лишь на выходе элемента 17 сравнения, а работа элементов 18, 19 сравнения будет невозможной по причине отрицательного 25 знака результирующих управляющих сигналов, прикладываемых к их входам. Тогда, если управляющее напряжение возрастает, с выхода устройства 16 на первые входы логических схем И 20-25 поступит сигнал высокого уровня. Однако только схема И 23 будет иметь на втором входе такой же сигнал высокого уровня, поступающий с выхода триггера 11, а остальные логические схемы И распределителя будут блокированы, В35 таком случае сигнал высокого уровня с выхода схемы И 23 с помощью расширителя по ИЛИ 26 поступит в качестве разрешающего сигнала на входы трех 40 элементов 27-29 совпадения, которые вторыми входами соединены с выходами разных элементов сравнения, Вместе с тем, как отмечалось, управляющие импульсы будут вселяться лишь на вы ходе элемента 7 сравнения, Формирование управляющих импульсов будет происходить в данном элементе в моменты равенства управляющего напряжения Бпр напряжению 00 пм (1 /о)ф 50 постуйающему с выхода сумматора1По команде сигнала, поступающего с выхода устройства 16 на третий вход элемента 17, на выходе последнего будут выделяться лишь те импульсы, которые формируются в моменты равенства управляющего сигнала и уменьшающегося опорного сигнала. Эти импульсы постуопят на общую входную шину элементов 65 627,30-34 совпадения, однако только элемент 27 будет иметь в это время разрешающий сигнал на другом входе,а остальныеэлементы совпадения будут блокированы, В результате управляющий импульс,выделившийся на выходе элемента 17сравнения, с помощью элемента 27совпадения будет подан на управляющий вход (1-2=2)-го силового вентиляв диапазоне углов управления2/3ы(,Если управляющее напряжение, возрастая, окажется по величине в пределах 11 ,Б20 , то .управляющие импульсы начнут выделятьсялишь на выходе элемента 18 сравнения.Так .же, как и ранее, будем считать,что разрешающий импульс поступает свыхода триггера 11 посредством схемыИ 23 и расширителя по ИЛИ 26 навторые входы элементов 27-29 совпадения. Тогда выделившийся на выходеэлемента 11 сравнения управляющийимпульс поступит на общую входнуюшину элементов 28, 35-39 совпадения,однако только элемент 28 будет иметьв это время разрешающий сигнал надругом входе, а остальные элементысовпадения будут блокированы. В результате управляющий импульс, выделившийся на выходе элемента 11 сравнения, с помощью элемента 28 совпажения будет подан на (1-1=3)-й силовой вентиль, но теперь уже в диапа-.зоне углов управления 1/3 о(21/3,Если управляющее напряжение на входе фазосдвигающего блока, также возрастая, окажется по величине в пределах 200 ьмц прЗБОбм Ф то управляющие импульсы начнут вьщелятьсяна выходе элемента 19 сравнения, Попрежнему будем считать, что разрешающий импульс поступает с выхода триггера 11 посредством схемы И 23 и расширителя по ИЛИ 26 на вторые входыэлементов 27-29 совпадения. Управляющие импульсы поступят на общуювходную шину элементов 29, 40-44 совпадения, однако только элемент 29будет иметь в это время разрешающий сигнал на втором входе. В результате управляющий импульс с выходаэлемента 19 сравнения с помощью эле"мента 29 совпадения будет подан науправляющий вход Ц=4)-го силовоговентиля в диапазоне углов управления 0 4 а(7/3, 1504765При уменьшении управляющего напряжения на выходе устройства 16 появится нулевой сигнал. В результатеопорный сигнал на выходе аналоговогосумматора мгновенно изменит законизменения на закон возрастающейфункции 11 ппм /Т, Нулевой сигналс выхода блока 17 поступит также натретьи входы элементов 17-19 сравнения, разрешая подавать на выходлишь те управляющие импульсы, кото, рые формируются в моменты равенства, управляющего сигнала возрастающимопорным сигналам. Одновременна с этимна выходе логической схемы 45 инвер сии появится сигнал высокого уровня,который поступит далее на первые вхо ды логических схем И 46-51, Рассмотримпроцессы, как и в рассмотренном ранее случае, на интервале действия ши, рокого импульса на выходе триггера 11,Тогда если управляющее напряжение на входе фазосдвигающего блока,уменьшаясь, будет по величине в пре"делах 2 П ,11,(,ЗП, то управляющие импульсы будут выделятьсялишь на выходе элемента 19 сравнения.Работа остальных элементов сравнениябудет невозможной, так как результирующие сигналы на их входах будутпревышать амплитуду опорного сигнала. Управляющие импульсы с выходаэлемента 19 сравнения будут посту, пать на общую входную шину элементов29, 40-44 совпадения, В свою очередьразрешающий импульс поступит с выхода триггера 11 посредством схемыИ 49 и расширителя по ИЛИ 52 на входы элементов 30, 43, 39 совпадения, 40В результате управляющий импульс свыхода элемента 19 сравнения с помощью одного из названных элементовсовпадения с номером 43 будет поданна управляющий вход Ц /1=5)-го вентиля в диапазоне углов управления-с( -2 Г(/3.Если управляющее напряжение,уменьшаясь, окажется, в пределах11 м11 пр2 П то управляющиеимпульсы начнут выделяться на выходе элемента 18 сравнения, Будемсчитать, что разрешающий импульс поступает с выхода триггера 11 посредством схемы И 49 и расширителя поИЛИ 52 на вторые входы элементов ЗО,43, 39 совпадения, Выделившийся навыходе элемента 18 сравнения им"пульс поступит на общую входную шинуэлементов 28, 35-39 совпадения, однако только элемент 39 будет иметь в это время разрешающий сигнал на другом входе, В итоге управляющий импульс с выхода элемента 18 с помощью элемента 38 совпадения будет подан на управляющий вход вентиля (1+2=6), но уже в диапазоне углов управления -2/3о( 1-1(/3,И, наконе, если управляющее напряжение, уменьшаясь, будет в пределах 0 11 уп ( 11,п, то управляющие импульсы начнут выделяться на выходе элемента 17 сравнения. Эти импульсы поступят на общую входную шину элементов 27, 30"34 совпадения, однако разрешающий импульс будет присутствовать на другом входе только элемента 30, а остальные названные элементы совпадения будут блокированы. В результате управляющий импульс с выхода элемента 17 сравнения с помощью. элемента 30 будет подан на управляющий вход Ц+3=1)-го вентиля в диапазоне углов управления -/3с(О,. Расширители 53-62 импульсов осуществляют формирование импульсов ойределенной длительности,Работа устройства будет происходить аналогично и на других интервалах повторяемости процессов с той лишь разницей, что разрешающие импульсы будут поступать в распределитель с выходов других триггеров, Формула изобретенияСпособ одноканального управления вентильным преобразователем, заключающийся в том, что определяют знак производной управляющего напряжения суммируют напряжение, пропорциональное производной управляющего напряжения, с опорным напряжением вида 11- , результат суммирования сравОпм Тнивают с напряжениями вида 11 ,1111 опм вПчпр 2 П где Т = 2(7/шо(, ш - число пульсаций на периоде сети,Ы - круговая частота, и формируют управляющие импульсы в моменты равенства с каким-либо из них, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения частотной полосы пропускания полностью управляемого вентиль- ного преобразователя при отработке9 1504765 104 Фвозрастающего и убывающего управля напряжений Б -211 и П - - нащего напряжения, формируют импульсы,чар олми вамсоответствующие каждому очередному 1-й вентиль в диапазоне углов управ 7 финтервалу повторяемости между сосед- . ления ОЫ с - , а при условии отрицатаними точками естественной коммутациительного знака производной управляю( 2 /в )-( в (1 1)2 / ), дщего напряжения осуществляют подачу1 у уу р д р1 26 - порядковый номер точекуправляющих импульсов, сформированестественной коммутации на периоденых в моменты равенства напряженийсети, равный номеру соответствующегоСвентиля, и при условии положительно- ци П (1 т ) на Ц+3)-й венго знака производной управляющего натиль в диапазоне углов управленияпряжения осуществляют подачу. указанных управляющих импульсов, сформиро- , ( (- - , напряжений Б опмванных в моменты равенства напряжен 1 о и м (1 -- ) - на ц+2) -й вентиль в.,ний Б, и Б- на (1-2) -й вении 2 И лт иль в диапазоне углов управления диапазоне углов управления -- ( Ы с3. 3- с Ы 4 нап яжений Б - И и2 У3 ф р пР опм напряжений 0 -211 и 11 (1 )йупр опм опм уй о11 -- на (3-1)-й вентиль в ди- на Ц+1)-й вентиль в диапазоне угсат Тя 2 иапазоне углов управления - М 4 -.лов управленияО.3 3 3Оуч и-и, цущ-лиям15047 б 5 го оставитель И, Амельченко Техред М.Ходанич ректор Н Борисов дак тор ковская ираж б Заказ 5263/5 ВНИИПИ Госу ственного комитета по 113035 у Москва, ЖПроизводств.Оу ОЮ Ов Ого УФ 8 о 27 Ою 7 У 22 Угц Оа иц ир Ва 02 Подписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб д. 4/5 но-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1