Устройство для управления -фазным вентильным преобразователем
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
(5)5 Н 02 М 7 ЕНИЯ ВТОР ектротехнидля управлеисторнымиными требонапряжения щей сети. ифровое устго управлеодер- котоние ныи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР САНИЕ ИЗО У СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССР М 1185546 А, кл. Н 02 М 7/12, 1985.Авторское свидетельство СССР М 1117820 А, кл. Н 02 М 7/12, 1984, (54) УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ (и-ФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах импульсно-фазового управления вентиль- ными преобразователями с высокими показателями выходного напряжения. Цель изобретения - расширение области. применения устройства и повышение надежности его в работе. В устройстве генератор 1 импульсов выполнен частотно-зависимым на элементе 2 фазовой автоподстройки частоты, в петле обратной связи которого включены последовательно соединенные счетчик 3 на 2" и счетчик 4 на а. Выход элемента 2 используется в качестве выхода синхронизации. Выходы счетчика 4 и выхоИзобретение относится к эл ке и может быть использовано ния многофазными тир преобразователями с повышен ваниями к качеству выходного при переменной частоте питаюИзвестно одноканальное ц ройство для импульсно-фазово 1721756 А 1 ды распределителя 18 импульсов подключены к входам преобразователя-ограничителя 5, соединенного через первый запоминающий регистр 6 с одними входами преобразователя 7 формы опорного сигнала, который другими входами подключен к и старшим разрядам счетчика 3, а (п+3) выходами через второй запоминающий регистр 8 связан с входами цифроаналогового преобразователя 9. Выход преобразователя 9 через ВС- фильтр 10 подключен к первому входу компаратора 13, второй вход которого является входом сигнала управления. Выход компаратора 13 через первый вход элемента 14 соединен с вторым входом элемента 15, Второй вход элемента 14 через фильтр 12 связан с дополнительным выходом преобразователя 7. Выход элемента 16 подключен к входу установки счетного триггера 17 с инверсным синхровходом, и входу одновибратора 16, выход которого соединен с первым входом элемента 15, входом распределителя 18 импульсов и входом управления ключа 11, шунтирующего резистор ВС-фильтра 10, Счетный триггер 17 входом связан с синхровходом запоминающего регистра 6 и инверсным синхровходом соединен с входом счетчика, младший разряд которого подключен к синхровходу запоминающего регистра 8, Выходы распределителя 18 импульсов являются выходами устройства, 1 ил. ния вентильным преобразователем, с жащее блок синхронизации, на входы рого подается трехфазное напряж сети; частотно-зависимый генератор пульсов, выполненный на элементе фаз автоподстройки частоты со счетчикомтелем в петле обратной связи; блок оп ления очередной фазы, связан510 выходами непосредственно или через преобразователь кода с одними входами элемента памяти, подключенного другими входами к выходам счетчика-делителя; цифровой компаратор, который связан одними входами с выходами элемента памяти, другими входами - с управляющей шиной, а выходом подключен к информационному входу распределителя импульсов, который одними входами соединен с выходами блока определения очередной фазы, другими входами - с одними выходами блока синхронизации, а выходами подключен к одним входам блока определения очередной фазы, другие входы которого связаны с другими выходами блока синхронизации, один из выходов которого соединен с задающим входом элемента автоподстройки, Выходами устройства являются дополнительные в выходов распределителя по эквивалентному числу фаз вентильного преобразователя,Недостатком устройства является наличие асимметрии управляющих импульсов, определяемой дискретностью устройства.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является устройство для управления в-фазным вентильным преобразователем, содержащее формирователь синхроимпульсов, на вход которого поступает однофаэное напряжение синхронизации, в счетчиков импульсов, связанных входами установки с соответствующими выходами формирователя синхроимпульсов, подключенных счетными входами к выходу генератора импульсов, а выходами соединенных с входами мультиплексора, который входами управления подключен к соответствующим выходам распределителя импульсов, выходами через последовательно включенные цифроаналоговый преобразователь и бС-фильтр связан с первым входом компаратора, на второй вход которого поступает напряжение управления, выход компаратора через первый вход элемента 2 И соединен с входами распределителя и одновибратора, который выходом подключен к второму входу элемента И и входу управления ключа, шунтирующего резистор ВЯ-фильтра.Недостатком устройства является наличие а счетчиков с разрядностью К, сложного мультиплексора и сложного при практической реализации формирователя синхроимпульсов, представляющего собой умножитель на в частоты 1 с напряжения синхронизации, Так как частота б генератора импульсов стабильна, то при изменении частоты 1 в широких пределах необходимо увеличение разрядности К счетчиков им 15 20 25 30 35 40 45 50 55 пульсов для выполнения условия б1, 2 кВ противном случае известное устройство имеет ограниченный диапазон устойчивой работы. При этом повышение разрядности К приводит к усложнению мультиплексора, коммутирующего в К-разрядных кодов счетчиков импульсов. Следовательно, повышение разрядности известного устройства сопряжено со снижением надежности его в работе, Кроме того, в большинстве применений требуется линейная регулировочная характеристика вентильного преобразователя совместно с устройством фазового управления, что обеспечивается применением в последнем арккосинусоидальных опорных сигналов.Целью изобретения является расширение области применения устройства управления и повышение надежности.Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления в-фазным вентильным преобразователем, содержащем генератор импульсов, распределитель импульсов, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и ВС- фильтр, выход которого связан с первым входом компаратора, второй вход которого является входом сигнала управления, одно- вибратор, соединенный входом с выходом элемента 2 И, подключенного первым входом к выходу одновибратора и входу управления ключа, шунтирующего резистор ВС-фильтра, согласно изобретению, генератор импульсов выполнен частотно-зависимым на элементе фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ), между выходом и первым входом которого включены последоваи+1 тельно соединенные счетчик на 2 и счетчик на гп, причем второй вход элемента ФАПЧ является входом синхронизации, а устройство снабжено преобразователем-ограничителем кода и преобразователем формы опорного сигнала, первым и вторым запоминающими регистрами, счетным триггером, элементом ИЛИ и фильтром, выходы счетчика на гп и выходы распределителя импульсов соединены с входами преобразователя ограничителя кода, подключенного выходами через первый запоминающий регистр к одним входам преобразователя формы опорного сигнала, другие входы которого связаны с и старшими разрядаь и счетчика на 2" , а выходы подключены к входам цифроаналогового преобразователя через второй запоминающий регистр, синхровход записи которого соединен с младшими разрядом счетчика на 2"+, вход которого подключен к синхровходу счетного триггера, соединенного выходом с синхровходом записи первого запоминающего регистра иподключенного В-входом к выходу элемента И, который первым входом соединен с входом распределителя импульсов, вторым входом подключен к выходу элемента ИЛИ, связанного первым входом с выходом компаратора и подключенного вторым входом через фильтр к дополнительному выходу преобразователя формы опорного сигнала, реализующего на (и+3) выходах зависимость кода Р от входного кода вида(и+2).1 ги 2 -а 6 аи, 2 и 2(и+2) (и 1) (( (и+3)и на дополнительном выходеО, 0 аа нвои 1, айинвгде аидов - заданный угол ограничения.Преобразователь-ограничитель кодаформирует свой выходной код аф из выходного кодасчетчика на в и кода распределителя импульсов по закону(+1-,0(+1-в/2-1аф = п 1+ +1-, 0п1-гл/2-1.7 - в остальных случаях,где=0,1,2 лп;- 1,2,е.На чертеже приведена структурная схема предлагаемого устройства.Устройство содержит генератор 1 импульсов, в состав которого входят элемент 2фазовой автоподстройки частоты, счетчик 3на 2 и счетчик 4 на а, преобразовательи+1ограничитель 5 кода, первый запоминающий регистр 6, преобразователь 7 формыопорного сигнала, второй запоминающийрегистр 8, цифроаналоговый преобразователь 9, ВС-фильтр 10, ключ 11, фильтр 12,компаратор 13, элемент ИЛИ 14, элемент И15, одновибратор 16, счетный триггер 17 ираспределитель 18 импульсов.Вход синхронизации элемента 2 подключен к источнику импульсов частоты 1 ссети (на чертеже не показан), Между выходом и первым входом элемента 2 включеныпоследовательно счетчики 3 и 4. Элемент 2,счетчики 3 и 4 образуют генератор 1 импульсов. Выход счетчика 4 и выходы распределителя 18 соединены с входамипреобразователя-ограничителя. 5, выходыкоторого через регистр 6 подключены к одним входам преобразователя 7, другие входы которого соединены с и старшимиразрядами счетчика 3, а его (и+3) выхода через запоминающий регистр 8 подключены к входам преобразователя 9, выход которого через ВС-фильтр 10 соединен с первым5 входом компаратора 13, второй вход кото. рого подключен к источнику сигнала управления (на чертеже не показан). Элемент 14 первым входом соединен с выходом компаратора 13, вторым входом через фильтр 12 101520 25 30 35 40 45 50 55 подключен к дополнительному выходу преобразователя 7, а выходом связан с вторым входом элемента И 15,Первый вход элемента И 15 соединен с входом распределителя 18, выходом одновибратора 16 и входом управления ключа11, шунтирующего резистор ВС-фильтра 10. Выход элемента 15 подключен к входу одновибратора 16 и В-входу триггера 17, Выход триггера 17 соединен с синхровходом запоминающего регистра 6, а синхровход подключен к входу счетчика 3, младший разряд которого соединен с синхровходом запоминающего регистра 8. Выходами устройства являются выходы распределителя 18 импульсов,Фильтр 12 выполнен, например, как ВС- фильтр с необходимой для отсечки переходных процессов на выходе преобразователя 7 постоянной времени,Устройство работает следующим образом.На вход синхронизации элемента 2 поступают импульсы частоты 1 с, совпадающие по фазе с напряжением одной из фаз сети. На выходе генератора 1, образованного элементом 2 и счетчиками 3,4, формируются импульсы частоты б, равной1 г= 1 с 2" а. (1) Выходной код счетчиков 3 и 4 содержит информацию о фазе анодного напряжения каждого из а тиристоров вентильного преобразователя, При этом диапазон работы счетчика 3 й/3 или л/6 радиан соответственно для а = 6 или п 1 = 12. Выходной кодсчетчика 4 определяет номер диапазона работы счетчика 3, Выходной код ) распределителя 18 соответствует номеру вступающего в работу тиристора, Преобразователь-ограничитель 5 на своих трех выходах формирует код йф = т(,), поступающий через первый запоминающий регистр 6 на одни входы преобразователя 7. На другие входы преобразователя 7 поступает код с и старших разрядов счетчика 3. На входах преобразователя 7 формируется (и+3)-разрядный код а, содержащий информацию о текущей фазе анодного напряжения, соответствующего вступающему в работу вентилю. Преобразователь 7 на сво(2) их (и+3) выходах формирует код Р = 1(а) покосинусоидальной или линейный зависимости (в соответствии с требуемой регулировочной характеристикой вентильногопреобразователя). 5Цифровой код Р по фронту сигнала намладшем разряде счетчика 3 записываетсяв регистр 8 и с помощью преобразователя 9преобразуется в аналоговый опорный сигнал, квантованный по уровню, ЯС-фильтр 10 10выделяет "гладкую" составляющую иэ выходного сигнала преобразователя. При этомего постоянная времени выбирается из условия2 1 15т 1 о -тгмакс 1 смакс2еГДЕ тгмакс МаКСИМаЛЬНаЯ ЧаСТОТа ГОНЕРдТОра 1 импульсов при максимальной частоте1 смакс СОТИ.20С выхода ЯС-фильтра 10 сглаженныйопорный сигнал поступает на компаратор13, где сравнивается с напряжением управления Оупр. При равенстве опорного и управляющего сигналов сигнал с. выходакомпаратора 13 поступает через элементы 25ИЛИ 14 и И 15 на вход одновибратора 16.На выходе одновибратора 16 появляется импульс нулевого уровня длительностьют 16,30По спаду импульса на выходе одновибратора 16 переключается распределитель18, определяя номер очередного вентиля.Выходной импульс одновибратора 16 блокирует прохождение сигнала через элементИ 15 и замыкает ключ 11 на время т 16 Узкийимпульс высокого уровня с выхода элементаИ 15 устанавливает на выходе триггера 17нуль, запрещая запись вновь сформированного кода а" с выхода преобразователя-ограничителя 5 в запоминающий регистр 6,По спаду сигнала б, поступающего насинхровход триггера 17 с выхода элемента 2,новый код а" записывается в регистр 6 ипоступает на входы преобразователя 7, Кодаф и код на старших разрядах счетчика 3образуют код а соответствующий текущейфазе анодного напряжения вступающего вработу вентиля. Преобразователь 7 вырабатывает соответствующий код Р, который сего (и+3) выходов записывается в регистр 8по фронту и далее поступает на входы преобразователя 9,Описанные выше переключения происходят при замкнутом ключе 11, шунтирующем резистор ВС-фильтра 10 иобеспечивающем ускоренный перезарядконденсатора ВС-фильтра 10 до нового значения выходного напряжения преобразователя. Разделение моментов записи информации в регистры 6 и 8 на интервал времени, равный полупериоду частоты 1 г, дублированное замыканием ключа 11 на время йб, исключает возникновение состязаний и повышает надежность в работе устройства, При этом время выборки входного кода преобразователей 5, 7 должно быть меньше полупериода частоты 1 г, а длительность импульса одновибратора 16 выбирают из условия гарантированного переключения распределителя 18, преобразователей 5, 7 и завершения переходных процессов на выходе преобразователя 9, По окончании выходного импульса одновибратора 16 начинается очередной цикл работы устройства.Если при формировании импульса управления для очередного тиристора не сработает компаратор 13, то с дополнительного выхода преобразователя 7 сигнал через фильтр 12, элемент ИЛИ 14, элемент И 15 и одновибратор 16 переключит распределитель 18 импульсов. При этом угол управления вентильного преобразователя будет равен выбранному углу анна ограничения. Следовательно, исключается возможность пропуска импульса управления, что повышает надежность в работе устройства,Устройство обеспечивает низкий уровень асимметрии выходных импульсов при колебаниях частоты 1 с сети и может быть использовано для управления вентильными преобразователями с высокими показателями выходного напряжения, предназначенными для питания ускорителей. При питании вентильных преобразователей от ударных генераторов; что сопровождается изменением частоты 1 с сети в широких пределах (5025 Гц), устройство обеспечивает высокую работоспособность и минимальную асимметрию выходных импульсов. Из выражений (1) и (2) следует, что величина асимметрии импульсов возрастает при снижении частоты 1 с сети, но не превышает значения2Ь =.г - - 2 Лгмакс1 гмингде бмин - частота импульсов генератора 1 при минимальной частоте осмин сети.Величина Л меньше асимметрии импульсов управления аналога при тех же условиях. Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает требуемый вид регулировочной характеристики вентильного преобразователя, низкий уровень асимметрии импульсов управления и повышенную(и+2) . 1 45 50 55 надежность в работе при минимальных аппаратных затратах,Формула изобретения Устройство для управления в-фазным вентильным преобразователем, содержащее генератор импульсов, распределитель импульсов, выходы которого используются в качестве выходов устройства, последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь и РС-фильтр, выход которого соединен с первым входом компаратора, второй вход которого используется для подачи сигнала управления, одновибратор, вход которого соединен с выходом элемента И, первый вход которого подключен к выходу одновибратора и входу управления ключа, шунтирующего резистор РС-фильтра, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения области применения устройства и повышения надежности, оно снабжено преобразователем, ограничителем хода, преобразователем формы опорного сигнала, первым и вторым запоминающими регистрами, счетным триггером, элементом ИЛИ и фильтром, генератор импульсов выполнен частотно-зависимым и содержит элемент фазовой автоподстройки частоты, счетчик на 2" " и счетчик на п 1, причем пери+1вый вход элемента фазовой автоподстройки частоты используется для подачи сигналов синхронизации, второй вход подключен к старшЕму разряду счетчика на п 1 выход Соединен с входом счетчика на 2"+, последовательно с которым подключен счетчик на гп, выходы счетчика на гп и выходы распределителя импульсов соединены с входами преобразователя-ограничителя кода, выходы которого через первый запоминающий регистр подключены к одним входам преобразователя формы опорного сигнала, другие входы которого соединены с и старшими разрядами счетчика на 2", выходы преобразователя-ограничителя кода подключены к входам цифроаналогового преобразователя через второй запоминающий регистр, синхровход записи которого соед+инен с 5 младшим разрядом счетчика на 2" ", входкоторого подключен к синхровходу счетного триггера, выход которого соединен с синхровходом записи второго запоминающего регистра, Р-вход счетного триггера подклю чен к выходу элемента И, первый вход которого соединен с входом распределителя импульсов, второй вход подключен к выходу элемента ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом компаратора, второй вход 15 через фильтр подключен к дополнительномувыходу преобразователя формы опорного сигнала, реализующего на (и+3) выходах зависимость кода Р от входного кода вида(и+1)щ 2 -. а, оа и+з 1 и на дополнительном выходе30 О, 0 а(аина1, ааин,где аинв - заданный угол ограничения.преобразователь-ограничитель кода реализует зависимость выходного кода а" от вы ходного кода 1 счетчика на а и выходногокода 1 распределителя импульсов по закону 1+1-), 01+1-)в/2-1,а" = п 1 +1+1-), 0п 1+1+1-,)гп/2-1 40 7 - в остальных случаях,где 1= 0,1,2 а; 1= 1,2,п 1,1721756 рректор О, Кундр р Т. Иван Ре аказ 961 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 зводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 10 СоставительТехред М.М
СмотретьЗаявка
4705789, 14.06.1989
НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ НАУЧНО ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ОБЪЕДИНЕНИЯ "ХЭМЗ"
ГИНЗБУРГ АЛЕКСАНДР КОНСТАНТИНОВИЧ, ЖЕМЕРОВ ГЕОРГИЙ ГЕОРГИЕВИЧ, ЕРЕМЕЕВ АЛЕКСАНДР БОРИСОВИЧ, КЛОЙЗ НАУМ БОРИСОВИЧ, КОЛЯНДР ИСААК ЛЬВОВИЧ, ПЕТРИК ЕВГЕНИЙ БОРИСОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 7/12
Метки: вентильным, преобразователем, фазным
Опубликовано: 23.03.1992
Код ссылки
<a href="https://patents.su/6-1721756-ustrojjstvo-dlya-upravleniya-faznym-ventilnym-preobrazovatelem.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Устройство для управления -фазным вентильным преобразователем</a>
Предыдущий патент: Устройство для управления многофазным вентильным преобразователем
Следующий патент: Преобразователь переменного напряжения в постоянное
Случайный патент: Аппарат непрерывного действия для полимеризации интенсивно окрашенного мономера