Способ формирования импульсов управления мощности многофазным тиристорным преобразователем и устройство для его осуществления

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советсккк Социалистических Республик(5)М. Кл.2 Н 02 Р 13/16 Госуаарствеииый комитет СССР оо делам .изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 28 Л 779(71) Заяви СПОГОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСОВ УПРАВЛ 1:НИЯМОЩ 1.ЫМ МНОГОФАЗНЬИ ТИРИСТОРНО ПРЕОБРАЗОВИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСЩЕСТВЛЕНИЯ ЛЕМ мирования имощныи многофазаэователем кального прин 1Изобретение относится к области 1 преобразовательной техники и макет быть использовано в системе управления мощными многофаэными тиристорными преобразователями частоты с не" посредственной связью.Известен способ форпульсов управления мным тиристорным преобрс использованием вертиципа управления 1) .Этот способ не обеспечивает надежного управления мощным мйогофаэным тиристорным преобразователем из"эа отсутствия дублирования управ ляющих импульсов.Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению являются способ формирования .импульсов управления мощнйм много фаэным тириситорным преобразователем,. предусматривающий суммирование по вертикальному принципу синхронизирующих синусоидальных напряжений (сдвинутых на 90 эл.град) и постоянного напряжения смещения, и устройство для его осуществления, содержащее регулируемый источник постоянного напрякения смещения, подключенный ко входу схемы ограничения предельных углов регулирования,формирователи фаэиых и противофаэных синхройизирующих синусоидальных напря-,жений, выходы которых связанынуль-органами четных и нечетныхканалов преобразователя, формирователи опорных напрвкений 12,Устройство формирует узкие импульсы, которые служат для ограниченияпредельных углов регулирования пре",обраэовател, и могут выполнять рольдублирующих импульсов (при отсутствии управляющих импульсов) на заданном уровне ограничения.Однако для преобразователя, собранного по двенадцатифазной эквивалентной схеме (при шестифазной нагрузке),требуется двенадцать таких устройстви два раэнополярных источника постоянного напрякения смещения, Иэ-занеидентичности фазосмещающих мостовв формирователях скнхрониэирующихсинусоидальных напряжений и разныхуровней источников постоянного напряжения смещения невозможно добитьсясимметрии ограничивающих импульсов.Так как импульсы;ограничения формируются узкими, при превышении уровня опорного напряжения управляющим напрякением не обеспечивается573 синусоидальных напряжений, имеющихчастоту питающей сети. Фаза этихимпульсов"определяется уровнем источ.ника напряжения смещения. Из фазнйх опорных синусоидальных напряжений формируют переменные прямо угольные напряжения, имеющие частотупитающей сети, затем суммируют этинапряжения и получают серию прямо-угольных импульсов с шестикратнойчастотой питающей сети, передние 10 Фронты которых используют для дублирования управляющих импульсов в инверторномрежиме для нечетных каналов преобразователя, а задниефройтм -" ввыпрющтельном режиме 15 для четных каналов преобразователя.Из иротивофазных напряжений также Формируют другую серию прямоуголь"ных импульСов, но сдвинутых относительно первой на 60 эл.град.(прн Ю равенстве нулю напряжения смещения).Задйие Фрдвты этих импульсов используют для дублирования управляющихимпульсов в выпрямительном режимедля нЕчетных каналов преобразовате- М ля, а передние - в инверторном режи медля четных каналов преобразователя.Йа Фиг.1 показана схема устройства для управления мощным многофаэ- ЗО нйм тиристорным преобразователем;на фиг.2,3 -" диаграммы, поясняющиепредложенный способ Формированияимпульсов управления мощным многофазным тиристорно преобразователем.На чертежах приняты следующиеобозначенияф1 - Формирователи Фазных синхрониэирующих опорных синусоидальйых напряжений 40 2 - Формирователи противофазных.31Зу45 4 4-нуль-органы четных и нечетных каналов преобразователя; 6 6 з- дополнительные нуль-органы;7,8 - трехвходовые элементы совпадени я;П,цз,и; фазные опорные синхронизи"рУющие синусоидальные напря жения (нечетных каналов преобразователя);пЦ,раз, - противофазные опорные синиц хронизирующие синусоидальные напряжения (четных каналов преобразователя);О.- выходные прямоугольные на, Пд 4, "пряжения дополнительныхнуль-органову О - первый выход устройства, с 65" которого снимаются дублирую-," ограничения предельных углов регулирования преобразователя"в вййрямительном режиме (поы мин) -"что-козЪт йривести"к нежелательнзм пульсациям тока в нагрузке (обмоткахдвигателя) и"выходу из строя электрбйривода и тиристорного преобразователя,при выходе иэ строя фаэосмещающихустройств системы управления и блокаогр;йничения -предельных углов регулирования преобразователя, возможенпрорыв инвертора, приводящий"к ава-рийномурежиму и выходу иэ строя надлительное время всего преобразователя.Целью изобретения является повышение надежности преобразбйателя -частоты.Это достигается тем, чтбпопредложенному способу Формированияимпульсов управления мощным многофазным тиристорным преобразователемс и-каналами фазные синхрониэирую щйе синусоидальные напряжения после-"суМмйрования -с постоянным напряжением смецения инвертируют и формир 91 бтпеременные прямоугольные напря- .жения, при суммировании которых вмоменты"совпадения отрицательныхзначений Формируют серию прямоугольных импульсов, передние Фронты которых используют для дублирования управляющих импульсов в- инверторномрежиме для нечетных каналов преобра-зователя, а заднйе - в выпрямительном режиме для четных каналовпреобразователя, при этом из противофазных синхрониэирующих синусоидальных напряжений формируют"сериюпрямоугольных импульсов, задниефройты которыхиспользуют в выпрями" " тельном режиме для нечетных каналовпреобразователя, а передние - в ин"вертбрном режиме для четных каналовпреобразователя.Устройство для осуществленияпредложенного способа дополнительноснабйейо шестью" нуль-органами и двумятрехвходовыми элементами совпа" "дения, причем входы нуль-органовподключены к выходу регулируемогоисточйика постоянного напряжения"смещения, входы первых трех нуль-органов связаны с выходами Формирователей Фазных синхрониэирующих напряжений, входыостальных нуль-органовв . с вйходами Формирователей противофазных напряжений, выходы первыхтрех нуль-органов подключены .ко вхо "дампервого элемента совпаденйя, авыходы трех других - ко входам вто рого элемента совпадения, выходыобоих элементов совпадения связанысо входами нуль-органов четных инечетных каналов преобразователя.По предложенному способу формируют дублирующие управляющие им "пчльсй иэ оПорных синхронизирующих 5 - регулируемый источник постоянного напряжения смещения;6755735 ьщие импульсы для управления Так как напряжения подаются на инпятым каналом в инверторном вертирующие входы нуль-органов, нарежиме и вторым каналом в их выходах снимаются инверсные сигвыпрямительном; налы (фиг. 2 б-ж) .Выходной сигнал нуль-органа б 1ц- второй выход Устроства (фиг.2 б) поступает на первый вход.ф которого снимаются дублиру 5 элемента совпадения 7, сигнал сщие импульсы для Управления . нуль-органа бд (фиг,2 в) поступаетпервым каналом в инвертор- на второй вход схемы 7 (Фиг.1), аном режиме и четвертым ка- сигнал с нуль-органа б(фиг,2 г)налом в выпрямительном; на третий вход схемы 7,У - третийвыход убтройства, с 10 В момент времени-, формивыаЕкоторого снимаются дублирую- руется схемой совпадения 7 сигналщие импульсы для управления ОМАМ (Фиг.2 г,е,з и фиг.ЗМ) при совтретьим каналом .в инвертор- падении отрицательных значений выход-ном режиме иом режиме и шестым каналом ных напряжений с нуль-органов б ь ив выпрямительном; 15 64, Этот импульс ( Оьых 7 ) служитЦ з - ЧЕТВЕРтЫй ВЫХОД УСтРОйСт- ДЛЯ ДубЛИРОВаНИЯ УПРаВЛЯЮЩЕГО ИМ" пульса третьего канала системы упва, с которого снимаютсядублирующие импульсы для равления преобразователя, работаюуправления пятым канала л ния пятым каналом щего в инверторном режиме, и дляв выпрямительном режиы рямительном режиме 20 четвертого канала - в выпрямительном режиме.В момент временив .н в ходах схемы совпадения 7 выходныеи - пятый выход устройства. с сигналы отсутствуют, так как в этотщфЭ то ого снимаются дУблид которого сним . ду момент времени не совпадают отрицаРующие импульс дл У р й тельные значения выходных напряжеления пеРвым каналм в ний нуль-органов б.6 (фиг.2 б,в,г),в ,зпрямительном Ре ме В этот момент времени (, -.) с выховертым каналом в инвер- да схемы совпадения 8 снймается сигторном,нал (4 ык 8 передний фронт кот Рогорого снимаются дуб- , сдвинут на 60 эл,град, относительнос которого снимаютсялирующие импульсирующие импульсы для уп- имупльса, сформированного в моментравления третьим ка ания третьим каНалом времени. Этот импульс служит длядублирования импульсов первого канаи шестым каналом вым каналом в инвер- ла в выпрямительном режиме и четверторном; того канала в инверторном режиме,фФ "В момент времени (-1) импульсывалы в емени длительАналогично формируется дублируюности 60 эл.град.Входы нуль-органов б 6подклю щее импульсыи в другие моменты вречены к выходу регулируемого источни- мени (1 -1, 1-1 и т.д.).ка 5 постоянного напряжения смеще- При изменении уровня напряженияния, входы нуль-органов б,бз смещения длительность формируемыхсоединены с Формирователями 1 фазных импульсов и их фаза изменяются.опорных синусоидальных синхронизирую Сформированные импульсы подаютсящих напряжений входы нуль-органов на соответствующие выходы Фазосмещаюл664- с Формирователями противо- щих устройств преобразователя, ниФаэных опорных синусоидальных напря" осуществляют дублирование управляющихжений 2, выходы нуль-органов бфб импульсов и импульсов ограниченияподключены к входам элементов сов предельных Углов регулирования преобпадения 7 а выходы нуль-органов разователя. Эдесь дублирующие импуль 666 - к входам элементов совпаде- сы вводятся в систему управления,Ния 8, выходы обоих элементов совпа- в выпрямительном режиме они отстаютения связаны с выходами нуль-орга-(примерно на 30-50 кс), а в инверторде инов четных и нечетных каналов преоб" 55 ном режиме опережают (на 30- )-50 кс)раэователя 3 3 и 4,4 л. импульсы ограничения. предельных угУстройство (фиг.1) работает следую- лов регулирования по (нин Й ньщим о разом.б оме Поэтому при отсутствии управляющихНапример, в момент времени ,- импульсов в работу вступают сформии при напряжении смещения равном ну рованные блоком ограничивающие имлю на вход нуль-органа б, подается пульсы,осуществляющие ду лир6положительное напряжение Ц, , на управляющих импульсов на заданномнуль-орган б, - отрицательное напря- уровне ограничения, В случае жежение У на нуль-орган б, - положи- выхода из строя блока ограничениятельное напряжение Ус и т,д. (см. дублирующие импульсы выполняют рольуправляющих импульсов (также практиФиг.2 а),7 67557 чески на. заданном уровне ограниче- ния).При введении специальной логики, воздействующей иа источник 5 напряжения" регулируемого смещения и изменяющей фазу дублирующих импульсов в Функции изменения управляющих 5 импульсов, целесообразно дублирующйе импульсы вводить при отсутствии управляющих импульсов так, чтобы ониопережали ограничивающие импуль" сы 4; в выпрямительном режиме и от ставапк от ограничивающих импульсовмлс. в инверторном режиме.Дублирующие импульсы также могут бЫть введены в информационную часть преобразователя и непосредственно 15 через усилители-Формирователи преобразователя. После соответствующей обработки импульсы могут вводиться в предварительные усилители и выходные усилители преобразователя, 20Предложенный способ Формированиядублирующих импульсов и устройство для его осуществления обеспечивают повышение надежности многофазного мощного тиристорного преобразовате- ля частоты, так как при,геисправности информационной части системы управления и блока ограничения предельных углов регулирования исключается аварийный режим (прорыв инвертора) и обеспечивается работоспособность частотно-управляемого электропривода.Предложенное устройство может быть выполнено всего на двух печатных платах размером 150 х 170 мм (размер типовой ячейки УБСР-АИ) для многофазиогомощного тиристорного преобразователя, собранного по двенадцатифазной эквивалентной схеме при шестифазной нагрузке, имеющего 144 канла управления. , - 40 30 Формула изобретения 55 1. Способ Формирования импульсов 45 управления мощным многофазным тиристорным преобразователем с и-каналами, по которым суммируют по вертикальному принципу фазные синхрониэирующйе синусоидальные напряжения 50и постоянное напряжение смещения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с Целью повышения надежности преобразователя, фазные синхрониэирующие синусоидальные напряжения 3 8после суммирования с постоянным напряжением смещения инвертируют нФормируют переменные прямоугольныенапряжения, при суммировании которых в моменты совпадения отрицательных значений формируют серию прямоугольных импульсов, передние Фронтыкоторых используют для дублированияуправляющих импульсов в инверторном режиме для нечетных каналовпреобразователя, а задние - в выпрямительном режиме для четных каналовпреобразователя, при этом из противоФазных синхронизирующих синусоидальных напряжений формируют серию прямоугольных импульсов, задние фронтыкоторых используют в выпрямительномрежиме для нечетных каналов преобразователя, а передние - в инверторном режиме для четных каналов преобразователя2. Устройство для осуществленияспособа по п.1, содержащее Регулируемый источник постоянного напряжениясмещения, формирователи Фаэных ипротивофазиых синхронизирующих синусоидальных напряжений, выходыйоторых связаны с входами четных инечетных каналов преобразователй,о т л и ч а ю щ е е с я тем, чтооно дополнительно снабжено шестью,нуль-органами и двумя трехвходовымиэлементами совпадения, причем входынуль-органов подключены к выходурегулируемого источника постоянногонапряжения смещения, входы первыхтрех нуль-органов связаны с выходами Формирователей фазных синхрониэи-.рующих напряжений, входы остальныхнуль-органов с выходами формировате,лей противофазных напряжений, выходы первых трех нуль-органов подключены ко входам первого элементасовпадения, а выходы трех других - .ко входам второго элемента совпадения, выходы обоих элементов совпадения связаны со входами нуль-орга"нов четных и нечетных каналов пре,образователя,Источники информации, принятыево внимание при экспертизе1. Тиристорный преобразовательчастоты с непосредственной связьюдля электропривода ножниц мощностью3400 кВт , технический отчетВНИИЭлектропривод 9 ОЛА.082.961,19722. Авторское свидетельство СССРМ 508891, кл.Н 02 Р 13/16 1973..УЖгород, ул.Проектная,4 Заказ 4342/48 Тир ЦНИИПИ Государственн по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Р Филиал ППП Патент, гаж 856 Подписноеого комитета СССРий и открытийаушская наб.,д.4/5