Импульсно-фазовое микросхемное устрой-ctbo системы управления тиристорнымпреобразователем

СОЮЗ СОВЕтеких СОЦИЕЛИСТИЧЖИИМ Респубиий(5 ЦМ. Ил,з Н 03 К В/00 Государственный комитет ссср по делам изобретений и открытий(54) ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОЕ МИКРОСХЕМНОЕ УСТРОИСТВО СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМИзобретение относится к преобразовательной технике и предназначенодля выполнения импульсно-фазовыхустройств системы управления тиристорными преобразователями регулируемых электроприводов постоянного кпеременного тока,Известно импульсно-фаэовое устройстВО В системах управления угла отпирания реверсивного выпрямителя сраздельной работой групп тиристоров,построенное по принципу формирования управляющих импульсов, синхронизированных с источником сетевого напряжения, задержка которых определяется управляющим сигналом, а мощность достаточна для включения тиристоров через усилительный узел итрансформаторную развязку 13 .Недостатки этого устройства заклю Очаются в малой помехоустойчивости,низкой надежности, значительных габаритах и материалоемкости и вызываются большим количеством дискретныхэлементов диодов, транзисторов, резисторов, конденсаторов и др.), нали-чием переходных контактов (разъемов),необходимых для взаимосвязи функциональных узлов устройства импульснофаэового управления, большой длиной 9 ПРОВОДИКОВ, ИСГОГЬЗУЕМЫХ ДЛЯ СВЯЗИ злеметов и узлов устройства между собой, зачнтельыми напряжениями помех, возникающими на шиах питания В связи с импульсым характером потребхе.ия тока,Наиболее близко по техическому решению к предлагаемому устройство импульсно в фазОВО управлеия тиристорым преобразовате.1 ем, содержащее формирователь сихрОТз ируощи х им- пульсОВ пОдключеый ВходОм к ис - точнику синхроизирующего напряжения и выходом к управяемой задержке импульсов, блок управляемой задержки импульсов, логпческие схемы совпадения и усилители выходых импульсов .2).Данное микросхемое устройство имеет также недостатки, как низкая помехоустойчивость по цепи синхронизации в связи с отсутствием фильтрую- щего устройства на входе схемь, т.е. устройство является Функционально незаконченным, низкий уровень максимально допустимого Выходного импульсного тока из-эа малой мощности выходных транзисторов, наличие только одной группы из двух выходных транзисторов, что ограничивает областьпРименения данного устройства преобразователями для нереверсивного привода, Кроме того, сигнал, управляющийФормирователем синхронизирующих импульсов, имеет большую мощность,чтоприводит к сложности и неэкономичнос 5ти генератора управляющего сигнала,а управление преобразователем отданкой схемы не обеспечина,т линейность статической регулировочной характеристики преобразователя,что1 Оограничивает глубину регулированияэлектропривода в связи с неноэможностью получения идентичного качества процесса регулирования во всем,циапаэоне изменения угла управления,прй этом не обеспечивается симметрия 15управляющих импульсов при управлениимногофазным выпрямителем. Таким образом, указанные недостатки приводят к,ограничению области примепения и й усложнению систем, В которых 20устройство применяется,Цель изобретения - повышение помехоустойчивости при одновременномрасширении Функциональных возможностей.25Поставленная цель достигается тем,что в импульсно-фазоное микросхемное устройство системы управлениятиристорным преобразователем, содержащее формиронатель синхронизиру.ощих импульсов, блок, управляемой задержки импульсов с одним управля:ощим входом, а также два логическихэлемента совпадения, первые входыкоторых соединены с выходами формирователя синхронизирующих импульсов,и два усилителя выходных импульсов,первые входы которых соединены свыходом источника запрета, введеныдва дополнительных усилителя выходных импульсон и фильтр Формирования 40синхронизирующих импульсов, подключенный входом к источнику синхронизирующего напряжения, а выходом через формирователь синхронизирующихИмпульсов - к блоку управляемой задержки импульсов с дополнительнымуправляющим входом, выход которогосоединен со вторыми входами логических элементов совпадения, выходы которых соединены со вторыми входамивсех усилителей выходных импульсов,при этом первые входы дополнительныхусилителей импульсон соединены с дополнительным выходом источника запрета.На фиг, 1 представлена функциональная схема микросхемного устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема микросхемнОго устройства, наФиг. 3 - временные диаграммы работыустройства. 40Устройство содержит формирователь1 синхронизирующих импульсов, фильтр2 формирователя, подключенный выводами 3 и 4 к источнику напряжениясинхронизации, а выходом через формирователь 1 - к блоку 5 управляемой задержки импульсон, реализующему Фазовый сдвиг. Блок 5 управляемой задержки импульсон через элементы Н б и 7 совпадения связан с выходными усилителями 8, 9, 10 и 11, соединенными попарно параллельно, Выходы усилителей подключены к зажимам 1, 13, 14 и 15, а выводы 16 и 17 - к источнику запоета прохождения выходных импульсов. Блок 5 управляемой эаДержки импульсов снабжен УГратзляощи - ми входами 18 и 19.Формирователь 1 синхронизирующих импульсов реализуется (Фиг. 2) на Операц 1 Оеноы усилителе 20 и транзисторах 21 и 22, реализующий Фазовый сДВиГ блОк 5 упраВляемой задержки импульсов - на транзисторах 23, 24, 25 и 26, а элементы И 6 и 7 содержат Общий гранэистор 27 и транзисторь 8 и 29. Усилители 8 и 10 Выполняют на транзисторах 30, 31, 32 и 30, 33, 34, соотнетстненно усилители 9 и 11 на транзисторах 35, 36, 37 и 35, 38, 39.Устройство работает следующим Образом. Операционный усилитель 20 с резисторами 40 и 42 и конденсаторами 41 и 43 образует Фильтр 2 формирователя синхронизируощих импульсон.Напряжения синхронизации одной фазь. сети, инверсные по знаку, подаотея на выводы 3 и 4 и через входные ветВи операционного усилителя 20 поступают на его вход, где происходит их алгебраическое суммирование. Прямое напряжение подается через резистор 40, а инверсное напряжение - через последовательно включенные резистор 42 и конденсатор 41, предназначенные для выделения высокочастотных составляющих, благодаря наложенио которых на прямое напряжение происходит компенсация искажений в полезном синхронизирукщем напряжении. Усилитель 20 охвачен емкостной обратной связью и и целом совместно со входными Ветвями Образует фильтрующее звено второго порядка. Выходное напряжение усилителя 20 иеет трапецеидальную форму (фиг, З,с) благодаря чему исключается влияние искажений, действующих выше порога срабатывания усилителя 20, Отрицательная полуволна выходного напряжения усилителя 20 преобразуется транзистором 21 в напряжение прямоугольной Формы, которое дифференцируется конденсатором 44. ПолУченные н моменты нРемени ГЭ исоответствующие переходу через ноль напряжения на Выходе усилителя 20, узкие импульсы поступают на вход выполненного на основе задержанного мультивибратора блока 5 управляемой задержки импульсов, осуществляющего базовый сдвиг (фиг. 3, б,н).При запуске синхронизирующими импульсами транзистора 25 дважды период колебаний синхронизирукщего напряжения происходит генерация линейно изменяющегося напряжения (фиг. З,г),.что исключает внутрифазную асимметрию импульсов управления преобразователем. Это напряжение формируется с помощью времязадающей цепи из резистора 45 и конденса 1 ора 46 и прикладывается в запирающем направлении к базе транзистора 23. Вре 10 мя разряда конденсатора 46 определяет время задержки входных импульсов и величину угла управления преобразователем, Точкой отсчета угла управления является момент формирования синхронизирующих импульсов (моменты времени гр и г на фиг, 3), Время задержки ймпульсон определяется амплитудой линейно изменяющегося напряжения, задаваемой управляющим напря жением Оу (фиг.З,г), прикладынаемым к базе транзистора 26. В момент достижения линейно изменякщимся напряжением управляющего напряжения О, прикладываемого к резистору 47, происходит включение транзистора 23, выключение транзистора 24 и формирование благодаря конденсатору 48 задержанного импульса (моменты времени г и г на фиг. З,д,е) .1 ЗОМаксимальное время задержки д., /оо (сф - круговая частота питающей сети) соответствует максимально,му значению О с,. Движение управляющих напряжений О и О при изме-З1нении времени задержки (угла упранления) происходит нстречно, Формирование импульсов управления преобразователя путем сравнения управляющих напряжений с линейным напряжением н двух точках обеспечивает реагирова ние задержки импульсон как на мгновенное значение управляющего напряжения, так и на его среднее значение. При этом обеспечивается наличие двух управляющих входов, что обеспечивает 45 гибкость построения замкнутых структур автоматического регулирования, содержащих тиристорные преобразователи. Так, по быстродействующему управляющему входу система фазового управления может быть замкнута отрицательной связью по току преобразователя, что обеспечивает линеаризацию регулировочных характеристик преобразователя и повышение быстродействия в зоне повышенного тока.Фазовый сдвиг импульсов в функции среднего значения управляющего напряжения дает возможность контролировать и регулировать ток преобразователя с заданной точностью при его 60 прерывистом характере. Распределение импульсов, задерживаемых в блоке 5 дважды эа период сетевого напряжения, для кажцой пблуволны сетевого напряжения по соответствукщим выходным 65 усилителям осущестнляется благодаря включению транзисторов 28 и 29 только при одной из полуволн сетевого напряжения. ,ранзисторы 28 -". 29 управляются о; напряжений, снимаемых с синхрониэ;.руюцего устройстваТранзистор 28 включается прн положительной полуволне выходного напряжения усилителя 20 (от момента времени й, )до момента времени г), а транзистор 29 - при отрицательной полуволне выходного напряжения усилителя 20 (огрезок времени г,-г). При поступлении задержанного импульса с конденсатора 48 прои ходит отпирание транзистора 27, В зависимости от того, какой из транзисторов открыт (28 или 29), открывается либо транзистор 35, либо транзистор 30, чем обеспечивается прохождение импульсов на соответ:нующпе усилители, К выходам транзистороь 30 и 35 подключают по два усилителя, В реверсивной схеме преобразователя с разд льным управлением групп тиристоров усилители попарно включаются за счет сигналов, поступающих по цепям запрета прохождения импульсов (через вы воды 17 и 16). Длительность выходных импульсов до 10 эл.град, задается величиной емкости конденсатора 48.Устройство оптимизировано для микросхемной реализации. На его основе выполняются системы управления реверсивным преобраэовагелем с раз дельной работой групп тиристоров, причем н 2-3 раза улучшаются массо- габаритные показатели устройстна и в 2-5 раз снижается трудоемкость изготовления.Формула изобретенияИмпульсно-фазовое микросхемное устройство системы управления тиристорным преобразователем, содержащее формирователь синхронизирующих импульсов, блок управляемой задержки импульсов с одним управляющим входом, а также два логических элемента совпадения, первые входы которых соединены с выходами формирователя синхронизирующих импульсов, и два усилителя выходных импульсов, перные входы которых соединены с выходом источника запрета, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения помехоустойчивости при одновременном расширении функциональных воэможностей, в него введены два дополнительных усилителя выходных импульсов и фильтр формирователя синхронизирующих импульсов, подключенный входом к источнику синхрониэирукщего напряжения, а выходом через формирователь синхрониэирующих импульсов - к бло" ку управляемой задержки импульсов с цополнительным управляющим входом, выход которого соединен со вторымивходами логических элементов совпадения, выходы которых соединены совторыми входами всех усилителей выходных импульсов, при этом первыевходы дополнительных усилителей импульсов соединены с дополнительнымвыходом источника запрета. 813769Источники информации принятые во внимание при экспертизе813769 1 р 5 лиал ПП РедакторЗаказ 835 Составитель М. ЛеоноваТехред НМайорош Корректор В. Вутяг 79 Тираж 988 ПодписнНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская набд. ент", г. Ужгород, ул. Проектна