Устройство для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) (11)1) Н 02 Р 13/16 ИСАНИЕ И ТЕНИ етельство С 9/14,гос)да ственный комитет сссРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВ(56) 1; Авторское свидетельство СССРУ 613477, кл, Н 02 Р 9/14,Н 02 Р 13/16, 1975.2. Авторское свид ССРВ 649118, кл. Н 02 РН 02 Р 13/16, 1975.3, Авторское свидетельство СССРУ 951628, кл. Н 02 Р 13/16, 1980.4. Данюшевская Е.Ю. Тиристорныереверсивные электроприводы постоянного тока. М., "Энергия", 1970,с. 1-14, рис. 7.(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, работающим наобмотку возбуждения асинхронизированной машины, содержащее блок закирания неработающей группы вентилей,первый вход которого соединен спервым выходом задатчика напряжения,к второму й третьему входам подключены соответствующие датчики напряжения положительной и отрицательной группы вентилей, а первый и второй выходы через управляемые ключиподключены к входам запирания соответствующих блоков управления вен"тильными группамн, управляемые входыкоторых подключены к второму и третьему выходам с противоположной полярностью задатчика напряжения, реверсивный датчик тока нагрузки с двумя .выходами, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей при работе в широком диапазоне регулирования путем перевода вентильной группы на работу с максимальными углами регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импульсов на узкие при достижении тока нагрузки ниже заданного значения, оно снабжено двумя пороговыми элементами и двумя датчиками минимального тока нагрузки, а у каждого блока управления задействован вход смещения для перевода вентильной группы на работу с максимальными угла-ЕИ ми регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импульсов на узкие, к Св каждому из которых подключены выходы соответствующих датчиков миниЪМ мального тока нагрузки, кроме того, первый выход реверсивного датчика тока нагрузки через пороговый элемент подключен к первому входу первого датчика минимального тока нагРузки, а второй выход реверсивного датчика тока нагрузки через другойпороговый элемент - к первому входу )фф второго датчика минимального токанагрузки, к вторым входам датчиков минимального тока на 1 рузки подключены выходы соответствующих датчиков напряжения.2. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что датчик минимального тока нагрузки выполнен на шести двухвходовых элементах И-НЕи цепочки выдержки времени, причемвыход датчика напряжения подключен10817 к первому и второму входам первого элемента И-НЕ и к первому входу второго элемента И-НЕ, а выход порогового элемента - к вторым входам второго и третьего элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к первому и второму входам четверто" го элемента И-НЕ, выход второго эле 74мента И-НЕ подключен к первому ивторому входам пятого элемента И-НЕ,выход которого через цепочку выдержки времени подключен к второму входу шестого элемента И-НЕ, к первомувходу которого подключен выход четвертого элемента И-НЕ, выход шестого элемента И-НЕ является выходомдатчика минимального тока нагрузки.ные элементы знака сигнала управления и тока нагрузки, включенные на .вход блока запирания неработающейгруппы вентилей, выход которого подключен к блокам управления вентильфных групп1 3.Недостатком данного устройства является недостаточно широкие функциональные возможности, выражающиесяв нарушении переключения вентильныхгрупп. Нарушение переключения происходит при работе асинхронизированной машины на холостом ходу с малойвеличиной скольжения, что соответствует минимальному напряжению управления. Данный режим работы преобразователя характерен тем, что онработает на большую индуктивную нагрузку, и, следовательно, датчик тока нагрузки должен обладать большой чувствительностью. Кроме того, преобразователь в большинстве случаев питается от синхронного генератора, расположенного на валу асинхронизированной машины, скорость вращения которой меняется, соответственно меняется и частота напряжения пита 15203540 Изобретение относится к системе управления реверсивным вентильным преобразователем (непосредственным преобразователем частоты) при работе на обмотку возбуждения асинхронизированных машин с широким диапазоном регулирования.Известно устройство для управления реверсивным вентильным преобразователем (непосредственным преобра Озователем частоты), работающим наобмотку возбуждения машины переменного тока, содержащее блок эапирания неработающей группы вентилей, релей 1ния преобразователя, что вызывает дрейф фазовых характеристик. При работе преобразователя на большую индуктивную нагрузку при незначительном дрейфе фазовых характеристик или при начальном согласовании вентильных групп с незначительным "нахлестом" напряжения управления обратного знака бывает недостаточно для прекращения протекания тока нагрузки, в результате чего нарушается переключение групп.Наиболее близким к изобретению по техническим средствам и достигаемому результату является устройство для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем, работающим на обмотку возбуждения асинхронизированной машины, содержащее блок запирания неработающей группы вентилей, к входам которого подключены датчики напряжения вентильных групп и автоматический регулятор возбуждения, а выходы через элементы запирания подключены на первые входы блоков управления вентильных групп, вторые входы блоков управления подключены к выходу автоматического регулятора, реверсивный датчик тока нагрузки с двумя выходами Г 2 3.Недостатком известного устройст-, ва является недостаточно широкие функциональные возможности при работе в широком диапазоне регулирования.Целью изобретения является расширение функциональных возможностей при работе преобразователя в широком диапазоне регулирования путем перевода вентильной группы на работу с174 4 3 108максимальными углами регулированияи переключения блока управления сгенерации широких отпирающих импульсов на узкие при достижении токанагрузки ниже заданного значения.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство для раздельногоуправления реверсивным вентильнымпреобразователем, работающим на обмотку возбуждения асинхронизированной машины, содержащее блок запирания неработающей группы вентилей,первый вход которого соединен с первым выходом задатчика напряжения, квторому и третьему входам подключены соответствующие датчики напряжения положительной и отрицательнойгруппы вентилей, а первый и второйвыходы через управляемые ключи подключены.к входам запирания соответствующих блоков управления вентильными группами, управляемые входыкоторых подключены к второму итретьему выходам с противоположнойполярностью задатчика напряжения, 25реверсивный датчик тока нагрузки сдвумя выходами, снабжено двумя поро-.говыми элементами и двумя датчикамиминимального тока нагрузки, а у каждого блока управления задействованвход смещения для перевода вентильной группы на работу с максимальными углами регулирования и переключения блока управления с генерации широких отпирающих импульсов на узкие35к каждому из которых подключены выходы соответствующих датчиков минимального тока нагрузки, кроме того,первый выход реверсивного датчикатока нагрузки через пороговый эле 40мент подключен к первому входу первого датчика минимального тока нагрузки, а второй выход реверсивногодатчика тока нагрузки через другойпороговый элемент - к первому входу45второго датчика минимального токанагрузки, к вторым входам датчиковминимального тока нагрузки подключены выходы соответствующих датчиковнапряжения,50Датчик минимального тока нагрузки выполнен на шести двухвходовыхэле" ментах И-НЕ и цепочки выдержки времени, причем выход датчика напряжения подключен к первому и второму 55 входам первого элемента И-НЕ и к первому входу второго элемента И-НЕ, а выход порогового элемента - к вторым входам второго и третьего элементов И-НЕ, выход первого элемента И-НЕ подключен к первому входу третьего элемента И-НЕ, выход которого подклю чен к первому и второму входам четвертого элемента И-НЕ, выход второго элемента И-НЕ подключен к первому и второму входам пятого элемента ИНЕ, выход которого через цепочку выдержки времени подключен к второму входу шестого элемента И-НЕ, к первому входу которого подключен выход четвертого элемента И-НЕ, выход шестого элемента И-НЕ является . выходом датчика минимального тока нагрузки.На фиг. 1 приведена схема устройства для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем; на фиг. 2 - схема датчика минимального ока нагрузки; нафиг.3- схема блока управления; на фиг. 4 - схема блока запирания неработающей группы вентилей. Предлагаемое Устройство (фиг.1) содержит блок 1 запирания неработающей группы вентилей, к первому, второму, третьему входам которого подключены датчики 2 и 3 напряжения вентильных групп и задатчик 4 напряжения, а выходы через управляемые ключи 5 и б подключены на входы запирания блоков 7 и 8 управления вентильных групп 9 и 10, а управляемые входы блоков управления подключены к второму и третьему входам задатчика напряжения, реверсивный датчик 11 тока нагрузки, два пороговых элемента 12 и 13 и два датчика 14 и 15 минимального тока нагрузки, а у каждого блока управления задействован вход смещения 16, причем первый выход реверсивного датчика 11 тока нагрузки через пороговый элемент 12 подключен к первому входу датчика 14 минимального тока нагрузки, а второ, выход через пороговый элемент 13 - к первому входу датчика 15 минимального тока, к вторым входам датчиков минимального тока нагрузки подключены выходы соответствующих датчиков напряжения 2 и 3, выходы каждого датчика минимального тока нагрузки подключены к входам смеще ния 1 б блоков управления 7 и 8.Датчик минимального тока нагрузки (фиг. 2) содержит двухвходовые эле-. менты И-НЕ 17 - 22, цепочку выдерж 1081774Блок управления работает следующим образом.Блок 26 формирует .опорное напряже-З 5 ние, которое сравнивается с сигналом управления блока аапирания неработающей группы 1 в компараторе 27, где формируется широкий импульс, который через сумматор 32 поступает на вход усилителя 29, где широкий импульс заполняется импульсами высокой частоты, поступающими на другой вход усилителя 29 от генератора 28. Выходное напряжение усилителя 29 через выпрямитель 30 поступает на управляющие электроды тиристоров преобразователя. Напряжение с блока 26 подается также на формирователь.33 узких импульсов с максимальным углом регулирования, которые проходят через элемент И 34 только при наличии широкого импульса. При раздельном управленйи реверсивным преобразователем и снижении тока нагрузки ниже заданного значения на дополнительном входе 16 появляется сигнал от датчика минимального тока ки времени 23 - 25, причем выход датчика напряжения 2 (3) подключен к первому и второму входам элемента И-НЕ 17 и к первому входу элемента И-НЕ 18, а выход порогового элемента 12 (13) - к вторым входам элементов И-НЕ 18 и 19, выход элемента И-НЕ 17 подключен к первому входу элемента И-НЕ 19, выход которого подключен к первому и второму входам элемента И-НЕ 20, выход элемента И-НЕ 18 " к первому и второму входам элемента И-НЕ 21, выход которого через цепочку выдержки времени 23 - 25 подключен к второму входу элемента И-НЕ 22, к первому входу которого подключен выход элемента И-НЕ 20.На фиг. 3 приведена схема блока управления, выполненная на основе 31 и содержащая блок 26 синхронизации, подключенный к компаратору 27, задающий генератор 28, через первый вход усилителя 29 мощности подключенный к двухполупериодному выпрямителю 30, сумматоры 31 и 32, формирователь 33 узких импульсов, подключенный к элементу И 34, блок 35 запирания. Схема снабжена дополнительным входом смещения 16, подключенным в общую шину компаратора 27 и сумматора 31. 30202530 нагрузки, который подается на компаратор 27 и прекращает генерацию широких импульсов. Одновременно сигнал блока запирания неработающей группы 1 через сумматор 31 поступает на второй вход элемента И 34 и разрешает прохождение узких импульсов. После закрытия тиристоров с выхода блока 1 через блок 35 подается сигнал на вход усилителя 29, который полностью запирает усилитель и прекращает прохождение как широких, так и узких импульсов.На Фиг.4 приведена схема блока запирания неработающей группы 43 содержащая три релейных элемента 36 38, три элемента ИЛИ-НЕ 39 - 41, два элемента 42 и 43 односторонней выдержки времени и два усилителя 44 и 45, причем вход первого релейного элемента 36 подключен к выходу датчика 2 напряжения, а выход - к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 39 и первому входу элемента 43 односторонней выдержки времени, вход релейного элемента 3 подключен к выходу задатчика 4 напряжения, а выход - к первому входу элемента ИЛИ-НЕ 41 и через элемент ИЛИ-НЕ 40 к второму входу элемента ИЛИ-НЕ 38, вход релейного элемента 38 подключен к выходу датчика 3 напряжения, а выход - к второму входу элемента ИЛИ-НЕ 41 и к второму входу элемента 42 относторонней выдержки времени, выход элемента ИЛИНЕ 39 подключен к первому входу элемента 42 односторонней выдержки времени, первый и второй выходы которого подключены к усилителю 44, выход которого подключен к управляемому ключу 5 вентильной группы 9, выход элемента ИЛИ-НЕ 41 подключен к второму входу элемента 43 односторонней выдержки времени, первый и второй выходы которого подключены к усилителю 45, выход которого подключен к управляемому ключу 6 второй вентильной группы 10. Схема блока работает следующим образом,Подают сигнал управления в противофазах на блоки 7 и 8 управления вентильных групп 9 и 10 и одновременно на вход релейного элемента 37. Включают вентильную группу согласно знака управления на входе элемента 37, например, сигналом положительной полярности включают первую81774 0 5 0 7 10 группу 9, контролируют проводящее состояние вентилей датчиком 2 напряжения и его сигналом поддерживают данную вентильную группу во включенном состоянии и блокируют сигнал управления до момента прекращения протекания тока нагрузки (проводящего состояния вентилей), После выключения работавшей группы ее запирают и через заданную выдержку време ни разрешают подключение вентильной группы согласно полярности сигнала управления. Может включиться уже работавшая группа, может включиться и противоположная. Работа вторбй 1 группы аналогична. Элементы 42 и 43 односторонней выдержки времени безынерционно разрешают прохождение сигнала на запирание и с выдержкой времени на разрешение, что обеспечи вает переключение с одной вентильной группы на другую через запертое состояние обеих групп.Устройство для управления реверсивным вентильным преобразователем 25 работает следующим образом.Подают напряжение управления от задатчика 4 напряжения с противоположными полярностями на блоки 2 и 3 управления вентильных групп 9 и 10 30 .и одновременно на вход блока запирания неработающей группы вентилей 1, Включают вентильную группу согласно знаку напряжения управления на входе блока запирания неработающей35 группы вентилей. Контролируют проводящее состояние вентилей работающей группы, например,9 и датчиком 2 напряжения поддерживают ее во включенном состоянии и блокируют напря жение управления на входе блока 1. Измеряют ток нагрузки реверсивным датчиком 11 тока нагрузки и при достижении током заданного значения, например группы 9, на выходе поро гового элемента 12 формируют логический сигнал, который подается на датчик 14 минимального тока нагрузки, на второй вход которого приходит сигнал с датчика 2 напряжения.50 Принципиально датчик 2 напряжения обладает большой чувствительностью квеличине тока нагрузки по отношениюк пороговому элементу 12. Кроме того, чувстсвительность пороговогоэлемента 12 устанавливается на определенном уровне тока нагрузки. Следовательно, .при наличии сигнала отдатчика 2 напряжения и прекращениисигнала с реверсивного датчика 11тока нагрузки на время выдержки времени, определяемое цепочкой выдержки времени 23 - 25, на выходе датчика 14 минимального тока нагрузкифоримруется сигнал, который подается на вход 16 блока 7 управления ипереводит вентильную группу на работу с максимальными углами регулирования и на работу с узкими импульсами управления. При прекращениипоступления сигнала с датчика 2 напряжения, при наличии сигнала на цепочки выдержки времени на выходедатчика 14 минимального тока нагруз:ки сигнал снимается. Величина выдержки времени выбирается из условиявремени гашения поля возбужденияинверторным режимом с заданногозначения тока. В общем слуаче, время можно выбрать значительно большенеобходимого времени гашения поля,так как при закрытии группы (отсутствии сигнала датчика напряжения)сигнал на выходе датчика 14 минимального тока нагрузки снимается. При работе второй вентильной группы 10 работа устройства аналогична.Применение данного устройства для раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем, работающим на обмотку возбуждения асинхронизированной машины, обеспечивает расширение функциональных возможностей при работе в широком диапазоне регулирования, что обеспечивает переключение вентильншх групп при работе машины на холостом ходу с малой величиной скольжения, что улучшает условия эксплуатации путем сокращения времени пуска машины.1081774 Фиг.4 Составитель Н.СавиноваТекред М.Кузьма Корректор В.Бутяг едактор С.Лыж Заказ 1563 оскв филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ и 3035, ТиражГосуделам 67ственнообретен-35, Ра Подписноео комитета СССРй и открытийшская наб., д.