Устройство для контроля системы управления преобразователем

(56) 1, Авторскоеявке Р 3370589/21981,и группы и ому выводу ления прео ючен к отр втор ключат к отрицасистемы ттером юсу второ ллектором ель этого же канал упра одкл разователем, эми ицательному пол ере ому втор ному тока льн соединешгых ных резисторо ол ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ л, У 30кий и В. Ф. Горячевий-на Амуре политехниче(088.8)видетельство СССР по за-.4 - 07, кл. Н 02 Н 7/12,2. Авторское свидетельство СССР по заявке И 3344217/24 - 07, кл. Н 02 М 1(18, 1981.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, питающимся от трехфазной сети пере. менного тока, содержашее трехфазный трансформатор, соединенный по схеме треугольник-звезда с нулем, первый источник постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каждый из которых включает в себя основной транзистор, базой подключенный к выводу вторичной обмотки трансформатора соответствующей фазы, а эмиттером - к положительному полюсу первого источника постоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, первый и второй основные резисторы, два тиристора, катодами подключенных к отрицательному полюсупервого источника постоянного тока, анод первого тиристора через последовательно включенные третий основной резистор, основной конденсатор и основной ключ подключен к управляющему электроду второго тиристора, обшая точка третьего основного резистора и основного конденсатора подключена к ка. тоду диода, анод которого подключен к управляюшему электроду первого тиристора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены по числу фаз дополнительные)ЯО:.О ОЕБЫ А транзистор, конденсатор, семь резисторов иключ, выпрямительный мост на четырех диодах, второй источник постоянного тока и переключатель на четыре группы контактов,причем коллектор основного транзистора черезпоследовательно включенные первый основнойрезистор и первый дололнительньш, резисторподключен к аноду первого тиристора, ачерез последовательно включенные второй основной резистор и второй дополнительныйрезистор - к аноду второго тиристора, к обШей точке первого основного и первого дополнительного резисторов подключен первыйвывод третьего дополшттельного резистора,второй вывод которого подключен к обшейточке второго основного и второго дополни.тельного резисторов, причем выводы третьегодополнительного резистора служат выходамиустройства, анод второго тиристора через последовательно соединенные дополнительныйключ и четвертый дополнитсльный резисторподключен к катоду второго тиристора, дополнительный транзистор через замыкаюшийконтакт первой группы переключателя базойподключен к положительному выводу соотвст.ствуюшего канала системы управления преобразователем, а через замыкающий контакт точника постоянного тока, а дополнительныи конденсатор - входу вынрямительного моста, которого подключен к положи у второго источника постоянно шей точке цепочки из последова того и шестого дополнитель, включенной параллельно дотельному конденсатору, отрицательныид выпрямительного .моста через эамыка.ющий контакт третьей группы переключателя подключен к отрицательному полюсу первого источника постоянного тока, а положитель ный вывод выпрямительного моста через замыкающий контакт четвертой группы переключателя подключен к управляющему электроду первого тиристора и аноцу диода, управляющий электрод первого тиристора через последовательно соединенные размыкающие контакты первой и четвертой групп переклю 108555чателя подключен к положительному выводу системы управления преобразователем, управляющий электрод второго тиристора через седьмой дополнительный резистор - к егокатоду, а катоды обоих тиристоров через последовательно соединенные размыкающие контакты второй и третьей групппереключателя - к отрицательному выво ду системы управления преобразователем.1Изобретение относится к электротехникеи может быть использовано для контроляи наладки систем управления вентильныхпреобразователей.Известно устройство для контроля системы управления преобразователем, содержащее трехфазный трансформатор, соединенныйпо схеме треугольник-звезда с нулем, источник постоянного тока и одинаковые каналыпо числу фаз, каждый из которых состоит 10,из основного и дополнительного транзисторов, базы которых подключены к вторичнойобмотке трансформатора, а эмиттеры - к положительному полюсу источника постоянноготока, тиристора, подключенного последователь 1но с основным транзистором, выходным эле.ментом и переменным резистором к отрица- .тельному полюсу источника постоянного тока,двух дополнительных последовательно соеди.ненных резисторов, подключенных параллель Оно конденсатору, общая точка резисторовподключена к катоду тиристора и отрицательному полюсу источника постоянного тока, причем к выходу системы импульснофазового управления подключен через конденсатор и контакт кнопки управления коллектор дополнительного транзистора, а черездиод - управляющий электрод тиристора 13.Недостаток данного устройства - невоэ.можность контроля сдвоенных импульсов и чрих длительности,Наиболее близким к предлагаемому по тех.нической сущности достигаемого эффектаявляется устройство для контроля системыуправления преобразователем, питающимся35от трехфазной сети переменного тока, содер.жагцее трехфазный трансформатор, соединенный по схеме треугольник.звезда с нулем,источник постоянного тока и одинаковыеканалы по числу фаз, каждый из которых40включает в себя транзистор, базой подклю. 2ченный к выводу вторичной обмотки трансформатора соответствующей фазы, а змиттером - к положительному полюсу источникапостоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, первый ивторой резисторы, два тиристора, катодамиподключенных к отрицательному полюсу источника постоянного тока, анод первоготиристора через последовательно включенныетретий резистор, конденсатор и ключ подключен к управлятощему электроду второго тиристора, общая точка третьего резистора и кон.денсатора подключена к катоду диода, анодкоторого подключен к управляющеМу электроду первого птристора 12).Недостатком известного устройства являет.ся невозможность контроля длительности импульсов управления на вентилях преобраэова.теля,Цель изобретения - расширение функцио.нальных возможностей путем обеспечения возможндсти контроля длительности импульсовуправления.Поставленная цель достигается тем, что вустройство для контроля системы управления преобразователем, питающимся от трехзвенной сети переменного тока, содержащеетрехфазный трансформатор, соединенный посхеме треугольник.звезда с нулем, первыйисточник постоянного тока и одинаковыеканалы по числу фаэ, каждый из которыхвключает в себя основной транзистор, базойподключенный к выводу вторичной обмоткитрансформатора соответствующей фазы, аэмиттером - к положительному полюсу первого источника постоянного тока и нулевому выводу вторичной обмотки трансформатора, первый и второй основные резисторы,два тиристора, катодами подключенных котрицательному полюсу первого источникапостоянного тока, анод первого тиристора через последовательно включенные третий ос. новной резистор, основной конденсатор и основной ключ подключен к управляющему электроду второго тиристора, общая точка третьего основного резистора и основного кон денсатора подключена к катоду диода, анод которого подключен к управляющему элект. роду первого тиристора, введены по числу фаз дополнительные транзистор, конденсатор, семь резисторов и ключ, выпрямительный мост на четырех диодах, источник постоянного тока и переключатель на четыре группы контактов, причем коллектор основного гран.зистора через последовательно включенные пер.вый основной резистор и первый дополнитель. ный резистор подключен к аноду первого тиристора, а через последовательно включенные второй основной резистор и второй до. полнительный резистор - к аноду второго ти. ристора, к обшей точке первого основного и первого дополнительного резисторов подклю. чен первый вывод третьего дополнительного резистора, второй вывод которого подключен к общей точке второго основного н второго дополнительного резисторов, причем выводы третьего дополнительного резистора служат выходами устройства, анод второго тиристорачерез последовательно соединенные дополнитель.ный ключ и четвертый дополнительный резистор подключен к катоду второго тиристора,. дополнительный транзистор через замыкающий контакт первой группы переключателя базой подключен к положительному выводу соответ ствующсго канала системы управления преоб разователем, через замыкающий контакт вто. рой группы переключателя - к отрицательному выводу этого же канала системы управ ления. преобразователем, эмиттером подключен к отрицательному полюсу второго источника постоянного тока, а коллектором через дополнительный конденсатор - к первому входу выпрямительного моста, второй вход которого подключен к положительному полюсу второго источника постоянного тока и общейточке цепочки из последовательно соединавыхпятого и шестого дополнительных резисторов, включенной параллельно дополнительному кон. денсатору, отрицательный вывод выпрямитель. ного моста через замыкающий контакт третьей группы переключателя подключен к отрицательному полюсу первого источника постоянного тока, а положительный вывод через замыкающий контакт четвертой группы пере. ключателя - к управляющему электроду первого тиристора и аноду диода, управляющий электрод первого тиристора через последовательно соединенные размыкающие контакты первой и четвертой группы переключателя подключен к положительному выводу системы управления преобразователем, управляющий электрод второго тиристора через седь.мой дополнительный резистор - к его катоду, а катоды обоих тиристоров через после довательно соединенные размыкающие коп.такты второй и третьей групп переключать ля - к отрицательному выводу системы управления преобразователем.На фиг, 1 представлена схема устройства Одля контроля системы управления преобра.зователем; на фиг, 2 - диаграммы напря.жений.Устройство для контроля системы 1 управления преобразователем содержит трехфазный трансформатор 2, соединенный по схеме треугольник-звезда с нулем, первый источник 3 постоянного тока, положительньщ полюс которого подключен к нулевому выво.ду вторичной обмотки трансформатора, вто.2 О рой источник 4 постоянного тока и одинаковые каналы по числу фаз, каждьй из которых состоит из основного транзистора 5, базой подключенного к выводу вторичной обмотки трансформатора 2 соответствующей фазы, а змиттером - к положительному по.люсу источника 3 постоянного тока и нуле.вому выводу вторичной обмотки трансформатора 2. Коллектор транзистора 5 через по.следовательно включенные первый основнойЗО резистор 6 и первый дополнительный резистор7 подключен к аноду первого тиристора 8и через последовательно включенные второйосновной резистор 9 и второй дополнитель.ный резистор 10 - к аноду второго тиристора 11. К общей точке первого основного ии первого дополнительного 7 резистора под.ключен третий дополнительный резистор 12,второй вывод которого подключен к общейточке второго основного 9 и второго допол.. третьего дополнительного резистора 12 служатвыходом устройства. Анод второго тиристора11 через последовательно соединенные допол.нительный ключ 13 и четвертый дополнитель 45 ный резистор 14 подключен к катоду тиристора 11. Анод первого тиристора 8 через последовательно включенные третий основнойрезистор 15, основной конденсатор 16 и основной ключ 17 подключен к управляющему50 элек роду второго иристора 11 Общая точка резистора 15 и конденсатора 16 подключе.на к катоду основного диода 18, анод которого подключен к управляющему электродупервого тиристора 8,Управляющий электрод тиристора 8 черезпоследовательно соединенные размыкающиеконтакты четвертой 19 и первой 20 групппереключателя 21 соединен с положительнымвыводом соответствующего канала системы108555 51 управления преобразователем. Отрицательный вывод этого канала системы управле. ния через последовательно соединенные размьткающие контакты второй 22 и третьей 23 групп переключателя 21 подключен к катодам тиристоров 8 и 11.Дополнительный транзистор 24 змиттером подключен к отрицательному полюсу дополнительного источника 4 постоянного тока и через замыкающий контакт группы 22 переключателя 21 к отрицательному выводу системы 1 управления преобразователем. База транзистора 24 подключена через замыкаю.щий контакт группы 20 переключателя 21 к,положительному выводу системы 1 управления, а коллектор через дополнительный конденсатор 25 - к первому входу выпрями.. тельного моста .26 из четырех диодов 2730. Второй вход моста 26 подключен к по.ложительному полюсу источника 4 постоянного тока и общей точке цепочки из последоватецьно соединенных пятого 31 и птестого 32 дополнительных .резисторов, котораявключена параллельно конденсатору 25. Поло.жительный полюс выпрямительного моста 26через замыкающий контакт четвертой группы19 переключателя 21 подключен к управляющему электроду тиристора 8 и аноду диода 18, а отрицательный полюс выпрямительноге моста 26 через замыкающий контакттретьей группы 23 переключателя 21 - к катодам тиристоров 8 и 11 и отрицательному полюсу источника 3, Управляющий электрод тиристора 11 через резистор 33 подключен к его катоду.На фиг. 2 представлены диаграммы напря. жеиий, где Е - . анодное напряжение фазы А,Ы - угол регулирования, (1 - управляю.ищий импульс системы 1 управления преобра.зователем (фиг. 1), О , О, О ц - потенциалы точек М и М отйосительйо отрицательного полюса источника 3 постоянного тока и разность потенциалов в точках ММ,Ц, - напря жение па коллекторе транзистора 24 (в точке К, фиг. 1), О - напряжение на резисто. ре 32 (в точке Д, фиг, 1), О - напряжение , на выходе выпрямительного моста 26 11,иэ Л 4 у (11, Ои- потенциалы точек М и М отно2сительно отрицательного полюса источника 3 постоягного тока и разность потещиалов в точках М и М (фиг, 1). Индексы,1 соот. ветствуют первому положению переключателя 21 (как показано на фиг, 1), а индексы 2 - к другому положению переключателя 21.Уст 1 юйство для контроля системы управления преобразователем работает следутощим образом.Синусоидальное напряжение на базах транзисторов 5 синхронизировано с анодным на. пряжением преобразователя. Система 1 управления формирует сдвоенные импульсы,сдвинутые относительно друг друга, например, на 60 эл. град.Нагрузкой транзистора 5 является мост,образованйый элементами 6 - 11. Выходом уст.ройства является резистор 12, включенныйв диагональ моста, Мост сбалансирован так(при разомкнутом ключе 13), что при ра 10 венстве токов, протекающих по элементам6 - 8 и 9 - 11, между собой, разность потенциалов в точках Чч равна нулю, При разомкнутом ключе 13 ток через элементы6 - 7 и 9 - 11 протекает только при одновременно открытых транзисторе 5 и тиристорах 8 и 11, т.е. когда к базе транзистора 5 приложено отрицательное напряжение и одновременно управляющие импульсы на тиристоры 8и 11, поступающие от системы 1 импульсно-фа.зового управления.Для измерения фазового сдвига управляющего импульса системь 1 управления преобразователем (т.е. угла регулированияо ключ13 замыкают, ключ 17 размыкают, переклю25 чатель 21 устанавливают в первое положение .(как показано на фиг, 1), Сопротивлениерезистора 14 устанавливают равным сопротив.лению открытого тиристора 11. При замкну.том ключе 13 и о=о токи, протекающиепо элементам 6 - 8 и 9, 10, 13 и 14 равнымежду собой, так как тиристор 8 открывается управляющим импульсом в начале отрица.тельного полупериода анопного напряжения,а тиристор 11 шунтирован резистором 14.При этом разность потенциалов в точкахМ и й равна нулю,При 0 (с(180 ток через элементы9, 10, 13 и 14 протекает в течение всегойолупериода, а через элементы 6 - 8 толькос момента прихода управляющего импульсаот системы 1 управления и до конца полупериода. Так как средние значения токовв ветвях, образованных элементами 6 - 8 и9, 10, 13 и 14, в этом случае не равны45между собой, то средние значения потенциалов точекйи И также не равны, причемразность потенциалов ОМ (фиг. 2) будетМпропорциональна разности средних токовв ветвях за период (или разности длитель 50ностей протекания токов в ветвях образо.1ванных элементами 6 - 8 и 9, 10, 13 и 14).т.е. углу регулирования сПоступление второго из сдвоенных импуль.сов не изменяет состояние схемы, так какключ 17 разомкнут.55 Таким образом, фазовый сдвиг управляю. щего импульса системы управления преобра. зователем относительно анодного напряжения(т,е. угол регулирования с) определяется средним значением напряжения Г на выходе устройства (резистор 12).Зля измерения длительности управляющего импульса переключателя 21 устанавлиьают в друтое положение, ключ 13 размыкают, ключ 17 замыкают. При этом на базу транзистора 24 поступают сдвоенные положительные импульсы управления (1, системы 1 управлено друг друта, например, на 60 эл. град. При поступлении первого из сдвоенных импульсовна коллекторе транзистора 24 формируется импульс Ок прямоугольной формыг(фиг. 2), длительность которого равна дли. 15 тельности импульса управления О . ИмИ пульс Ук затем дифференцируется ЯС.це.гпочкой, состоящей из элементов 25 и 32. Полученные после дифференцирования импульсы 0 (фиг. 2) выпрямляются выпрямитель ным мостом 26 и через замыкающие контакты 19 и 23 переключателя 21 поступают на управляющий электрод тиристора 8. При поступлении второго из сдвоенных импульсов Ои сдвинутого относительного перво го на 60 эл, град на коллекторе транзистора 24 формируется второй импульс Ок (сдвинутый относительно первого на 60 ), который затем дифференцируется ВС-цепочкой, состоящей из элементов 25 и 32. Полу 30 ченные после дифференцирования еще два импульса О выпрямляются выпрямитель. ным мостом 16 и через замыкающие контак ты 19 и 23 переключателя 21 поступают на управляющий электрод тиристора 8. Таким образом, в течение полупериода анодного на 35 пряжения на управляющий электрод тиристора 8 с выпрямительного моста 26 поступают две пары импульсов Овсо сдвигом меж. ду парами 60 эл. град., а фазовый сдвиг40 между импульсами в паре равен ширине импульса управления 0 .иПока закрыт тиристор 8, диод 18 имеет обратное смещение, равное напряжению источника 3 постоянного тока. Первый из продифференцированных импульсов 1.1 (фиг.2),Вг сдвинутый относительно анодного напряжения Е на некоторый угол о откроет только тиристор 8 и потенциал точки М возрастает до значения О . Через тиристор 8 и ре 2зистор 15 и 33 разрядится конденсатор 16, подготовив тем самым к включению тирис. тор 11. При поступлении второго из импуль сов Об открытое состояние тиристора 8 негизменится, а тиристор 11 откроется, что при. ведет к увеличению потенциала точки Й до значения Оь, (фиг. 2). Вторая пара им.2пульсов Ов, сдвинутая относительно пергвой на 60 эл. град. не изменит состоя. Таким образом, устройство позволяет снимать характеристики системы управления пре. образователем одновременно по всем каналам, определять асимметрию импульсов управления, контролировать наличие сдвоенных импульсов системы управления и их длительность. 8пия схемы (потенциалы точек М и М ),так как тиристоры 8 и 11 уже открытыпервой парой импульсов 1/. Таким об 82разом, среднее значение разности потенпиа 5 лов 3 ч будет пропорционально фазовому сдвигу между продифференцировапнымиим 1 тульсами, 0 (или Ц ) первойегпары, т,е, длительности импульса управления,При изменении полярности напряжения нания преобразователем, сдвинутые относитель. 0 базе транзистора 5 он запирается, а вместе сс пим запираются тиристоры 8 и 11, Дляконтроля наличия сдвоенных импульсов переключатель 21 устанавливают в первое положение (как показано на фиг, 1), ключ13 размыкают, ключ 17 замыкают,При этом первый из сдвоенных импульсов открывает тиристор 8, По элементам6 - 8, 9 и 12 потечет ток, потенциал точки Й возрастет и его значение будетсохраняться до конца полупериода (т.е,до тех пор, пока открыт тиристор 8), Конденсатор 16, ранее заряженный до напряжения источника 3 питания по цепи эмиттерколлектор транзистора 5 - последовательновключегппле резисторы 6, 7, 15 ключ 17 -резистор 33, разрядится по цепи резистор15 - открытый тиристор 8- резистор 33и тем самым подготовит к включению тнристор 11. Второй из сдвоенных импульсовоткроет тиристор 11, не изменяя открытого состояния тиристора 8, При этом по эле.ментам 9 - 11 потечет ток и потенш:щ точки й возрастет до значения потенциалаточки М. При этом ток в резисторе 12станет равным нулю, разность потенциаловмежду точками М и й тоже станет равной нулю и не изменится до конца полупериода.Таким образом, разность потенциала между точками М и М (ток через резистор12) появляется только в течише временимежду первым и вторым из сдвоенных им.пульсов, Уменыпение среднего значения разности потенциалов между точками М и М(или среднего тока через резистор 12) призамыкании ключа 17 (при неизменном углесС ) свидетельствует о наличии второгоиз сдвоенных импульсов, Если же разностьпотенциалов при замыкании ключа 17 неуменьшается, то из системы управления по.ступает. только один импульс.1108555Применение изобретения позволяет расширить функциональные возможности уст.ройства для контроля системы управления Ю преобразователем путем обеспечения контроля длительности импульсов управления.1108555 Составитель О. Техред О.Неце дактор. Л. Пчелинск одписно митета СССРткрытийаб., д. 4/5 по делам 13035, Москва, Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектнз Заказ 5878)40ВНИИПИ Го Тираж 614 дарственного ко изобретений и о Ж - 35, Раушская