Устройство для управления м-фазным вентильным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 М 7/48 ТЕН 8 ТОРСКОМ ИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТГ)О ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКР ЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗО(56) АвторскоеМ 955510, кл.Авторское1 Ф 1111248, кл юл. %17орного дела СС АН СССРов, А.И,Кадышев, Н,П,Ряшеонов7 (088,8)свидетельство СССРН 02 М 7/12.свидетельство СССРН 02 М 7/12.(57) Изобретение относится к преобраэовательной технике и может быть использованпри разработке систем управления много Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при разработке систем управления многофазными вентильными преобразователями, предназначенными для питания многообмоточных электромагнитных сваебойных молотов,Целью изобретения является упрощение и расширение функциональных возможностей при управлении й преобразователями.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства для управления в-фазным вентильным преобразователем; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства; на фиг. 4- принципиальная схема блока синхронизации.Устройство для управления гл-фазнцм вентильным преобразователем, например 1647809 А 1 фазными вентильными преобразователями. Целью изобретения является упрощение при управлении одновременно несколькими преобразователями. Устройство содержит блок синхронизации, блок задания режима и двухканальный распределитель импульсов, В отличие от известного в блок задания режима введены дополнительный одновибратор и два элемента 2 И, а блок синхронизации снабжен 2 е элементами 3 ИЛИ, двумя 2 в - входовцми элементами ИЛИ и двумя группами сдвоенных одновибраторов. Устройство позволяет управлять нагрузкой в вцпрямительном и инверторном режимах только по двум проводам. Оно предназначено для питания многокатушечнцх приводов возвратно-поступательного ., 3 движения. 4 ил,при а=3 (фиг, 1), содержит блок 1 синхронизации, распределитель импульсов 2 и блок 3 задания,Блок 1 синхронизации содержит три формирователя 4 - 6 импульсов, три преобразователя 7 - 9 фазных напряжений, первую группу сдвоенных одновибраторов 10 - 12, вторую группу сдвоенных одновибраторов 13 - 15, шесть схемЗИЛИ 16. - 21 и две схемы 6 ИЛИ 22 - 23.Формирователи 4 - 6 импульсов подключены к линейным напряжениям АС, ВА, СВ, а преобразователи 7 - 9 фазнцх напряжений - фазным входам А, В и С соответственно.Выходы формирователей 4 - 6 импульсов подключены одновременно к прямому входу первого элемента и инверсному входу второго элемента сдвоенных одновибрато 1647809ров 10 - 12 первой группь одновибратороа. Выходы преобразователей 7 - 9 фаэных напряжений ОдноВременнО подключены к прямому Входу первого элемента и инверс. ному входу второго элемента сдвоенных одновибраторов 13 - 15 второй группы ОДнОВибраторов, ВыхоДЫ кажДого первогО и каждого второго элемента сдвоенных одновибраторов 10 - 12 первой группы подключены к первому входу соответственно нечетной 16, 18, 20 и четной 17, 19, 21 схем ЗИЛИ своей фазы и Одновременно к второму входу соответственно четной 19, 21, 17 и нечетной 18, 20, 16 схем ЗИЛИ фазы, опережающей на л/гп эл,град. Выходы каждого первого и каждого Второго элемента сдвоенных Одноаибраторов 13 - 15 Второй группы подключены к третьему Входу соответственно каждой четной 17, 19, 21 и каждой нечетной 16, 18, 20 схемы ЗИЛИ своей фазы. Выходы первой 10-12 и Второй 13 - 15 групп одновибраторов соединены а соответствующими входами а, Ь, с, х, уг и аь Ь, сь хь уь г первой 22 и Второй 23 схем 6 ИЛИ соответственно,Блок 3 задания содержит задатчик режима, выполненный, например, и виде ЯЯ- триггера на двухэлементных 2 И-НЕ 241 и 242, первую 25 и вторую 26 схемы 2 И и одноаибратор 27. Выходы ц, Ь схем 6 ИЛИ 22 и 23 подключены к первым Входам схем 2 И 25 и 26 блока 3 задания, Вторые входы которых связаны с Выходами задатчика режима на элементах 241 и 242 блока 3 задачия,Первые входы каждого первого и каждого второго элементов 2 И схем 2 ИИЛИ 28 - 33 Объединены и подключены к выходам р, о схем 2 И 25 и 26 сооаетсаенно.Вторые ВхОДы ОДного и Другого элемента 2 И каждой схемы 2 ИИЛИ 28 - 33 распределителя 2 импул 1 сов одновременно подключены к соответствующим выходам 1, 4, з, 16, 5 и 12 схем ЗИЛИ 16 - 31 блока 1 синхронизации, Кроме того, блок 3 зада содержит одновибратор 27, вход которого подключен к инверсному выходу У задатчика режима, а выход 8 - к первому входу втооого элемента 2 И схем 2 ИИЛИ 28 - 33 каждого канала распределителя импульсов через Вторую схему 2 И 26 блока задания режима.На фиг. 2 представлены фаэнце напря.Кения А, В, С(а); импульсы напряжений АС, ВА, СВ на выходах формирователей 4 - 6 импульсов (б-г); импульсы напряжений а, х, Ь, у, с, г на выходах сдвоенных одновибратороа 10 - 12 первой группы (д-к); импульсы напряжения ц на выходе первой схемы бИЛИ 22 (д); импульсы напряжений АО, ВО. СО на выходе преобразователей фазных напряжений 7 - 9 (м - о), импульсы напряжений аь Ьь с, хь у. г на выходе сдвоенных одновибраторов 13 - 15 второй группы (и - ф); импульсы напряжения Ь на выходе второй схемы 6 ИЛИ 23 (х).На фиг. 3 представлены импульсы напряжений 1 - 16 на выходах схем ЗИЛИ 16 - 21 (а - е); сигнал управления г на выходе первой схемы 2 И 25 блока 3 задания (ж); импульсы напряжения Р на выходе схемы2 И 25 блока 3 задания(э); сигнал управления Я на входе второй схемы 2 И 26 блока 3 задания (и); импульсы управления ц навыходе схемы 2 И 26 (к); импульсы управления К 1 - Ка и К 1 - К 6 соответственно дляВыпрямительного и инверторного режимаработы преобразователя(л - р).На фиг. 4 представлен блок 1 синхронизации, где а качестве формирователей 4 - 6импульсов и преобразователей 7 - 9 фазныхнапряжений используются микросхемы ДА 1компараторы напряжения К 554 САЗ, в качестве сдвоенных одноаибраторов первой10 - 12 и второй 13 - 15 групп используютсямикросхемы ДД 1 - одновибраторы К 155 АГЗ,Устройство работает следующим образ/ мПри нажатии кнопки 34 блока 3 задания30 на выходе схемы 2 И-НЕ 241 звдатчика режима появится сигнал г, чему соответствуетнапряжение логической "1" (фиг, Зж). На выходе схемы 2 И 25 появляются импульсы напряжения Р (фиг, Зз), которые поступают напервый вход каждого первого элемента 2 Исхем 2 ИИЛИ 28 - 33. На выходах схем 24227 и 26 будут сигналы, соответствующие напряжениям логического "0", Вторые элементы 2 И схем 2 ИИЛИ 28 - 33 закрытынулевь 1 м сигналом ц (фиг, Зи). На ворыевходы первых элементов 2 И схем 2 ИИИЛИ 28 - 33 с выходов схем ЗИЛИ 16 - 21поступают сигналы 11 - 16 (фиг. За-е):1= а+ г+ х, 2 = г+ Ь+ с 1; 1 з - Ь+ х+ у,4 г 4=х+с+а 1 а=с+у+г 1; 16=-у+а+ЬьОднако с выходов схем 2 ИИЛИ 28-33снимаются сигналы К 1 - Кб аыпрямительного режима (фиг, Зл-р):К 1 =а+г; К 2=г+ Ь; Кз= Ь+х;К 4 = х + с; К 5 =. с + у; Кб = у + а,Передний фронт каждого первого импульса сигнала 11 - 16 соответствует точкеестественного включения вентиля преобразователя, передний фрон каждого второго1 5импульса соответствует углу управления 60эл,град, а передний фронт каждого третьегоимпульса этой тройки (фиг. За-е) соответствует углу управления 150 эл.град, В режимевыпрямления первый импульс идет как основной, второй импульс. как подтверждающий при переключениях, работающих с данным тиристором двух других тиристоров преобразователя,Передние фронты выпрямительных импульсов а,Ь, с, ( фиг,2 д, ж, и) и х, у,г, (фиг,2 е, 3, к) на выходе одновибраторов 101, 111, 121 и 10 г, 11 г, 12 г соответственно формируются по передним и задним фронтам импульсов АС, ВА, СВ (фиг. 2 б-г), снимаемых с выходов формирователей 4 - 6 импульсов.Передние фронты инверторных импульсов а 1, Ь, с (фиг, 2 п, с, у) и х, у, г (фиг. 2 р, т, ф) на выходе одновибраторов 131, 141, 151 и 13 г, 14 г, 15 г соответственно формируются по передним и задним фронтам импульсов АО, ВО, СО, (фиг. 2 м-о), снимаемых с выходов преобразователей 7 - 9 фазных напряжений,Задние фронты выпрямительных а, Ь, с, х, у, г и инверторных аь Ьь сь хь у, г импульсов формируются одновибраторами 10 - 12 и 13 - 15 соответственно, а длительность этих импульсов задается с помощью время задающих цепей 81 - С 1, Вг - Сг на входе каждого из одновибраторов (фиг. 4). Длительность этих импульсов при индуктивной нагрузке преобразователя при измерении в электрических градусах должна быть огра 0,1 й,тгниченаЛ- (при а = 3), чему при3 3частоте питающего напряжения 50 Гц соответствует временной интервал 0,33 мс (АЗ,Змс,С выходов схем 2 ИИЛИ 28-33 управляющие импульсы К 1 - К 6 (фиг, Зл-р) поступают на управляющие входы тиристоров преобразователя, чем обеспечивается выпрямительный режим его работы,Отключение нагрузки, имеющей индуктивный характер, осуществляется переводом преобразователя в инверторный режим. Для этого необходимо задатчик режима перевести, например, с помощью кнопки 35 в состояние, при которо;л на выходе схемы И-НЕ 24 г появится сигнал ч логической "1". Сигнал логического "0" на выходе второй схемы И-НЕ 24 задатчика режима прекратит подачу импульсов Р на первый вход первой схемы 2 И 25, в результате чего на выходе последней импульсы Р будут отсутствовать (фиг. Зз).Сигнал ч на входе одноеибратора 27 передним фронтом запускает одновибратор 27 и на его выходе формируется импульс Я (фиг, Зи), который поступает на второй вход схемы 2 И 26 блока 3 задания. На первый вход этой схемы поступают импульсы Ь с выхода схемы бИЛИ 23 блока 1 синхронизации. На выходе схемы 2 И 26 формируются 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 сигналы с 1 (фиг, Зк), которые поступают на вторые входы вторых схем 2 ИИЛИ 28 - 33 распределителя 2 импульсов. На первые входы вторых схем 2 ИИЛИ 28 - ЗЗ подаются те же сигналы 1 - 1 б (фиг. За-е), однако на выходах распределителя импульсов будут одиночные импульсы К - К б (фиг, Зл-р), сокответствующие импульсы аь Ь, сь хь у, г, инверторного режима.Длительность инвертирования тока нагрузки определяется длительностью сигнала Я и задается времязадающими цепями одновибратора 27 блока 3 задания режима. Эта длительность определяется величиной индуктивности нагрузки и должна обеспечивать отключения преобразователя при токе, близком к нулю,При управлении, например, катушками электромагнитного . молота, обладающими значительными индуктивностями, время инвертирования подбирается в пределах 0,2 - 0,6 с в зависимости от скорости движения плунжера, а функцию кнопок 34 и 35 играют датчики конечных положений плунжера внутри катушек. При управлении и питании й катушками электромагнитного молота на каждую катушкудостаточно иметь свой блок 3 задания режима и распределитель 2, а связь этих блоков с блоком 1 синхронизации осуществляется общими шинами О и Е, первая из которых включает в себя шесть информационных каналов 1 - 1 б, а вторая состоит из двух каналов 9, Ь, Управление нагрузками в выпрямительном и инверторном режимах осуществляется всего двумя проводами, что значительно упрощает схему и расширяет функциональные возможности устройства при неограниченном расширении числа индуктивных нагрузок.Таким образом, предлагаемое устройство для управления многофазным вентильным преобразователем упрощает схему и расширяет функциональные возможности при управлении И преобразователями,Добавление оцновибратора 27 в блок 3 задания, вход которого подключен к инверсному выходу задатчика режима, а выход - к второму входу второй схемы 2 И 26 блока 3 задания, также упрощает схему и расширяет функциональные возможности при управлении М преобразователями, особенно при периодическом импульсном питании катушек электромагнитных молотов, де необходимо обеспечить циклическую работу преобразователей в выпрямительном и инверторном режимах с частотой переключения тока в катушках и менее герц и где регулирование тока не требуется.Устройство может быть использованопри питании многокатуиечных двигателейвозвратно-поступательного движения, к ко-торым относятся электромагнитные прессы,трамбовки, перфораторы и электромагнитные молоты для разрушения негабаритов.Формула изобретенияУстройство для управления и;-фазным 10 вентильнцм преобразователем, содержащее блок синхронизации, включающий в формирователей импульсов и а преобразователей фазных напряжений, входы которых предназначены для подключения к 16 входным силовым выходам вентильного преобразователя, блок задания с задатчиком режима, выполненный с двумя выходами Р и ц, и 2 е-канальный распределитель импульсов, каждый канал которого включа ет элемент 2 ИИЛИ, причем первые входы первых элементов 2 И в каждом канале объединены и подключены к Р-выходу, первые входы вторых элементов 2 И - к ц-выходу упомянутого блока задания, а выходы эле ментов 2 ИИЛИ использованы как выходы устройства, предназначенные для подключения к управляющим входам вентильноге преобразователя, отлича ющееся тем, что, с целью упрощения и обеспечения воз- ЗО можности синхронного управления несколькими вентильными преобразователями, блок задания снабжен дополнительным одновибратором и двумя элементами 2 И, блок синхронизации снаб- ЗБ жен 2 е элементами ЗИЛИ, двумя 2 гп-входными элементами ИЛИ и двумя группами сдвоенных одновибраторов, прямой вход первого и инвертирующий вход второго в каждом из сдвоенных одновибраторов первой и второй групп попарно объединены и подключены соответственно к выходам е формирователей импульсов и гп преобразователей разных напряжений, причем выходы сдвоенных одновибраторов первой группы подключены к первому входу схем ЗИЛИ, формирующих управляющий сигнал вентилями своей фазы преобразователя, к второму входу схем ЗИЛИ, формирующих управляющий сигнал вентилями фазы, опережающей первую на жУа зл.град и к входам первого 2 гп-входового элемента ИЛИ, выходы сдвоенных одновибраторов второй группы подключены соответственно к третьему входу схем ЗИЛИ, формирующих противотактный управляющий сигнал вентилями своей фазы, и к входам второго 2 а-входового элемента ИЛИ, выходы первого и второго 2 а-входовых элементов ИЛИ подключены соответственно к первым входам первого и второго элементов 2 И, выходами подключенных к упомянутым Р-,ц-выходам блока задания, второй вход первого из элементов 2 И подключен к выходу задатчика режима блока задания, второй вход второго - к выходу дополнительного одновибратора, входом подключенного к инверсному выходу задатчика режима, а выходы схем ЗИЛИ подключены к вторым входам соответствующих элементов 2 И в каждом канале 2 гп-канального распределителя импульсов, 16478095 д ф 5Составитель А. ЧесноковРедактор У, Бланар Техред М,Моргентэл ." Корректор И, МусЗаказ 1411 Тираж 398 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 эводственно-издательский комбинат "Патент", г, ужгород, ул,Гагарина, 10