Устройство для управления многозонным преобразователем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 177444 2 02 М 7/12, Н 02 Н 7/12 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Устройство для уп ным преобразователем эонным), содержит ка числу пар плеч 1 - 4 пр -дый иэ которых состоит включенных основных 5 и выходного усилител регулирования, которь мирования фазных имп ния зон регулирования равления многозон(нап ример, четырехналы управления по еобразователя, кажиз последовательно управляемого ключа я 6. и задатчик 7 угл й через блок 8 фор ульсов и блок 9 зада с помощью блока 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Хабаровский институт инженеров железнодорожного транспорта(56) Авторское свидетельство СССРМ 1716594, кл, Н 02 М 7/12. 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯМНОГОЗОННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Сущность изобретения: введение в блокформирования и управления фазовых импульсов преобразующего элемента углакоммутации и двух логических элементовИ-НЕ позволяет осуществить в конце зонРЕГУЛИРОВаНИЯ ПРИ УСЛОВИИ аРег /ао+ У),Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, может найти применение в однофазных преобразователях электроподвижного состава переменного тока и является усовершенствованием устройства, описанного в авт.св, М 1716594,Это техническое решение является наиболее близким к предложенному изобретению,где арег - регулируемая фаза импульсов, а 0 - постоянная фаза импульсов, у - угол основной коммутации, запрет прохождения импульсов с фазой арег с выхода первых двух устройств фазового управления на входы соответствующих ключей и далее через выходные усилители на управляющие электроды тиристоров соответствующих плеч преобразователя, на анодах которых в данный момент времени отсутствуют нормальные потенциальные условия. Благодаря этому тиристоры этих плеч не будут окрываться и проводить ток нагрузки, В итоге на тяговых двигателях ток уменьшится на некоторую величину и будет находиться на этом уровне до перехода на следующую зону регулирования. 3 ил,синхронизации и согласующего блока 11 соединен с каналами управления,Преобразоаатель представляет собой секционированный трансформатор с четырьмя выводами. Каждый вывод через пару плеч из двух управляемых вентилей подключен к полюсам нагрузки, Выход выходного усилителя использован в качестве вь,хода устройства для управления вентилями:оответствующей пары плеч. Выходы управляемых ключей первого и второго каналов подключены к выходу формирователя 1 Г регулируемых импульсов управления, Выходы управляемых ключей третьего и четвертого каналов подключены к выходу формирователя 13 нерегулируемых импульсов управления, Первые управляющие входы основных управляемых ключей 5 всех каналов под. ключены через блок 11 к выходу блока 10. Выход задатчика 7 подключен к входам фор 1774445мировагеля 12 и блока 9, имеющего первый, второй, третий и четвертый выходы. Сигналы в соответствии с номером каждого выхода формируются в первой или второй, третьей или четвертой, первой или третьей, второй или четвертой зонах регулирования.Указанные выходы через блок 11 подключены к вторым управляющим входам управляемых ключей 5 третьего, четвертого, второго и первого каналов соответственно. Второй и третий каналы снабжены дополнительными выходными усилителями 14 и управляемыми ключами 15. В каждом канале дополнительные управляемый ключ и выходной усилитель включены последовательно. Выход дополнительного выходного усилителя соединен с выходом основного выходного усилителя. Выход дополнительногоуправляемого ключа подключен к выходу формирователя нерегулируемых импульсов управления, Первый управляющий вход дополнительного ключа 15 подключен через блок 11 к выходу блока синхронизации. Вторые управляющие входы дополнительных ключей второго и третьего каналов подключены через блок 11 соответственно к первому и второму выходам блока задания зон регулирования.Устройство работает следующим образом.От задатчика 7 напряжение управления подается в формирователь 12 блока 8 формирования фазных импульсов и в блок 9. В формирователе 12 задаваемая величина напряжения управления преобразуется в изменение фазы регулируемых импульсов управления арег С выхода формирователя 12 регулируемые импульсы арег подаются на выходы основных управляемых ключей первого и второго каналов управления, С выхода формирователя 13 блока 8 импульсы с фазой ао подаются на выходы основных управляемых ключей третьего и четвертого каналов управления. Кроме этого, импульсы с фазой ао подаются на выходы дополнительных управляемых ключей, введенных во второй и третий каналы управления, С выхода блока 10 синхроимпульсы подаются на управление первых двух кодовых тиристоров блока согласования 11. Импульсы апет и ао с блока 8 формирования фазных импульсов через первые управляющие входы основных и дополнительных управляемых ключей всех каналов управления связаны с анодами первых двух кодовых тиристоров блок 11. В зависимости от очередности подачи синхроимпульсов на управление этих кодовых тиристоров в моменты времени О, л, 2 ги т.д. происходит10 шунтирование импульсов ттрн и я через кодовые тиристоры на минус цепей управления или прохождение их на выходные усилители и далее на управляющие электро. ды силовых тиристоров преобразователя.Таким образом осуществляется распределение импульсов арг и ао по полупериодам питающего напряжения сети, В блоке 9напряжение управления задатчика 7 преобразуется в сигналы, подаваемые с его цетырех выходов на управление третьего,четвертого, пятого и шестого кодовых тиристоров блока 11. С первого выхода блока 9 сигнал подается на управление третьего к.- дового тиристора блока 11 в первой иливторой зоне регулирования, второго выхода - на управление четвертого кодового гиристора в третьей или четвертой зоне регули 20 25 30 35 40 45 50 55 рования, с третьего выхода - на управление пятого кодового тиристора в первой или третьей зоне регулирования и с четвертого выхода - на управление шестого код)вега тиристора во второй или четвертой зот е регулирования,В зависимости от описанного выше порядка управления третьим, четвертыь, пятым и шестым кодовыми тиристорами 1 лока 11 импульсы управления ао, поступающие от блока 8, либо шунтируются через вторые управляющие входы управляемых ключей соответственно третьего, четвертого, в 1 орого и первого каналов управления, либо проходят по этим каналам через выходнь е усилИтели на управляющие электроды тиристоров плеч преобразователя.Кроме этого, согласно алгоритму управления от блока 8 импульсы ао через вторые управляющие входы дополнительных управляемых ключей второго и третьего каналов управления либо шунтируются на минус цепей управления через третий и четвертый кодовые тиристоры блока 11, связанные управлением с первым и вторым входами блока 9, либо через дополнительные выходные усилители этих каналов управления поС аются на управляющие электроды тиристоров второй и третьей пар плеч преобразова. еля,Недостатком устройства являетст то, что в конце зон регулирования для вентилей плеч, участвующих в процессе фазовой оммутации у,на которые подаются регулируемые импульсы управления с фазой а-, достаточных потенциальных условий на анодах вентилей может не быть, и вентили могут не открываться. Опасность неоткрытия этих вентилей объясняется тем, что в конце зоны регулирования импульсы управления с фазой арег могут зайти в зону о:новной коммутации у, на интервале ко 1 орой1774445 дополнительного ключа 16 подключен через блок 9 к выходу блока синхронизации 8. Вторые управляющие входы дополнительных ключей 16 второго и третьего каналов подключены через блок 9 соответственно к первому и второму входам блока 7 задания зон регулирования.Выходы основного управляемого ключ 14 первого и вгорого каналов подключены соответственно к выходу первого и второго логических элементов 11. Первый вход первого и второго логических элементов ."1 соединен соответственно с первым и вторым выходами формирователя 23 регулируемых импульсов управления, а второй вход 1 огических элементов - с выходом преобрзующего элемента 12, вход которого соединен с датчиками коммутации 13, установленными в третьем 21 и четвертом 22 выводах вторичной обмотки секционированного Каждый канал управления 1 - 4 состоит 50 55 из последовательно включенных основных управляемого ключа 14 и выходного усилителя 15, причем второй и третий каналы снабжены дополнительными управляемыми ключами 18 и выходными усилителями 17, соединенными в каждом из них последотрансформатора 18.Устройство работает следующим образом, От задатчика 10 напряжение управления подается в формирователь 23 блока 6 формирования фазных импульсов и в Ьло7. В формирователе 23 задаваемая величивател ь но. Преобразователь 5 представляет собой секционированный трансформатор 18 с выводами 19-22, Каждый вывод через пару на напряжения управления преобразуется в изменение фазы регулируемых импульсов плеч из двух упразляемых вентилей подклю- напряжения ар г. С первого и второго выхопотенциальных условий на анодах вентилей нет, т.е. арегао + у, Возможность неоткрытия вентилей, а значит невзятии ими нагрузки ведет к нарушению работы преобразователя в конце зон регулирования, выраженному в виде бросков тока на тяговых двигателях.Цель изобретения - повышение надежности работы преобразователя.Для достижения поставленной цели в устройство по авт.св. М 1716544 введены два логических элемента И - НЕ. преобразующий элемент угла коммутации на основе дифференцирования входного сигнала и два датчика коммутации тока вентилей преобразователя, установленных в третьем и четвертом выводах вторичной обмотки секционного трансформатора, причем выход первого и второго логических элементов соединен соответственно с выходом первого и второго основных управляемых ключей, первый вход первого и второю логических элементов соединен соответственно с первым и вторым выходами формирователя регулируемых импульсов управления. второй вход первого и второго логических элементов - с выходами преобразующего элемента, вход которого соединен с двумя датчиками коммутации.На фиг,1 представлена принципиальная схема известного устройства для управления многозонным преобразователем (прототип); на фиг.2 - схема предлагаемого устройства для управления многозонным преобразователем; на фиг.3 - диаграмма его работы на второй зоне (пример).Устройство для управления многозонным преобразователем содержит каналы управления 1-4 по числу пар плеч преобразователя 5, блок 6 формирования фазных импульсов, блок 7 задания зон регулирования, блок 8 синхронизации, согласующий блок 9, задэтчик 10 угла регулирования, два логических элемента И-НЕ 11, преобразующий элемент 12 на основе дифференцирования входного сигнала и два датчика 13 коммутации тока вентилей преобразователя,10 15 20 25 30 35 40 45 чен к полюсам постоянного тока нагрузки (тяговый двигатель),Выход каждого основного 15 и дополнительного 17 выходного усилителя использован в качестве выхода устройства для управления вентилями соответствующей пары плеч.Первые управляющие входы основных управляемых ключей 14 всех каналов подключены через блок 9 к выходу блока 8, Выход задатчика 10 подключен к входам формирователя 23 регулируемых импульсов управления блока 6 и блока 7 задания зон регулирования, имеющего первый, второй, третий и четвертый выходы. Сигналы в соответствии с номером каждого выхода формируется в первой или второй, третьей или четвертой, первой или третьей, второй и и четвертой зонах регулирования. Выходь 1 основных управляемых ключей 14 третьего и четвертого каналов подключены к вы.одам формирователя 24 нерегулируемых импульсов управления блока 6. Через выходы блока 7 через блок 9 псдключены к вторым управляющим входам основных управляемых ключей 14 третьего, четвертого, второго и первого каналов соответственно. Вьход каждого дополнительного управляемого ключа 16 подключен к выходу формирователя 24 нерегулируемь 1 х импульсов управления, Первый управляющий вход каждогодов формирователя 23 регулируемые импульсы арег подаются на первый вход соответственно первого и второго логических элементов 11, на вторые входы которых подается выходной сигнал преобразующего элемента 12 угла коммутации в виде импульса, сформированного дифференциальной ВС-цепочкой по фронту окончания сигнала датчиков коммутации. На вход преобразующего элемента 12 подаются сигналы коммутации тока вентилей преобразователя 5, полученные с помощью датчиков коммутации 13. С выхода первого и второго логических элементов 11 регулируемые импульсы арег подаются на выход основного управляемого ключа 14 соответственно первого и второго каналов при условии, если фаза ОрегСо+ У,В конце зон регулирования при условии арегао + у, когда на входах логических элементов 11 сигнал преобразующего элемента 12 отстают по времени от подачи на первый вход каждого логического элемента 11 сигнала арег формирователя 23, импульсы арег не проходят далее на выходы основных управляемых ключей 14, т.е, осуществляется логический запрет на прохождение импульсов арег в схему управления для открытия вентилей преобразователя, В результате такого управления импульсы арег не будут подаваться по каналу 1 и 2 на вентили преобразователя 5 в моменты времени, когда в преобразователе происходит основная коммутация тока вентилей и на вентилях этих каналов нет нормальных потенциальных условий для взятия нагрузки (пунктирная линия на Оа и 02 з (на фиг 3). В результате такого действия устройства вентили этих каналов не будут открываться и проводить ток нагрузки. В итоге ток тяговых двигателей несколько уменьшится и будет находиться на этом уровне до перехода на следующую зону регулирования, чем обеспечится надежная работа преобразователя в конце зон регулирования,С выходов формирователя 24 блока 6 нерегулируемые импульсы с фазой ао подаются на выходы основных управляемых ключей 14 третьего и четвертого каналов управления. Кроме этого, импульсы ао подаются на выходы допол нител ьн ых управляемых ключей 16, введенных во второй и третий каналы управления. С выхода блока 8 синхроимпульсы подаются на управление первых двух кодовых тиристоров блока согласования 9, Импульсы аре и ао через первые управляющие входы основных 14 и дополнительных 16 управляемых ключей 5 10 15 20 25 30 35 40 всех каналов управления связаны с анодами первых двух кодовых тиристоров блока 9. В зависимости от очередности подачи синхроимпульсов на управление этих кодовых тиристоров в моменты времени О. л, 2 л и т.д. происходит шунтирование импульсов срег и йо, Через кодовые тиристоры на минус цепей управления или прохокдение их на выходные усилители и далее на управляющие электроды силовых вентилей преобразователя, Таким образом осуществляется распределение импульсов арен и ао по полупериодам питающего напряжения сети, В блоке 7 напрякение управления задагчика 10 преобразуется в сигналы, подаваемые с его четырех выходов на управление третьего, четвертого, пятого и шестого кодовых тиристоров блока 9. С первого выхода блока 7 сигнал подается на управление третьего кодового тиристора блока 9 в первой или второй зонах регулирования, с второго выхода - на управление четвертого кодового тиристора в третьей или четвертой зонах регулирования, с третьего выхода - на управление пятого кодового тиристора в первой или третьей зонах регулирования, и с четвертого выхода - на управление шестого кодового тиристора во второй или четвертой зонах регулирования.В зависимости от описанного выше порядка управления третьим, четвертым, пятым и шестым кодовыми тиристорами блока 9 импульсы управления ао. поступающие от блока 6. либо шунтируются через вторые управляющие входы управляемых ключей соответственно третьего, четвертого, вгорого и первого каналов управления, либо проходят по этим каналам через выходные усилители на управляющие электроды тиристоров плеч преобразователя,Кроме этого, согласно алгоритму управления импульсы ао от блока 6 через вторые управляющие входы управляемых ключеи (дополнительных) второго и третьего каналов управления либо шунтируются на минус цепей управления через третий и четвертый кодовые тиристоры блока 9, связанные управлением с первым и вторым выходами блока 7, либо через дополнительные выходные усилители этих каналов управления подаются на управляющие электроды гиристоров второй и третьей пар плеч преобразователя,Таким образом, благодаря такому действию устройства управления будет улучшена работа преобразователя в конце зон регулирования.формула изобретения Устройство для управления многоэонным преобразователем по авт.св, М 1716594, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности работы преобразователя, в него дополнительно введены два элемента И - НЕ, преобразующий элемент угла коммутации на основе дифференцирования входного сигнала и два датчика коммутации тока вентилей преобразователя, установленных в третьем и четвертом выводах вторичной обмотки секционированного трансформатора, причем выходы основных управляемых ключей первого и второго каналов управления подклю чены к первому и второму выходамформирователя регулируемых импульсов управления соответственно через первый и второй элементы И-НЕ, входы которых соединены с выходами преобразующего эле мента угла коммутации. вход которогосоединен с выходами датчиков коммутации тока вентилей преобразователя.остэвитель С,Власьевскехред М.Моргентал Подписноеениям и открытиям при ГКНТ ССкая наб 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101 ои аз 3933ВНИИПИ Г Тираж дарственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Рау