Система управления многофазным вентильным преобразователем

657565 юз Советскик циалистицескик Республик КАВТОИЗОМУ СВ эт. олннтельио(54) СИСТЕМА УПР МНОГОфАЗНЬЗМ ВЕНТИЛЬНЫМИЯБРАЗОВАТЕЛЕМ ограничнваавл при этом диапазон ется симметрично Недостатком т ния является обяз жения смещения,5 новенни импульсы сутствовать.с двух сто мы управлеалнчие напряи его исчезя будут отак как пр ограничен Изобретение относится к преобразовательной тецтике и может быть использовано в системах управления мощными многофазными: тиристорными преобразователями частоты с непосредственной связью.Известна система управления многофазным вентильным преобразователем, в которой ограничивающие треугольные импульсы необходимой амплитуды накладываются на развертывающее (опорное) напряжение в точках экстремумов. Ширина 10 импульсов у основания около 20 эл.град,ЯНедостатком. этой системы управления является отсутствие возможности регулировании фазы ограничивающих импульсов.Известна также система управления статическими преобразователями, в которой для получения напряжения сравнения формируютси прямоугольные импульсы регулируемой ширины, накладываемые на развертывающее напряжение 2 .В этой системе управления ширина ограничивающих импульсов регулируется изменением напряжения смешения ( Осм. ) Наиболее близким техническим рещением к данному изобретению, является устройство для управления мощным многофазным тиристорным нреобразовататем 31.8 отличие от приведенных устройств, где импульсы, ограничения вводятся на входах фазосмещающих ячеек, в этом устройстве импульсы ограничения вводятся на выходах фазосмещающнх ячеек, поэтому не требуется наличие спепиальных усилителей. Это устройство для каждой фа:.ы и противофазы развертывающего напряжения содержит на входе фазосмещаюший мост, нуль-орган, выходные усилители и регуларуемые источники смешения.Для формирования импульсов ограничения системы управления лногофазным вентильным преобразователем собранным,например, по двенадцатифазной эквивалентной схеме, потребуется двенадцать таких 5схем,Другим недостатком этой схемы является асимметрия импульсов ограниченияиз-за неидентичности фазосмешаюших мостов. Надежность системы управления не ОдостатоМно высокая, так как импульсыограничения формируются узкими.Целью изобретения является повышениенадежности и расширение функциональныхвозможностей системы управления.15Поставленная цепь достигается за счет.того, что система управления снабженадвумя суммирующими формирователямираспределителями, входы которых соединены с выходами нуль-органов, подключенных непосредственно к выходам формирователей опорного синусоидального налряжения, причем выходы первого суммирующего формирователя-распределителя че 25рез эмиттерные повторители связаны спервыми каскадами инвертируюших усилителей нечетных каналов и со вторыми каскадами усилителей четных каналов, а выходы второго суммирующего формирователя - с первыми каскадами усилителей чет 30ных каналов и со вторыми каскадами нечетных . каналов,На фиг. 1 изображена схема предлагаемой системы управления; на фиг. 2 показано введение импульсов ограничения прь 35дельных углов регулирования в первый канал системы управления; на фиг, 3 приведены временные потенциальные диаграммы; на фиг. 4 и 5 - временные диаграм 40мы, поясняющие работу фазосмешаюшейячейки и ограничения предельных угловрегулирования преобразователя, причем нафнг. 4 показано ограничение по "минимумут а на фиг. 5 - по "максимуму",Я 5На чертежах приняты следующие обозначения: ФОН - формирователи опорного(развертываюшего) напряжениц Ф 1 - Ф 6 формирователи прямоугольного напряжения(нуль-органы); Ф 7, Фй - сумлируюшиеформирователи-распределители: ЭП 1-ЭП 6 эм;иттерные повторители 1 ДИУ 1-ДИУЛдвухкаскадные инвертируюшие усилители;- О, + 02, + 0 источники питания;3, - источник регулируемого смешения Л, В, С - опорные (развертываклциесинхронизируюшие напряжения катодных,групл тиристоров) нечетных каналов п 1 теобразователя; ИА, НВ, 11 Г - опорные(развертывающие) сипхронизируюцше напряжения (анодных групп тиристоров) четных каналов;К "с тт 1 тт и . тттс 1 к" 1 л 1 П "2 л 1 ахтт. К тт К тт т .т .2 пип3 всма3 т 16тКд сС "к Ы.4 ФС 1 Х4 1 ЛИт 1 тНДК5 111 ИК "А тт т.т . ттб ФС 1 Х т "6 .Ю 1 О - СООТВЕТСТВЕННО импульсы ограничения по "максимуму" и "минимуму, ИС 1 - интегральная микросхема К 1 УТ 401 Б; НО - фазосмешаюшая ячейка (нуль-орган); Й 1- Р 8 - ограничивающие резисторы; Д 1, ДЗ- развязываюцие" диоды; Д 2, Д 4 - диоды, зашишаюшие р - И переходы транзисторов Т 1, Т 2; С 1, Д 5 - диффэренцируюшая цепочка; О - одновибратор, формирующий длительность управляюцего импульса системы управления; ЦА - опорное синхронизируюшее синусоидальное напряжение ( первого канала);Озт т т -12 т 1 т т 4шие напряжения;Осл, - "запираюцее напряжение; Вход Ь 1, С 1 хтт(Ки Вход д.1 л (К ) соответственно входы ограничения по 1, т/максимуму и минимуму у3) ( )фиС (К 2) - соответственно синхронизируюшие напряжения нечетных и четных каналов системы управления; О вых. формирователя Ф 1 - 0 вых. формирователя Ф 6 входные напряжения формирователей прямоугольного напряжения; О вых. формирователя ф 7, Овых. формирователя Ф 8- выходные импульсы суммирующих формирователей-распределителей. Система управления многофазным вентильным преобразователем содержит нуль/органы, формирователи прямоугольного напряжения Ф 1 - ф 6), одни входы которых подключены к источнику регулируемого смешения (- Ос, ) т а другие - к формирователям опорного синусоидального напряжения ФОН, выходные усилители (эмиттерные повторители ЭП 1 - ЭП 6) соединены с двухкаскадными инвертируюшими усилителями ДИУ 1 - ДИУФ для введения ограничения предельных углов регулирования по максимуму" и "минимуму" для четных и нечетных каналов системы управления, входы первых каскадов упомянутых усилителей подключены к выходам фазосметщакццих ячеек НО; суммирующие формировтатели-распределители Ф 7, Ф 8, входы которых соединены с выходами5 657565Ф 6), выходы форми- Дпя примера рассмотрим формированиеэмиттерные повторите- импульсов ограничения по" максимуму"аны с первыми каска- ( с.с") и минимуму" (" сС п 1; ")усилителей ДИУ 1 - для первого канала /фазы А(К )апов преобразователяВ момент времени Ь - 1положиами усилителей - чет- тельный импульс формирователя ф 1 открыоды формироватепя Ф 8- вает транзистор 1-Т 1 формирователя Ф 7.и усилителей ДИУ 1 - При этом по цепи: "+ источника 0ов и со вторыми кас- резисторы 1-й 2 и 1-В 6 - диоды 1-Д 1 инапов преобразователя, 1 О 1-ДЗ - к-э транзистора 1-Т 1 - - исаспредепитепи Ф 7 и точника О протекает ток и, спедоватепьобой диодно-транзистор- но, на выходах эмиттерных повторителейемя входами и тремя ЭП 1 и ЭПЗ сигналов нет, В этот же моющие импупьсы огра- мент времени ( 14 - Ф, ) отрицательныетью 60 эп. град. при И импульсы формирователей ф 2(фиг. Зв) иния смешения - Ц . ФЗ(фиг. Зг) соответственно поступают навходы транзисторов Т-Т 2 (череэ резисторторитепи ЭП 1 г ЭП 6 1-КЗ) и 1-ТЗ(через резистор 1-й 5),согласовании выходов которые "запираются" и с выхода эмили Ф 8 с входами двух терного повторитепя ЭП 2 в момент вреей Т 1 и Т 2, установ- мени , - 1 снимается сигнал К "с 1фазосмешаюших ячеек (фиг. Зз) - ограничиваюший по максинных не топько дпя муму,нуль-органов (ф 1роватепя ф 7 черезли ЭП 1 - ЭПЗ связлами инвертирующихДИУИ нечетных кани со вторыми каскадных каналов, а выхс первыми каскадамДИУФ четных каналкадами нечетных каФормироватепи-рф 8 представляют срые схемы И (с трвыходами), формируничения йпитепьносотсутствии напр яже(см. фиг. Зз, и).Эмиттерные повпредназначены дпяформироватепей ф 7каскадных усипитеппенных на выходах(НО) и предназначеусиления основного сигнала, но и дпявведения (входы " сС ,иа. " на 2фиг, 2) импупьсов ограничения по максимуму и "минимуму,Схема работает спедуюшим образом,На входы формирователей ф 1 - ф 6 сформирователей опорных напряжений ФОН Збподаются синусоидапьные синхронизируюшие напряжения А (К), В(К), С(К)нечетных,каналов и противофазные напряжения ЙА(К 4), иВ(К 6), С (К) четных35канапов (фиг. За). Входные напряженияинвертируются формирователями Ф 1 - Ф 6и подаются на входы суммирующих формирователей-распредепитепей Ф 7 и Ф 8,работа которых поясняется временнымидиаграммами на фиг. Зб-и. Импупьсы ограничения по "максимуму"("сС ох ") дпя нечетных каналов (катодных групп тиристоров) и импульсы ограничения по минимуму ( Ф, п ) длячетных каналов (анодных групп тиристоров) формируют, подавая на входы формироватепей ф 1 - ФЗ напряжения А(К ),В(К ) и С(К),Импупьсы Ограничения по минимуму(" сС, ") для нечетных каналов (катодных групп тиристоров) и импульсы ограничения по максимуму ( д, плох )для четных каналов (анойных групп тиристоров) формируют, подавая ив входы формирователей Ф 4 - Ф 6 напряжения3 тА(К), иВ (К) и иС(К) (противофазные). В момент времени - Ь попожитептный импупьс формирователя Ф 4 открываеттранзистор 2-Т 1 формирователя ф 8. При этомпо.аепи "+" У -оезисторы 2-22 и 2-К 6-диоды 2-Д 1 и 2-Д 3 - к-э транзистора 2-Т 1- источника 0 протекает ток и поэтомуна выходах эмкттерных повторителей ЭП,и ЭП 6 нмпупьсы отс;тствуют В этот жемомепт времени ( т.-Ья ) отрицатепьныеимпупьсы формироватепей Ф 5 (фиг. Зе) иФ 6(фиг. Зж) соответственно поступают навходы транзисторов 2-Т 2(через резисторР-ЯЗ) и 2-ТЗ(через резистор 2-В 5), которые "запираются" и на выходе эмиттерного новторитепя ЭП 5 снимается сигналК д- п 1 п " (фиг Зи) - ограничиваюшийпо минимуму,Каждый сформированный импульс ограничения поступает на все идентичные канапы своей фазы.Схема, прейставпенная на фиг, 1,обеспечивает Йормирование импульсов ограничения по,максимуму" (" д. и х ) иминимуму" (" д, п 1 ") дпя 72 канапов вентипьного преобразователя, т.е. йляполовины всех каналов многофаэного преобразователя, собранного по 12-ти фазнойэквивалентной схеме,Введение импупьсов ограничения "б( ,"и К Г ,в систему управления иллюстрируется на примере одного каналафиг. 4 а, 5 а). При введении импульсов ограничения длительностью 60 эп. град,те. при - 0 с, = 0 , диапазон регуопирования составляет 120 эп. град. 180 -о о-(30 +30 ), Причем ограничение по 5"минимуму" осуществляется по заднемуфронту импульса ограничения (фиг. 4 в,д)"ОС п " (К), а ограничение по максимумуф (фиг, 5 в,д) по переднему фронтуимпульса ограничения "О- по "(К 1 ). оПри напряжении управления О, -О,произойдет срабатывание фазосмешаюшейячейки (НО) и ца ее выходе появится отрицатепьный импульс (фиг. 46). Этот импульс закроет транзистор Т 1 (фиг. 4 г) ипо цепи: +ф О- резистор КЗ - резистор В 4 - б-э транзистора Т 2 - - 0пройдет импульс тока, который ничего несделает, так как.транзистор Т 2 уже открыт импульсом ограничения, от заднегофронта которого вкпючен одновибратор(фцг. 4 ж.),Таким образом осуществляетсяограничение по минимуму".При напряжении управления Оу =- О25импульс ца выходе фазосмешаюшей ячейки НО(фиг. 4 б)/штрих- пунктирная пиния/транзистор Т 1 запирает, а Т 2 отпирает, импульс с коллектора которого своим заднимфронтом включает одновибратор (фиг. 4 е,ж, штрих-пунктирная пиния),ЗОПри этом иимульс ограничения находится "внутри" основного импульса и никакого впияния на систему управления це оказывает,Когда 0 1 0 импупьс О уу, (К, )откроет трайзистор Т 1, а Т 2 запрет, попожительный импульс с колпектора Т 2 (фиг.5 д)своим передним фронтом включит одновибратор (фиг, 5 ж, сппощная линия).40При натгряжении управления 0 О,произойдет срабатывание фазосмешающейячейки, в момент времени- 1 о появится положительный импупьс, которыйникакого действия на схему не оказывает,45так как транзистор Т 1 уже открыт импульсом ограничения.Таким образом осушествпяется ограничение по" максимумуф. При 0 = 0, положитепьный импульс на выходе фазосмешаюшей ячейки НО откроет транзистор Т 1,а Т 2 запрется отрицательным напряжениемсмешения 0, й передний фронт положительного импульса (штрихпунктирная линия на фиг. 5 д) включит одновиоратор.При этом импупьс ограничения находится внутри"е основного импульса и никакого влияния на работу схемы управленияне оказывает. Вез введения напряжения смешеция - -Цм (фиг 1) диапазон регчпировтция управляющих импупьсов преобразователя составпяет 1 20 эп.град. В случае необходимости увеличения этого диапазона (одо 180 ) необходимо ввести отрицатепьное напряжение смешения - Ц сПри изменении напряжения смешения будет осуществляться плавное, одновременное и идентичное уменьшение длитепьности импульсов ограничения для всех кацапов системы управления и, следоватепьно, увеличение диапазона регулирования.При необходимости ограничения предельных углов регулирования на уровне 4 120 эл. град. напряжение смешения 0 вводится попожитепьной полярности, Колебания напряжения сети не оказывают влияния ца временное положение ограничивающих импульсов, так как амплитуды опорных синусоидапьных напряжений стабильны, а напряжение смешения вводится от стабилизированного источника (напряжения смешения принимается цестабилизированцым, если амплитуды опорных напряжений не стабилизированы).Предлагаемая система управпения обеспечивает одновременную и плавную регулировку фазы ограничиваюших импупьсов в широких предепах во всех каналах многофазного преобразоватепя при цапичии одного регулируемого источника смещения.В устройстве не содержится фазосмешаюших мостов, что повышает симметрию импульсов ограничения. Схема формирует широкие импульсы, проста и, спедовательно, надежна.формула изобретени яСистема управления многофазным вентильным преобразователем, содержащая нуль-органы, одни входы которых подкпючены к источнику регулируемого смешения, а другие - к формирователям опорного синусоидапьного напряжения, выходные усилители соединены с двухкаскадцыми инвертируюшими усилителями для введения ограничения предельных углов регулирования по "максимумуф и фминимуму" для четных и нечетных каналов системы управления, при этом входы первых каскадов упомянутых усилителей подключены к выходам фазосмешаюших ячеек, о т п и ч а ю - ш а я с я тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных врзможностей, она снабжена двумя суммирующнми формирователкчи- распределителями, входы которых соединены с выходами нуль-органов, подключенных непосредственно к выходам формирователей опорного синусоидальпога напряжения, причем выходы 5 первого суммирующего формирователя-распределителя через эмиттерные повторители связаны с первыми каскадами инвертирующих усилителей нечетных каналов и со вторыми каскадами усилителей четных 10 каналов, а выходы второго суммирующего формирователя - с первыми каскадами усилителей четных каналов и со вторыми каскадами нечетных каналов.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР Х 197739, кл, Н 02 Р 13/16, 1962.2. Авторское свидетельство СССР М. 261549, кл. Н 02 Р 13/16, 1968.3. Авторское свидетельство СССР.,КМ.уарюирадателя 8 иЬ уорнародатФ дьц форноробате фу8 ых, оорниро 8 ателяЩ ж иссык Рорниро 8 ателрВ з ир фариорооатЬм. нирооащелюРВТ. Добровольс Редакт аменск писноССР митет открытя наб.ф/ филиал ГИ 1 лтент, г. Ужгород, ул. 11 роектная,СоставитТераи Э аз 1820/55 Тираж 856 Ш 1 ИИТИ Государственного к по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раущск