Устройство для управления однофазным статическим преобразователем

до делам нзобретеннй н открытийОпубликовано 15,06,82, Бюллетень 22 Дата опубликования описания 17.06,82(71) Заявител при Томском институте автоматизированных систем управленияи радиоэлектроники(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ 1Изобретение относится к электротехнике.По основному авт,св. н" 764095 известно устройство для управления однофазным статическим преобразователем с многоступенчатой формой выходного напряжения эа счет коммутации вторичных обмоток трансформатора при помощи тиристоров, содержащее кольцевую пересчетную схему, соединенную со входами основных элементов совпадения, задающий генератор и датчик тока, связанные со входами вспомогатель. ных элементов совпадения, триггер, вход которого подключен к выходу задающего генератора, а выход к блоку управления инвертором, входы основных элементов совпадения подключены к выходам триггера, связанного через первый делитель частоты с кольцевой пе ресчетной схемой, а их выходы - с выводами для подключения к управляющим электродам тиристоров и с вспомогательными элементами совпадения, а выходы дополнительных элементов совпаде- . ния подключены соответственно к вспомогательным элементам совпадения с порядковым номером 2,32/, а их входы: к выходам кольцевой пересчетной схемы с порядковым номером, 1,22- 1/ и второму дополнительному делителю частоты, подключенному к задающему генератору, при этом датчик тока подключен к выводам для подключения в силовой цепи питания инвертора 11.Недостатком устройства является невысокое качество выходного напряжения.Цель изобретения - повышение качест. ва выходного напряжения.Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления однофазным статическим преобразователем снабжено формирователем импульсов, дополнительным триггером, тремя группами элементов совпадения, дополни" тельные и вспомогательные элементы совпадения - дополнительными входами3 9363а основные элементы совпадения - дополнительными выходами, причем входыэлементов совпадения первой группыподключены к выходам основных элементов совпадения и к выходу Формирователя импульсов, подключенного к задающему генератору и датцику токавходы дополнительного триггера подключены к выходам элементов совпадения второй группы, входы которых под" 1;,ключены к основным элементам совпадения и задающему генератору выход дополнительного триггера подключен квходу Формирователя импульсов, дополнительным входам дополнительных ивспомогательных элементов совпадениявходам элементов совпадения третьей группы, другие входы которыхподключены к выходу задающего генератора и к объединенным дополнитепьным выходам основных элементов совпадения,На Фиг. 1 представлена схема устройства для управленйя статическимпреобразователем; на Фиг, 2 - диа;граммы напряжений на отдельных элементах схемы, на Фиг. 3 - "асимматрицная" структура статицеского преобразователя.Устройство для управления статическим преобразователем соцержит задающий генератор 1, связанный с вспомогательными элементами совпадения2-23, первым делителем 24 частоты,.выход которого соединен с дополнительными элементами совпадения 25-30,первым триггером 31, выходы которыхсвязаны с усилителем 32 мощности,основными элементами совпадения 33-48и вторым делителем 49 частоты, дат"чик 50 тока, связанный с эпементами совпадения 2-23 и кольцевую пересчетную схему 51, соединенную с выходом второго делителя 49 частоты, входами основных элементов совпадения 33-48 и дополнительных элементовсовпадения 25-30, связанных выходамис вспомогательными элементами совпадения, элементы совпадения 52-57 пер.вой группы, Формирователь 58 импуль 50сов, подключенный к задающему генератору 1, элементы совпадения 59-62третьей группы связаны с задающим генератором 1 и объединенными однотипными выходами основных элементовсовпадения 33-48, входы второго тоиг.55гера 63 соединены с элементами совпадения 64 и 65 второй группы, а еговыход - с Формирователем 58 импульсов дополнительными, основными и общими элементами совпадения.На фиг, 2 представлены диаграммы 66-9 на элементах схемы.статический преобразователь с переклюцением вторичных обмоток согласующего трансформатора содержит инвертор 92 с согласующим трансформатором 93, вторичные обмотки 94- 100 которого подключены к демодулятору на тиристорах 101-120. На выходе преобразователя подключена нагрузка 121.Рассмотрим работу устройства при подключении к выходу преобразователя активной нагрузки, В этом случае не требуется Формировать дополнительную (узкие незачерненные импульсы на Фиг, 2.71-2,90) и вспомогательную , узкие зацерненные импульсы на фиг, 2.71-2,90) серию импульсов. Задающий генератор 1 обеспецивает Формирование однополярных импульсов (Фиг. 2,66), длительность которых равна времени восстановления тиристс- ров демодулятора. По заднему Фронту импульсов задающего генератора синх-. ронизи руется триггер 31 (Фиг, 2.67), выход которого подключен к усилителю 32 мощности, обеспецивающему управление вентилями инвертора 92. Выходные сигналы триггера поступают на делитель 49 частоты, кратность деления которого равна количеству подинтервалов в каждом тактовом интервале (К =- 4 Фиг, 2,68). Пересцетная схема 51,. состоящая из нескольких ячеек (в нашем случае 8) Формирует импульсыдлительностью С -С 4, й 4-йВ и т.д, Наосновные элементы совпадения 33-48поступают сигналы с триггера (Фиг.2,671и с пересцетной схемы. На выходе основных элементов совпадения (И) Формируются сигналы длительностьюО 1 ф-с, е-гДля получения импульсов управления (Фиг. 2.79 и 2.80) тиристорами 102, 119 и 120 (общими) выходы определенных основных логических элементовсовпадения объединяются (33 36, 37-40, 41-44, 45-48), При этом элементарныйинвертор 92, управляемый от усилителя 32 мощности, обеспечивает Формирование прямоугольного напряжения(Фиг. 2.67). Тиристоры 107 и 102 подключают к нагрузке обмотки (94-95), напряжение которых равно амплитуде г:ервой ступени выходного напряжения5 9363демодулятооа Ъиг. 2.91). В интервале времени С - 1 устройство для управления преобразователем обеспечивает формирование сигналов (фиг. 2.72и 2.80), которые поступают соответственно на тиристоры 113 и 120, что приводит к выключению тиристоров 107и 102 и подключению нагрузки к обмотткам (99+100), напряжение которых равноамплитуде первой ступени и т,д. По Оследовательность подачи импульсов уп-.равления на тиристоры 107, 113, 111,109 р 105 ф 1171 103 102 ь 120 114 э 108,110, 112, 106, 116, 104, 118, 119 и101 представлены соответственно нафиг. 2.71-2,90, При снижении коэффициента мощности нагрузки требуетсяформировать еще дополнительную и вспомогательную серию импульсов, Еслидо момента ток проводят тиристоры 101 20и 108, то подача очередных импульсовуправления 1 лительностью 1 -1 на тиристоры 101 и 102 не приведет к ихвключению (ток протекает через тиристоры 101 и 108). В интервале времени1-1 для сохранения формы выходногонапряжения демодулятора нагрузку необходимо переключить к обмоткам(99+100 ). Для этой цели необходимовыключить тиристоры 108 и 101 и вклю-.з 0чи т ь тири сторы 114-119, что достигается за счет подачи дополнительного имт1пульса управления до момента(фиг. 2.89) на тиристор 119 К тиристору 101 прикладывается запирающее напряжение в течение времени,равного длительности дополнительногоимпульса управления, После измененияполярности напряжения на вторичныхобмотках согласующего трансформатора(время с.) на тиристор 114 поступаетвспомогательный импульс управления(фиг. 2,81), что приведет к выключению тиристора 108 и переводу тока нагрузки в обмотки (99+100), Аналогичным образом в интервале временинагрузка подключается к обмоткам(94+95) и т.д,Необходимым условием является то, что дополнительная и вспомогательная серии импульсов поступает на тиристоры демодулятора только при работе статического преобразователя в инверторном режиме, При этом дополни 55 тельные импульсы управления, поступающие на тиристоры 103- 118 определяются дополнительно условием, что выключаемый тиристор демодулятора обес 61 6 печивает формирование ступени напряже ния, амплитуда которойО и ) 0,501 п 1 (1) где О;1 и; амплитУда пеРвой гаРмоники с ступенчатого напряжения,Вспомога тел ьная сери я импульсов по. дается на тиристоры демодулятора, формирующие ступени напряжения, амплитуда которых(0,5 О (2) Особенностью является подача вспомогательного импульса управления на тиристор, обеспечивающий формирование ступени напряжения первого поды- интервала, амплитуда которогоО, 0,5 О . (3) В этом случае (ток нагрузки переходит через нуль на третьем тактовом интервале ) устройство для управления статическим преобразователем обеспечивает необходимую последовательность импульсов. Выходной сигнал эле ментов совпадения 2- 17 определяется сигналами задающего генератора 1, датчика 50 тока, триггера 63 и сигналами основных элементов совпадения 33-48. Датчик тока обеспечивает формирование прямоугольного сигнала при работе преобразователя в инвертор ном режиме, когда полярность тока нагрузки не совпадает с полярностью ступенчатого напряжения, Сигнал на выходе триггера 63 всегда однозначно определяется при известной дюрме сту пенчатого напряжения согласно условиям 1 ) - (.3) (Фиг. 2.69). При форме напряжения (Фиг. 2.9 1) на выходе элемента совпадения 64 и 65 появляются импульсы в моменты перед временем 5 ф 7 у Т. 37 9 Я,5 З ис, 1, 6 т соответственно, которые поступают на раздельные входы триггера 63. Поскольку триггер срабатывает на первый поступающий импульс (перед триггер срабатывает на первый поступающий импульс перед временем й, Ц,1-, С то на его одном выходе есть сигнал (фиг, 2.69), а на другом - инвертированны, При полученных таким образом сигналах на входе дополнительных логических элементов И и на выходах формируются импульсы управления при наличии одно. временно сигнала с датчика тока (дли. тельностью от нуля доЯи, триггера 63 (фиг. 2,69), задающего генератора 1 (фиг. 2.66), и выходе соответствующего основного логического элемента. Оперативные элементы совпа936361 Формула и зобретения 7дения обеспечивают формирование дополнительных импульсов управления вконце каждого тактового интервала(импульс перед моментомВ, фиг,2.86,перед , фиг, 2.76 и т.д.). 3Вспомогательная серия импульсовформируется на выходе вспомогательныхэлементов совпадения 52-57, Выходнойих сигнал определяется наличием сигналов на выходах соответствующих ос Оновных элементов совпадения 15, 37,33, ч 1, 33 и Зч и сигнала на выходеформирователя 58 импульсов. Сигнална выходе. Формирователя импульсов(Фиг. 2.70) получают по срезу импульсов задающего генератора (Фиг. 2.66)в интервале времени, когда сигнал( фиг. 2.69) равен, нулю и приналичии сигнала на выходе датчика 50 тока. 1 ОТак, в момент времени 1 вспомогательный импульс управления поступаетна тиристор 119 обозначено 119")и т.д. Выходы элементов совпаденияпоказаны стрелками (см. Фиг. 1), а 2 з. цифрой показаны номера тиристоров демодулятора, к которому подключен этотвыход. Так, цифрой 117 показан выходэлемента совпадения формирующего основные импульсы управления, 117ц30и 117 ф - дополнительные и вспомогательные импульсы управления,Таким образом, устройство для управления статическим преобразователемобеспечивает высокое качество выходного напряжения на выходе преобразова.теля при работе его на перегрузку слюбым коэффициентом мощности,Устройство для управления однофазным статическим преобразователем поавт. св, Г 761095, отличающетс я тем, что, с целью повышения кФчества выходного напряжения, оноснабжено формирователем импульсов,дополнительным триггером, тремя группами элементов совпадения,дополнительные и вспомогательные элементы совпаде.ния - дополнительными входами, а основные элементы совпадения - дополнительными выходами, причем входыэлементов совпадения первой группыподключены к выходам основных элементов совпадения и к выходу формирователя импульсов, подключенногок задающему генератору и датчику тока, входы дополнительного триггераподключены к выходам элемвнтов совпадения второй группы, входы которыхподключены к основным элементам совпадения и задающему генератору; выходдополнительного триггера подключенк входу формирователя импульсов, до 1 полнительным входам дополнительныхи вспомогательных элементов совпадения и входам элементов совпадениятретьей группы, другие входы которыхподключены к выходу задающего генератора и к объединенным дополнительчым выходам основных элементов совпадения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРй 76095, 12, 10,78,