Одноканальное устройство для управления многофазным тиристорным регулятором напряжения

 

ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ , содержащее формирователь С1Шхронтаируюших импульсов cm В1 хоавми, подключенными к входу генератора опорного напряжения, выход которого pesiaaR с первы},4 входом формирователя; управпякяиих импульсов, а также распредепитепь импульсов, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что с целью повышения симметрии управляющих импульсов, оно сна&кено анализатором временных зое выполнеЁн ным на iti триггерах с раздельным запуском , асшлшатором уровня шравпякУщего напряжения, содержащим М элементов И с (t1-l) входами , формирователем управляюще1х сигнала, содержащим (п -1) компараторов, выходы KOTot ix вместе с выходом источника управляющего напряжения подключены к :входу аналогового сумматора, а также дешифраторе на (т . п ) двухвходовых элементах Нищ элементах ИЛИ, причем распределитель импульсов вь1шлнвн в виде ги двухвходовых элементов И, подключеннь1х первыми входами к выходу формк : рователя управляющих импульсов, который вторым входом, подключен к выходу аналогового сумматора, компараторы первыми входами подключены к источникам напряжения уставок, а вторыми входами к источнику управляющего (юпряжения, триггеры подключены входами к разным выходам формирователя синхронизирующих импульсов, выход каждого триггера подключен к параллельно соединенным первым входам каждых И элементов И дешифратора, из общего числа которых , каждые m элементов Вторьгми входами по лючены к выходу одюго из элементов И анализатора уровня управляющего напряжения, при этом первый элемент И анализатора уровня соединен с выходами компараторов с псяъющью (rt -1) элеме{ тов НЕ, вторЬй элемент И - с помощью (и -2) элементов НЕ, а И -ый епемент соединен без иссюльзования элементов НЕ, каждые И элементов И дешифратора, связанные входами с разными выходами анализатора временных зон и анализатора уровня управляющего напряжения, подключены своими выходами к входам одного из элементов ИЛИ, выход каждого на которых подключен к .второму входу одного из элементов И распределителя импульсов.

a9) 11 и»

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 3@» Н 02 Р 13/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР.

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOt4Y СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3350856/24-07 которых вместе с выходом источника. (.22) 30.10.81..:управпяющего напряжения подкпючены к (46) 07.11.83, Бюп. 14 41 ;входу анапогового сумматора, .а также (72) B. Ф.Ваничкин, А,Л.Киспицин. - цешифратором íà (m ° и ) двухвхоцовых и С..H.Cwopoe эпементах И и щ элементах ИЛИ, причем (71) Упьяновский попитехнический инсти-, распрецепитепь нмпупьсов вьнюпнен в витут де е двухвходовых эпементов И, подкпю.(53) 621.316.727 (088.8) .. - - ченных первыми входами к выходу форми-. (56) 1. Справочник по преобраэоватепь ., роватепя управпяющих импупьсов, котоной технике. Под ред. И.М.Чиженко, Киев, рый вторым входом. подкпючен к выходу

Техника", 1978, с. 214.. . анапогового сумматора, компараторы ер2. Анхимюк В.Л. и др. Одноканапьная . выми входами подкпючены i источникам система управпения выпрямнтепем с ши-, напряжения уставок, а вторыми входамироким диапазоном регупировання угпа за . K источнику управпяющего напряжения, жигания. - "Электротехника", 1970, триггеры поцкпючены входами к разным

Ж 11, с. 8-10. . : выходам формироватепя синхронизирую- Е

Ф

3. Авторское свидетепьство СССР щих импупьсов, выход каждого триггера

Ж 420075, кп. Н 02 P 13/16, 1971. подключен к паранпепьно соединенным первым входам каждых И эпементов И С (54)(57) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОИСТ- . дешифратора,. из общего числа которых, ВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНОГОФАЗНЫМ ««каждые m эпементов вторыми входами Я

ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯ ГОРОМ НАПРЯ» . подкпючены к выходу одного из эпеменЖЕНИЯ, содержащее формироватепь снн-. тов И. анапизатора уровня управпяющего хронизирующих ампупьсов с щ выходами, . напряжения, при этом первый эпемент И пацкпюченными к .входу генератора опор- . анапизатора уровня соединен с выходами ного напряжения, выход которого связан : ..компараторов. с помощью (ц -1) эпеменс первым вхоцом формироватеяя. управпя- . тов НЕ, второй эпемент И - с помощью ющих импупьсов, а также распредепнтепь - . (.й -2) энементов НЕ, а ii -ый эпемент импупьсов, о т п и ч а ю m е е с я, соединен без испоцьзовання эпементов тем, что, с цепью повышения симметрии НЕ, каждые H эдементов И дешифратора, управпяющих имйу ьсов, оно снабжено связанные входами с резными выходами анапизатором временных эон, выпопнеи-, анапизатора временных зон и анапизатора ным на i триггерах с.раэдепьным за- уровня управпяющего напряжения, поцпуском, анапнзатором уровня управпяю- . кпючены своими выходами к входам одщего напряжения, содержащим rl эпе- . .. ного нз эпементов ИЛИ, выход каждого ментов И с (п -1) входами каждый, фор» -: из которых подкпючен к.второму входу мироватепем управпяющего сигнапа, со- .. одного из эпементов И распредепитепя держащим (h -1 ) компараторов, выходы: импупьсов.! 105325

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления многофазными регуляторами переменного напряжения на тиристорах, работа которых происходит s широком диапазоне изменения угла управления.

Известны одноканальные .устройства для управления многофаэными тиристорными преобразователями, содержащие формирователь синхронюируюших импуль 10 сов генератора опорного напряжения, формирователь управляющих импульсов, распределитель импульсов управления (lj, и (21.

Недостатком устройств является воз-, можность появления асимметрии импульсов управления.

Наиболее близким к юобретению по технической сущности является одноканальное устройство для управления многофазным тиристорным регулятором напряжения, содержащее формирователь синхрониэируюших импульсов с Ф выходами, подключенными к входу генератора опорного напряжения, выход которого связан с первым входом формирователя управляющих импульсов, а также распределитель импульсов (3).

Недостатком известного устройства является возможность появления фазовой ассимметрии управляющих импульсов в связи с тем, что первоначально формирование их осуществляется на разных выходах формирователя, а фазовый сдвиг импульсов происходит в разных каналах распределителя при наличии нескольких

35 последовательно включенных ячеек временной задержки.

Белью изобретения является повышение симметрии управляющих импульсов.

Поставленная пень достигается тем, что одноканальное устройство для управ пения многофазным тиристорным регулятором, напряжения снабжено анализатором временных зон, выполненным íà tel TpHp» герах с раздельным запуском, анализа- 45 тором уровня управляющего напряжения, содержащим элементов И с (д -1) входами каждый, формирователем управ ляюшего сигнала, содержащим (n -1) компараторов, выходы которых вместе с выходом источника управляющего напряжения подключены к входу аналогового сумматора, а также дешифратором на (Q ° Q ) двухвходовых элементах И и и элементах ИЛИ, причем распределитель 55 импульсов выполнен в виде ltd двухвхоцовых элементов И, подключенных первыми входами к выходу формирователя уп7 2 равляюших импульсов, который вторым входом подключен к выходу аналогового сумматора, компараторы первыми входами подклЮчены к источникам напряжения уставок, а вторыми входами к источнику управляющего напряжения, триггеры подключены входами к разным выходам формирователя синхронизирующих импуль сов, выход каждого триггера подключен к параллельно соединенным первым входам каждых ц алементов И дешифратора, из общего числа которых каждые vn епементов вторыми входами подключены к выходу одного из элементов И аналюатора уровня управляющего напряжения, при етом первый элемент И анализатора уровня соединен с выходами компараторов с помощью (h -1) элементов НЕ, второй элемент И - с помощью (n -2) елемен« тов НЕ, à }1 -ый элемент соединен без использования элементов НЕ, каждые л элементов И дешифратора, связанные входами с разными выходами анализатора временных эон и анализатора уровня управляющего напряжения, подключены свс ими выходами к входам одного иэ элементов ИЛИ, выход каждого иэ которых подключен к второму входу одного ю элементов И распределителя импульсов.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2— временные диаграммы возрастания. управляющего напряжения по линейному закону (устройство управления и силовая часть. регулятора, выполненная на симметричных тиристорах, подключены к общей трехфазной сети), где 0 - управляющее напряжение, приложенное к входу компараторов и аналогового сумматора; U; - напряже» ние, действующее на выходе j -го блока.

Устройство содержит формирователь 1 синхрониэирующих импульсов, генератор

2 опорного напряжения, формирователь Э управляющих импульсов; распределитель

4 импульсов, анализатор 5 временных эо анализатор 6 уровня управляющего напряжения, формирователь 7 управляющего сигнала. и дешифратор 8.

Формирователь синхронизируюших импульсов имеет три выхода 9-11, анализатор временных зон содержит триггеры

12-14, анализатор уровня управляющего напряжения выполнен на двухвходовых элементах И 15-17 и элементах HE 18 и 19, формирователь управляющего сиг-". нала содержит компараторы 20 и 21 и аналоговый сумматор 22, дешифратор выполнен на двухвходовых алементах И

Э 10532

23-31 н трехвходовых элементах ИЛИ

32-34, распрецепнтепь иМпульсов соцер. жнт двухвходовые элементы И Э5-37.

Формирова.тель 1 синхронизируютдих импульсов входами поцкпючен к источнику сетевого напряжения, . а выходами .9-1 1к входу генератора 2 опорного напряжения. Выход последнего поцкпючен к первому входу формирователя 3 управляю . щих Импульсов, выхоц которого связан с та параллельно соединенными первыми вхо-.. дамн элементов И 35-37 распределителя

4 импульсов, Входы триггеров, анализатора 5 временных зон связаны с разныh1H выходамн формирователя 1 синхронн- 15 зирующнх импульсов, при этом триггер

12 первым входом связан с выходом 10, а вторым входом - с выходом 9, триггер

13 первым входом связан с выходом 11, а вторым входом - с выходом 10, триг- 2О гер 14 первым входом связан с выходом

9, а вторым входом - с выходом 11.

Каждый элемент И анализатора 6 уровня управляющего напряжения своими входами путем прямого нпи инверсного поцкпюче-,g5 ння связан с выходами всех компараторов в составе формирователя управляющего сигнала 7, при этом элемент И 15 связан с выходами компараторон 20 и 21, с помощью элементов НЕ 18 н 19, але- jp мент И 16 первым входом подключен к выходу компаратора 21 с помощью элемента HE 18, а вторым входом подключен к выходу компаратора 2О, элемент

И 17 первым входом подключен к ваходу первым входом компаратора 20, а вторым входом - к выходу компаратора 21.

Своим первым входом компаратор 20 подключен к источнику U напряжения уставки, а комнаратор 21 первым входом подключен к источнику. 2 0 4 двойного

40 напряжения уставки. Вторыми входами оба компаратора подключены к источнику

О управляющего напряжения, а выходамн к аналоговому сумматору 22, прн этом выход последнего связан с вторым

45 входом формирователя 3 управпякяаих импульсов. Кажи)ые три элемента И цешифратора 8 первыми входами подключены к выходу одного из триггеров s составе анализатора временных зон, вторыми входами каждые три элемента И цешифратора 8 подключены к выходу одно го из элементов И анализатора 6 уровня управляющего напряжения, при этом эпе менты И 23, 28 и 30 первыми входами 55 подключены к выходу триггера 12, эле менты И 24, 26 и 31 первыми входами подкп ючены к выходу триггера 13, эле

57 4 менты И 25, 27 и 29 пврвымн входами подключены к выходу триггера 14, элементы И 23, 26 н 29 вторыми входами подключены к выходу элемента И 15, элементы И 24, 27 и 30 вторыми .вхо дами подключены к выходу элемента

И 16, элементы И 25, 28 и 31 вторыми входами подключены к выходу элемента

И 17. Каждые три элемента И дешифратора 8, входами связанные с разнымн выходами анализатора 5 временных зон и анализатора 6 уровня, управляющего напряжения, своимн выходами подключены к входам одного из элементов ИЛИ, выход которож подключен к второму входу одного из элементов И распределителя;

4, при етом выходы элементов И 23-25 подключены к еходам элемента ИЛИ 32, I выход которого связан с вхоцом элемента И 35, выхоцы элементов И 26-28 подключены к входам элемента ИЛИ 33, выход которого связай с входом элемента И 36, ъыхоцы элементов И 29-Э1 подключены к вхоцам элемента И 34, выход которого связан с входом элемен- та И 37. Выхоцы элементов И 35»37, входящих в состав распределителя 4 импульсов, мокнут быть подключены к .управ- пякщнм входам тиристоров.

УСтройство работает следующая об разом.

При подаче напряжений сети на входы блока 1, на его выходах формируются кратковременные синхронизнрующие им пульсы, по фюе совпацающие с моментами прохождения напряжений сети через нуль (фиг.2). При этом импульсы на выкоде 9 опережают на 9 /3 рад импульсы на выходе 10, а последние на н /3 рад опережают импульсы на выходе 11. С приходом каждого синхронмпульса проиоходит запуск генератора 2 периодически изменяющегося опорного напряжения, пилообразной (или косинусондальной) формы, поэтому частота опорного напряжения в шесть раз превышает частоту сетевого напряжения. Опорное напряжению имеет амплитудное значение О ц . Одновременно синхроимпупьсы разя,тх фаз попадают на вхоцы триггеров 12-14, работаяхних в режиме раздельного запуска. Периодическое .и поочерешюе переключение триггеров приводит к появлению на выходах анализатора 5 широких импульсов длительностью l> /3 рац. Эти импульсы, следуя друг за другом в определенной последовательности, делят каждую попувопну сетевого напряжения на 1053257 Ф три временна эоны равной продопжитепь эпементами И 23, 26 и 29; Поступив ности. на входы эпементов ИЛИ 32-34, а»пуль

При подаче управпяющего напряжения сы временных эон попадают дапее на

U и напряжений уставок, равных ам- вторые входы эпементов И 35-37 расплитуде Uz и двойной амппитуде 2 9ц 5 предепитепя 4i Передние фронты пропу опорного напряжения, на выходах компа- . щенных дешифратором нмпуцьсов отстают раторов 20 и 21 формируются сигнапы от начала соответствующих попувопн. низкого "0 ипи высокого 1 уровня, в сетевых напряжений на 2Я /3 рад. В этой зависе4ости OT уровня управпяющего на- связи поступпение импупьсов временнык пряжения. Компараторы могут быть вы- i0 эон на вторые входы распредепитепя попнены в виде операционных усипитепей, Разрешает выдачу управпяющих импупьне охваченнык обратной связью, npg этом сов с выходов эпементов И 35-37 пишь полагается, что сигнап высокого уровни - в первой временной зоне, то есть с

".1" на их выходах равен амплитуде опор- угпами управпення 2 ц /3 c g Г, ного напряжения, 5 Если управпиющее юпряжение В предепак Ммс U. /2 О,ц,то на выходе комТогда, еспи управпяющее напряжение кодах обоих коМпараторов, в резупьтате резупьтате того, что сигнапы с сравнения управпмющего напряжения и 20 выхОдов компараторов пОдаются на вы напряжений уставок, выдепяется сигнал

r r читающий вход анапогового сумматора

0 ° При этом на .вход анапоговрго сумматора 22 подается пишь управляющее

22, ю выходе поспедюго форми тся формируе с управпякаций сигнап, изменяющийся по напРаженне U . Анапоговый сумматор закону -Q . По уровню этот сигнап не превышает амппитуды опо ного нап ной обратной связью, имеющей коэффициент срав ние управпяющего сигнапа и опорного напряжения на вкоусиления равный единице. Повторившееся дах бпока 3 приводит к появпению на эначенне УпРавпЯющего сигнапа с выхода выход б упр выходе пока управпяющих импульсов,,анапогового сумматора поступает на вход формироватепм 3 управпяющих импупьсов, предназначенных дпя всех трек т истоРе HP ров. Однако теперь сигнап. Разрешения в. котором производится сравнение уров- с выходов анапиэатора 6 пост вторые входы эпементов И 24,27 и 30 сигнапа. В моменты равенства этих сит

Ф ° а на вторые входы элементов И 23, 26 напов на выходе бпока 3 Формируются и29,и25,28 и 31 поступает сигнап за е рех тиристоров, фаза которых, в соответствии 14 z первым s к первым входам эпементов И 2 юИю с известным вертнкапыым принципо 27 н 30 и н 0 иной, чем к входам эпементов упра пе "и" зависит От епич ш» упра . И 23 26 29 П няющего сигнапа. Дапее эти импульсы н . Поэтому ю вторые поступают на параппепьно вкпюченные

40, входы распреаепитепя 4 ючиюют поступать импупьсы временных эон,отстающие первые входы эпементов И 35-37. распреот начала соответствующих попувопн сетедепитепя 4. Вместе с этим сигнапы с

Г\ выходов компараторов 20 и 21, поступив вы,х напряжений на ц /3 рад Пост пение ий /3 ра ° уп ние на входы анапнзатора 6, вызывают появэтих импульсов разрешает выдач

Ра Ре да у управ ление снгнапов высокого уровня на выхо- 45 И 35 37 пяющих импупьсов с выходов эпементов дах эпементов НЕ 18 19

И 35-37 в второй временной зоне с венно сигнапа высокого уровня на выходе эпемента И 15 и сигнапов низкого уровня Еспи управляющее напряжение в прена выходах элементов И 16 и 17. На депах20р

7 1053257 ., 8 блока 3 сопровождается формированием личивается число элементов в составе убравлякяних импульсов. Однако теперь с блоков 4-8. выходов анализатора 6 сигнал разреше- Повышение фазовой симметрии управ ния поступает на вторые входы элемен- ляюших импульсов в предлагаемом ус тов И 2S, 28 и 31, а на вторые входы >, ройстве обеспечивается в результате элементов И 23, 26 и 29 и 24, 27 и того, что формирование импульсов для

30 поступает сигнал запрета . Это приво- всех тиристоров происходит на одном дит к тому, что на входы распределите- oeweM выходе формирователя. Этому же ля 4 начинают поступать импульсы вре- способствует минимальное число нреоьраменных зон, разрешаюшие.выдачу управ- tp зований, которым подвергаются ижуя лякяцих импульсов в третьей временной сы в каналах распределителя, а также зоне . с углами управления 0 о((В/5. использование вместо трех одного генэВ случае дальнейшего возрастания ратора опорного напряжения. Уменьшв управлякнцего напряжения формирование . ние числа ячеек временной задержки управляюших импульсов блоком 3 невоз» g управляющих импульсов сюсобствует такможно, поэтому диапазон фазового управ- же повышению быстродействия и динамипения предлагаемого устройства находит- ческой точности устройства, поэтому оно и ся в пределах Ок c c ц . При неоьходимоо- может найти применейие+ например, в твти расширения диапазона управления: уве- ристорнсм электроприводе.

1053257

8g

4Ь

tlrr

t

@,4 i

Ья

Ъ

Ф

gT

40иг. 2

Составитель В. Бунаков

Редактор И. Шуппа Танкред М. Гвргепь Корректор М. Демчик

Заказ 8898/55 Тираж 687 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэооретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Жх

ffjg

+rT

ba

Жх

Ilgwu г

Ж5

bye

9gg

ulg

Ъ.

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, уп. Проектная, 4