Устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ РЕВЕРСИВНЬМ ВЬтРЯМИГЕЛЕМ С ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ТОКА , выполненным в виде тиристорного реверсора, подключенного через мостовой неуправляемый выпрямитель и параметрический источник тока к сети переменного напряжения, содержащее распределитель импульсов с четырьмя каналами управления, выходы которого предназначены для подключения к управлякицим цепям тиристоров реверсора , блок задания длительности нулевого тока нагрузки и блок раздельного управления, причем выход первого указанного блока, а также прямой и инверсный выходы второго указанного блока подключены к входу распределителя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности работы вьптрямителя, устройство снабжено цуль-органом напряжения , вход которого предназначен для подключения к выходу мостового неуправляемого вьшрямителя, а выход подключен к дополнительному входу распределителя импульсов, который выполнен на четырех Я5-триггерах с инверсными входами, двух элементах И, двух элементах ИЛИ и двух элементах НЕ, инверсные S-входы всех RSтриггеров объединены и соединены с выходом нуль-органа напряжения, инверсные Й-входы RS-триггеров первого и третьего каналов подключен СО к выходам элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом блока задания .длительности нулевого тока нагрузки, а вторые - через элементы НЕ соответственно с инверсньгм и прямы - выходами блока раздельного управления, инверсные R-входы RS-триг геров второго и четвертого каналов -подключены к вьвсодам элементов И, :л первые входы которйх соединены соот35 ветственно напрямую и через злеND мент НЕ с прямым выходом блока раздельного управления, а вторые соответственно соединены через элемент НЕ и непосредственно с инверсным его выходом, выходы RS -триггеров предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров реверсора.

СОЮЗ COBETCHHX социдлистичксних гкспжлии

4(51Ь Н 02 М 7904

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ госуд@ ствянн1 и номиткт ссс1 по дклАм изов чтений и отнеь1тий (21) 3668919/24-07 (22) 28. 10.83 (46) 15.05.85. Бюп. N - 18 (72) И.В.Волков, В.С.Заведия, B.В.Калюжный, В.С.Песоцкий и Н.Ф.Спикторенко (71) Коммунарский горно-металлургический институт (53) 621.314.727(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 554598, кл. Н 02 М 7/02; Н 02 Р

13/16, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 193600, кл, Н 02 И 5/42, 1966 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ОДИОФАЗИЫИ РЕВЕРСИВНЬМ ВЫПРЯИИТЕЛЕИ

С ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ СТАБИЛИЗАЦИЕЙ ТОКА, выполненным в виде тиристорного реверсора, подключенного через мос,овой неуправляемый выпрямитель и параметрический источник тока к сети переменного напряжения, содержащее распределитель импульсов с четырьмя каналами управления „ выходы которого предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров реверсора, блок задания длительности нулевого тока нагрузки и блок раздельного управления, причем выход первого укаэанного блока, а также прямой и инверсный выходы второго ука— эанного блока подключены к входу распределителя, о т л и ч а ю щ е— е с —. тем, что, с целью повышения надежности работы выпрямителя, устройство снабжено Нуль-органом напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу мостового неуправляемого выпрямителя, а выход подключен к дополнительному входу распределителя импульсов, который выполнен на четырех RS триггерах с инверсными входами, двух элементах

И, двух элементах ИЛИ и двух элементах НЕ, инверсные 5 †вхо всех RSтриггеров объединены и соединены с выходом нуль †орга напряжения, инверсные -входы 1Ь-триггеров первого и третьего каналов подключенЬ| к выходам элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом блока задания длительности нулевого тока нагрузки, а в-.îðûå — через эле- менты НЕ соответственно с инверсным и прямьм выходами блока раздельного управления, инверсные Й-входы Р5-триг геров второго и четвертого каналов . подключены к выходам элементов И, первые входы которйх соединены соответственно напрямую и через элемент НЕ с прямым выходом блока раздельного управления, а вторые соответственно соецинены через элемент

НЕ и непосредственно с инверсным его выходом, выходы R5 -триггеров предназначены для подключения к управ" ляющим цепям тиристоров реверсора.

1156214

Изобретение относится к электро1 технике н может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями, питающимися от источников тока.

Известен реверсивный выпрямитель> содержащий два встречно-параллельных е-фазных тиристорных комплекта, подключенных на выход е-фазного параметрического источника тока, источ10 ники управляющего и пилообразного напряжений, компаратор, распределитель импульсов, блок раздельного управления, нуль-органы выходных токов параметрического источника, диф- ференцирующие цепи, элемент ИЛИ и пересчетный блок f1) .

При построении однофазных реверсивных выпрямителей по известной структуре необходимо иметь два встречно-параллельных однофазных тиристорных комплекта и, следовательно, систему управления на восемь выходов.

Недостатками описанного однофазного реверсивного выпрямителя с параметрической стабилизацией тока являются большое количество управляемых вентилей и, как следствие, сложность системы управления. 30

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией гока, выполненный в виде тиристорного реверсора, подключенного через мостовой неуправляемый выпрямитель и параметрический источник тока к сети переменного напряжения, содержащее распределитель импульсов с че- Е тырьмя каналами управления, выходы которого предназначены для подключения .к управляющим цепям тиристоров реверсора, блок задания длительности нулевого тока нагрузки и блок разде- льного управления, причем выход первого блока, а также прямой и инверсный выходы второго блока подключены на вход распределителя Pg .

Однако при произвольном (бесконт- у0 рольном) переключении тиристоров реверсора нарушается нормальная работа источника тока. Известно, что в действительности источников тока не существует и для получения источни- у ка тока мы всегда должны иметь дело с каким-то типом преобразователя системы неизменного напряжения—,на входе в систему неизменного тока на выходе. Известно также, что при работе любого преобразователя должны обязательно исключаться режимы, связанные с резкими изменениями в

его внутренней структуре, а также в структуре нагрузки, приводящие к небалансам энергии и, как следствие, к различным перегрузкам.

Указанное в полной мере относится и черезвычайно наглядно проявляется в случае применения в качестве источника тока наиболее простого и надежного индуктивно- емкостнога преобразователя, в основе работы которого лежат резонансные явления в liC -цепях. Индуктивно-емкостный преобразователь является параметрическим источником тока. Предлагаемое изобретение основывается на применение этого типа источника тока.

Цель изобретения — повышение надежности работы выпрямителя.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией тока, выполненным в виде тирнсторного реверсора, подключенного через мостовой неуправляемый выпрямитель и параметрический источник тока к сети переменного напряжения, содержащее распределитель импульсов с четурьмя каналами управления, выходы которого предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров реверсора, блок задания длительности нулевого тока нагрузки и блок раздельного управления, причем выход первого блока, а также прямой и инверсный выходы второго блока подключены к входу распределителя, снабжено нуль-органом напряжения, вход которого предназначен для подключения к выходу мостового неуправ" ляемого выпрямителя, а выход подключен к дополнительному входу распределителя импульсов, который выполнен на четырех IB-триггерах, двух элементах И, двух элементах ИЛИ и двух элементах НЕ, инверсные S-входы всех QS -триггеров объединены и соединены с выходом нуль-органа напрякения, инверсные к-входы l5-триггеров первого и третьего каналов подключены к выходам элементов ИЛИ, первые входы которых соединены с выходом блока задания длительности

1156 нулевого тока нагрузки, а вторые— через элемент НЕ соответственно с инверсным и прямым выходами блока раздельного управления, инверсные

К-входы RS-триггеров второго и чет- 5 вертого каналов подключены к выходам элементов И, первые входы которых соединены соответственно напрямую и через элемент НЕ с прямым выходом блока раздельного управления, а 10 вторые соответственно соединены через элемент НЕ и напрямую с инверсным его входом, выходы Ю-триггеров предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров ревер- f$ сова.

На фиг. 1 предназначена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 . — принципиальная схема

{в базисе 2И-НЕ) наиболее сложного блока — распределителя импульсов; на фиг. 3 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем, выполненным в виде тиристорного реверсора 1, подключенного через мостовой неуправляемый выпрямитель 2 и параметрический источник тока 3 к сети переменного напряжения, содер- 30 жит распределитель 4 импульсов, блок

5 задания длительности нулевого тока нагрузки 6, блок 7 раздельного управления и нуль-орган 8 напряжения. 35

Распределитель 4 (фиг. 2) имеет в своем составе четыре элемента памяти, выполненные в виде RS-триггеров на элементах 4 . 1-4 .8, по два элемента ИЛИ 4.9-4.14, а также два 40 элемента И 4 .15-4 . 18 два элемента

НЕ 4.19-4.20 и формирователи импульсов 4.2 1-4,24, предиазначенные для согласования логики с управляющими цепями тиристоров 1.1-1.4 реверсора 1 (фиг. 1).

Нуль-орган 8 напряжения своим гальванически развязанным входом поподключен на выход неуправляемого выпрямителя 2. Время переключения 50 нуль-органа должно быть на несколько порядков меньше длительности периода питающего напряжения, а чувствительность не должна быть ниже суммарного падения напряжения на 55 двух открытых тиристорах 1.1 и 1.3 °

Верхний порог чувствительности нульоргана 8 зависит от степени оптими214 органа 8 в единичной форме подается на один из входов распределителя

4. Сигнал Х представляет собой сигнал синхронизации. С его помощью осуществляются различные переключе . ния тиристоров реверсора в моменты времени, отвечающие нулевым условиям для проводимости анодного тока.

От степени приближения к нулевым условиям зависит степень оптимизации режима переключения тиристоров реверсора

На вход распределителя 4 поступают также единичные сигналы с блоков

5 и 7. Блок 5 является задатчиком длительности нулевого тока нагрузки и, следовательно, величины среднего выпрямленного напряжения на выходе выпрямителя при работе последнего в режиме широтно-импульсной либо частотно-импульсной модуляции.

Выходной сигнал 2 блока 5 обеспечивает короткое замыкание выпрямителя

2 и параметрического источника тока

3 тиристорами 1.1 и 1.3 реверсора.

Блок 7 раздельного управления имеет два выходных сигнала: прямой (пи инверсный М . Двумя указанными сигналами кодируются режимы работы выпрямителя в соответствии с таблицей.

Режим работы

Сигналы управления

И N

Положительный ток нагрузки

Отрицательный ток нагрузки

Нулевой ток нагрузки

0 0

Устройство для управления однофазным реверсивным выпрямителем с параметрической стабилизацией тока нагрузки работает следующим образом

При низком уровне сигнала на выходе блока 5 и наличии соответствующей комбинации сигналов на прямой и

l эации режима переключения тиристоров реверсора 1. Выходной сигнал Х нуль1156214 инверсном выходах блока 7; например

Й = 1 и AJ= О, распределитель 4 вырабатывает сигналы управления М/< и

9J (фиг. 3), подаваемые на управляющие электроды тиристоров 1.1 и 1.2, которые включаются и обеспечивают ток. в нагрузке положительного напряжения, среднее значение которого поддерживается неизменным параметрическим током.

Регулирование тока нагрузки широтным способом начинается в момент времени и Ф„ (фиг. 3) с приходом сигнала Z . .В момент времени шФ. ток с нагрузочной цепи переводится в ко-роткозамкнутый контур, образованный тиристорами 1.1 и 1.3. Длительность бестоковой паузы задается блоком 5 (фиг, 3) и длится до момента вЕ

Вхождение в бестоковую паузу осуществляется с учетом оптимизации переключения при помощи сигнала синхронизации Х. В момент отрицательного перепада (mt ) этот сигнал RS2 триггера на элементах 4. 5 и 4. 6 25

{фиг. 2) переключается и вырабатывается сигнал М . укаэанный сигнал после окончания сигнала Z снимается и тиристор 1.3 в момент времени чй естественным образом выключается. ЗО

Ток снова появляется в нагрузке.

Для осуществления реверса тока нагрузки в момент времени ч4 выходные сигналы блока 7 изменяются на противоположные (М = О; И= 1). При

1 поступлении новой комбинации сигналов на входе распределителя 4 последний снимает сигналы управления „ и а д с тиристоров реверсора 1.1 и 1.2— и с учетом режима оптимизации вырабатывает в момент времени ъ " сигналы а и ч 1 . Включаются диагонально противоположные тиристоры 1.3 и 1.4, при этом ток в нагрузке 6 изменяет направление. Регулирование отрицательного тока осуществляется аналогично регулированию положительного тока, т.е. включением и выключением, но только теперь тиристоров 1,1.

Таким образом, предлагаемое устройство сочетает в себе стабилизацию выпрямленного тока нагрузки при изменении ее параметров; регулирование уровня стабилизированного тока; реверсирование выпрямленного тока; оптимизацию режима переключения вентилей реверсора.

Последнее позволяет устранить значительные токовые перегрузки в тиристорах реверсора, в вентилях выпрямителя и в элементах параметрического источника тока во время коммутации, а .также значительно снизить

di/dt в управляемых и неуправляемых вентилях, что в конечном итоге позволяет повыситв надежность работы всех узлов и в то же время применять вентили без большого запаса по току и напряжению, как это делается в случае бесконтролвной коммутации.

ii56214

1156214

Составитель С.Лазунов

Редактор А.Гулько Техред О.Ващищнна Корректор В Бутяга

Заказ 3192/53 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Рауыская наб.,д.4!5

Филиал ППП "Патент", r.Óærîðîä, ул.Проектная, 4