Устройство для управления тиристорами многофазного преобразователя

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления статическими преобразователями, тиристоры которых находятся на различных потенциальных уровнях, а управляющий сигнал формируют в виде пачки импульсов с увеличенной длительностью первого импульса. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства за счет обеспечения стабильности импульсов в пачке. Указанная цель достигается конструкцией формирователя пачек импульсов, который выполнен в виде регистра сдвига 3 с инверсными выходами и динамическим С - входом, счетчика 4, элемента И 5, элемента НЕ 11 и элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ. Схема соединения регистра сдвига 3 со счетчиком 4, а также соединение одного из выходов регистра сдвига 3 с его D входом, обеспечивает стабильность длины первого импульса в пачке, которая определяется частотой тактового генератора 1. Схема соединения остальных элементов генератора пачек импульсов обеспечивает стабильность длительности пачек импульсов. Момент начала генерации пачки импульсов определяется фазосдвигающим блоком 2. 2 ил.

"Ъ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 N 1/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4351058/24-07 (22) 29.12.87 (46) 30.09.89. Бюл. Р 36 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) В,1Ч. Бялик (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 708481, кл. Н 02 P 13/16, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1042154, кл. Н 02 P 13/16, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРАМИ МНОГОФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления статическими преобразователями, тиристоры которых находятся на различных потенциальных уровнях, а управляющий сигнал формируется в виде пачки импульсов с увеличенной длительностью первого импульса, Целью изобретения является повыше-, ÄÄSUÄÄ 1511827 А ) 2 ние надежности работы устройства путем обеспечения стабильности импульсов в пачке. Укаэанная цель достигается конструкцией формирователя пачек импульсов, который выполнен в виде регистра сдвига 3 с инверсными выходами и динамическим С-входом, счетчика 4, элемента И 5, элемента НЕ 11 и элемента ИСКЛНЧА10ЩЕЕ ИЛИ. Схема соединения регистра сдвига 3 со счетчиком 4, а также соединение одного из выходов регистра сдвига 3 с его

D-входом, обеспечивает стабильность длины первого импульса в пачке, которая определяется частотой тактового генератора 1. Схема соединения остальных элементов генератора пачек импульсов обеспечивает стабильность длительности пачек импульсов, Момент начала генерации пачки импульсов определяется фазосдвигающим блоком 2.

2 ил.

1511827

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в аппаратуре управления статическими преобразователями, тиристоры которых находятся на различных потенциальных уровнях, а управляющий сигнал формируется в виде пачки импульсов с увеличенной длительностью первого импульса.

Целью изобретения является повьпиение надежности работы преобразователя путем обеспечения стабильности импульсов в пачке.

На фиг,! представлена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы работы одного канала устройства, Устройство для управления тиристорами многофазногo преобразователя (фиг.l) содержит тактовый генератор 1, обций для всех фаз и-канальный фазосмещающий блок 2 с выходами

2,1 2,2,...,2.п. где 1,2...,,п — номера каналов управления соответствуюцих тиристоров преобразователя, регистры 3.1, 3 2,...,3.п сдвига, счетчики 4,1, 4.?,...,4.п элементы И

5.1, 5,2,...,5.п и элементы ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 6.1, 6.2,...,6,п, при этом ключевые элементы 7,1,7.2,...,7.п, импульсные трансформаторы 8,1,8.2,... ...,8.п и диоды 9.1, 9.2,...,9.н образуют усилители 10.1, 10.2,...,10.п мощности, к выводам которых подключают управляющие переходы соответствующих тиристоров преобразователя (не показаны). Устройство содержит также элементы НЕ 11,1, 11.2,.„.

° ° °,Il.п

Выход генератора 1 соединен с динамическим С-входом каждого регистра

3.1, 3,2,...,3.п, один из разрядов которого связан с его П-входом, а один из разрядов соединен с С-входом соответствующего счетчика 4.1, 4.2... ...,4.п, выходы которого соединены с входом запрещения счета этого же счетчика через соответствующий элемент И 5.1, 5.2,...,5.п. Один из выходов счетчика 4,1, 4,2,...,4,п каждого канала соединен с одним из двух входов соответствующего элемента ИСКЛИЧАМ!1!ЕЕ ИЛИ 6.1, 6.2,...,6,п, второй вход которого соединен с соответствуюцим выходом 2.), 2,2,...,2.п фазосмещающего блока 2, с которым через соответствующий элемент НЕ

11.1 11.2,...,! l .п связаны R — входы соответствующего регистра 3,1, 3.2... ...3.п и счетчика 4,1, 4,2,...,4.п.

Выход элемента ИСКЛ10ЧА10ЩЕЕ ИЛИ 6.1, 6,2,...,6,п каждого канала управления соединен с входом соответствующего усилителя 10,1, 10.2...,, 10.п мощности

1О Каждый усилитель 10.1, 10.2,... ...,10,п мощности содержит соответствуюций ключевой элемент 7.1, 7.2..., ...,7.п управляющие клеммы которого являются входом усилителя, а к

15 основным клеммам подключена первичная обмотка соответствующего импульсного трансформатора 8.1, 8.2,... ...,Я.п, вторичная обмотка которого через соответствующий диод 9.1 9,2... ...,9 п связана с выходом усилителя мощности, В представленных на фиг.2 временных диаграммах, которым присвоены номера с 12 по 24, показана форма импульсов на выходах блоков.1 (соответствует диаграмме 12), 2(13), 11.1(14), 3.!(15-18), 4.1(!9-22), 5.1(23) и 6.1(24).

Рассмотрим работу устройства на примере работы одного канала.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 вырабатывает импульсы постоянной частоты, которая вьппе час тоты, на которой работает силовое оборудование статического преобразователя. На выходе каждого канала фазосмещающего блока 2 формируется последовательность. прямоугольных импульсов с частотой, на которой работает преобразователь. Передний фронт каждого импульса определяет момент формирования переднего фронта управляюцего импульса в соответствующем канале (тиристоре), а задний фронт совпадает с моментом формирования переднего фронта отпирающего импульса в одном из последующих каналов (тиристоров). При четном числе каналов и обычно задний фронт совпадает с моментом формирования отпирающего импульса для противофазного тиристора. В этом случае скважность импульсов на выходе каждого канала фазосмецающего блока 2 равна двум и инверторы 11 моryт быть исключены из схемы устройства, а R-входы .регистра и счетчика соответствующего канала

1511827 подключают непосредственно к входу противофазного канала блока 2, Предположим, что в исходном состоянии в рассматриваемом канале управляющий импульс для тиристора не формируется (интервал 0-t,фиг.2), 1

На этом интервале на выходе фазосмещающего блока в 1-м канале (выход 2.1, фиг,l) присутствует "0" (диаграмма 13, фиг.2), а на выходе инвертора 11,1 — "1" (диаграмма 14, фиг.2). При этом предполагается, что длительность пачки импульсов .меньше длительности импульса на выходе блока 2. В результате на интервале

0-t на инверсных выходах регистра

3. 1 и прямых выходах счетчика 4, 1 (фиг.l) принудительно сохраняется потенциал "I" и "0" соответственно (диаграммы 15-18 и 19-22), так как их R-входы (установка в "0" при "1") соединены с каналом 2.1 блока 2 через инвертор 11 1, На выходе элемента

ИСКЛЮЧАЯ!!!ЕЕ ИЛИ 6.1 на этом интервале в соответствии с таблицей истинности (два "0" или две "1" дают "0") сохраняется "0", При таком сигнале ключевой элемент 7,1 усилителя 10,1 мощности закрыт и формирование отпирающих импульсов в канале невозможно, В момент t< формируется передний фронт импульса на выходе 211 фазосмещающего блока 2. В результате, во-первых, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.1 формируется "1" (на одном входе элемента 6.1 сохраняется "0", на другом входе появляется "I ), ч го определяет передний фронт управляющего импульса в этом канале, во-вторых, становится возможной работа регистра 3.1 и счетчика 4.1., так как на их R-входах происходит смена "1" на "0", Первым вступает в работу регистр 3.1. В интервале 0-t прямые выходы всех разМ рядов регистра 3.1 имеют потенциал

"0", а инверсные — "1" (на фиг,l представлен четырехразрядный регистр с инверсными выхбдами). При наличии инверсных выходов перекрестная обрат1 ная связь на этом регистре организуется соединением соответствующего инверсного выхода с D-входом. При отсутствии в регистре инверсных выходов перекрестная обратная связь образуется соединением одного из прямых выходов с D-входом через инвертор, В результате после момента t, первый же импупьс с выхода генератора 1 уста5

1О

55 навливает на выходе 1-ro разряда регистра 3.1 "0",при этом меняется информация на его D-входе с 111 на

"0". При поступлении 2-го импульса появляется "0" на 2 — м разряде, а на

1-м разряде устанавливается "I". Временные диаграммы на инверсных выходах четырехразрядного регистра показаны на фиг.2 (15-18), После формирования переднего (положительного) фронта на 4-м выходе регистра 3.1 начинает работать двоичный счетчик 4.1, так как этот выход связан с тактируемым входом счетчика 4.1. При этом на младшем разряде этого счетчика формируется "1". В результате на выходе элемента 6.1 формируется уровень "0", так как на его двух входах в этот момент присутствуют сигналы с уровнем

"1". Этот момент (фиг.2) определяет задний фронт первого импульса в пачке импульсов. Последующие импульсы с выхода регистра 3.1, поступающие на тактируемый вход счетчика 4.1,. обеспечивают его функционирование в режиме двоичного счета. При этом появление импульса на выходе l-го разряда, который связан с входом эле— мента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 6.1, обеспечивает паузу, а его отсутствие — формирование импульса в пачке импульсов, следующих за первым импульсом, сформированным с помощью регистра 3.1.

Временные диаграммы на выходах счетчика 4.1 и элемента 6.1 показаны на фиг.2.(18-24 соответственно). Функционирование счетчика 4.1, а следова,тельно, и дальнейшее формирование импульсов на выходе элемента 6.1 продолжаются до тех пор, пока на выходе элемента И 5.1 не появится сигнал, поступающий на вход запрета счета счетчика 4.1 (момент t>, фиг,2, диаграмма 23), После этого момента подача отпирающих импульсов к тиристору через диод 9.1 и импульсный трансформатор 8,1 подключаемый с помощью ключевого элемента 7,1 к источнику питания, прекращается.

Рассмотрим временные параметры пачки импульсов, формируемых предлагаемым устройством, а также зависи-. мость этих параметров от разрядности используемых регистров и счетчиков, Длительность первого импульса задается регистром и определяется по формуле (511827 где n — число используемых разрядов

1 в регистре;

Т вЂ” период импульсов, поступаю1 щих от генератора;

Л t „ — изменение длительности перП1 вого импульса, Это изменение длительности находится в пределах

0=at„, и, f0

Величина Llt „„определяет величину изменения длительности всей пачки импульсов при условии высокой стабильности частоты генератора 1, Повышение разрядности регистра (при исполь. — 15 зовании всех его разрядов) означает повышение частоты генератора, а следовательно, уменьшение величины Llt „„, т.е. стабильность длительности первого импульса может быть повышена до 20 любой величины за счет увеличения разрядности регистра и использования генератора более высокой частоты, существенно отличающейся от частоты повторения остальных импульсов в пач- 25 ке. Максимальное количество остальных импульсов в пачке, достигаемое при равенстве числа входов элемента И числу разрядов счетчика, находится в степенной зависимости от разряднос- 30 ти счетчика.

Так при четырех разрядном счетчике (фиг.1) это число равно 7 (фиг, 2), а при 8-разрядном счетчике — 127. Та,ким образом, общая длительность пачки импульсов t определяется длительностью первого импульса с, и количеством последующих импульсов, умноженном на период повторения этих импульсов. Частота повторения импульсов 40 в пачке определяется произведением коэффициента деления регистра и счет †. чика. Так, в схеме, изображенной на фиг,1, эта частота в 4 раза меньше ,частоты на выходе генератора 1 (коэф- 45 фициент деления регистра и счетчика равны 2 у каждого). В предлагаемом устройстве отсутствуют в каждом канале блока фазосмец|ения формирователь длительности пачки импульсов, 50 что достигнуто за счет последовательного включсния регистра и счетчика, При использовании предпагаемого устройства повышается надежность работы статического преобразователя вследствие повышения стабильности длительности импульсов управления путем исключения одновибратора в формирователе длительности первого импульса при одновременном упрощении фазосмещающего блока за счет исключения в каждом канале функционального узла, задающего обц1ую длительность пачки импульсов, выполняемого обычно в виде одновибратора.

Формул а изобретения

Устройство для управления тиристорами многофазного преобразователя, содержащее и каналов формирования импульсов управления, выполненных в виде последовательно соединенных генератора пачек импульсов и усилителя мощности, тактовый генератор и фазосмещающий блок с и выходами причем каждый из генераторов пачек импульсов первым входом соединен с выходом тактового генератора, вторым входом — с соответствуюшим выходом фазосмещающего блока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,- с целью повышения надежности работы преобразователя путем обеспечения стабильности импульсов в пачке, генератор пачек импульсов выполнен в виде элемента HE регистра сдвига, счетчика, элемента И и элемента ИСКЛЮЧЙОЩЕЕ ИЛИ, причем С-вход регистра сдвига использован как первый вход генератора пачек импульсов, вход элемента HE и первый вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ объединены и использованы как второй вход генератора пачек импульсов, один из рядов регистра сдвига соединен с его DвхоДом, выход, определяющий длину первого импульса в пачке, — с С-входом счетчика, выходы которого, определяющие длину пачки импульсов, соединены . с соответствующими входами элемен-: та И, выход которого соединен с входом запрещения счета .счетчика,. один из выходов которого соединен с вторым входом элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ

ИЛИ", R-входы счетчика и регистра сдвига соединены с выходом элемента HE.

15118?7

Составитель А. Киселев

Редактор А, Лежнина Техред И.Верес

Корректор 0 Ципле

Заказ 5909/55 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ. Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101