Одноканальное устройство для управления @ - пульсным статическим преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорами выпрямительных и инверторных установок. Цель изобретения - повышение надежности и продление ресурса электрооборудования путем уменьшения вероятности возникновения субгармонических автоколебательных режимов, а также уменьшения уровня неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных статического преобразователя. Данное устройство содержит формирователь 1 кодов опорного сигнала, компаратор 2, логические элементы 2И 3 и 6, распределитель 4 импульсов, блок 5 синхронизации, генератор 7 случайного сигнала, инвертор 8 и логический узел 9. 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 М 7/155

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ЫЧ . .sFAY.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фие. / (21) 4645536/07 (22) 06.02.89 (46) 28.02.91. Бюл. М 8 (71) Ленинградское производственное электромашиностроительное объединение

"Электросила" им, С.M. Кирова (72) В.И. Эпштейн и С.А. Мирам (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

hh 218289, кл. Н 02 М 1/08, 1968.

Авторское свидетельство СССР

hk 839006, кл. Н 02 M 7/155, 1981. (54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

УПРАВЛЕНИЯ m-ПУЛЬСНЫМ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехни Ы, 1631680 А1 ке и может быть использовано для управления тиристорами выпрямительных и инверторных. установок. Цель изобретения— повышение надежности и продление ресурса электрооборудования путем уменьшения вероятности возникновения субгармонических автоколебательных режимов, а также уменьшения уровня неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных статического преобразователя. Данное устройство содержит формирователь 1 кодов опорного сигнала, компаратор 2, логические элементы 2И 3 и 6, распределитель

4 импульсов, блок 5 синхронизации, генератор 7 случайного сигнала, инвертор 8 и логический узел 9. 1 з.п. ф-лы, 4 ил, 1631680

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорами выпрямительных и инверторных установок.

Цель изобретения — повышение надежности и продление ресурса электрооборудования путем уменьшения вероятности возникновения субгармонических автоколебательных режимов и уменьшения уровня неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных статического преобразователя, а также обеспечение инвариантности характеристик управления им при изменении частоты питающей сети.

На фиг, 1 показана структурная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2, 3— варианты выполнения генератора случайного прямоугольного сигнала и формирователя опорного сигнала; на фиг. 4— временные диаграммы, поясняющие работу устройства, В соответствии со структурной схемой (фиг. 1) выходы формирователя 1 кодов опорного сигнала подключены к входам Р компаратора 2, вторые входы С которого подключены к клемме CONTR для соединения с цифровым источником управляющего сигнала, а выход — к первому входу логического элемента 2И3, выход которого подключен к управляющему входу а формирователя 1 для мгновенного изменения фазы цифрового кода опорного напряжения на

Л величину, равную, и к тактовому входу

Гп распределителя 4 импульсов, выходы которого предназначены для подключения к управляющим входам тиристорного преобразователя.

Выход S< блока 5 синхронизации, входы которого подключены к напряжениям питающей сети, подключен к входу fc m формирователя 1 и к второму входу логического элемента 2И 6, первый вход которого соединен с выходом генератора 7 случайного сигнала, а выход подключен к входуА формирователя 1 опорного напряжения, для ввода начальных условий и к входу инвертора 8, выход которого подключен к второму входу логического элемента 3. Выходы

S>...Sm блока 5 синхронизации и выходы у1...уп распределителя 4 импульсов подключены к входам логического узла 9, выходы которого подключены к информационному входу В формирователя 1 опорного напряжения.

Генератор 7 случайного прямоугольного сигнала (фиг. 3) может быть выполнен в виде цепочки из последовательно соеди10 ненных резистора 10, п дифференциаторов

11 и порогового элемента 12.

Формирователь 1 опорного напряжения применительно к варианту выполнения устройства для управления преобразователем (фиг. 1) в цифровой форме может быть реализован по схеме фиг, 3 и состоять из функционального кодопреобразователя 13 выходы 0 которого являются выходами формирователя 1.

Входы Е кодопреобразователя 13 подключены к выходам Q двоичного счетчика

14, соединенным также с входами М вычитающего устройства 15, вторые входы К которого подключены к цифровому источнику гл опорного сигнала, равного, а выходы Z

m подключены к входам А мультиплексора 16, у которого вторые информационные входы

20 В подключены к выходам В логического узла

9 (фиг, 1), а выходы соединены с входами D параллельной записи двоичного счетчика

14. Управляющий сигнал il с выхода логического элемента 6 подключен к управляюще25 му входу Y мультиплексора 16 и на первый вход логического элемента 2 ИЛИ 17, у которого второй вход а подключен к выходу логического элемента 2 И, а выход соединен с входом V управления параллельной за30 писью двоичного счетчика 14, имеющего также тактовый вход Т, соединенный с выходом умножителя 18 частоты, вход которого fc m подключен к выходу S< блока 5 синхронизации (фиг. 1).

35 Согласно фиг. 4 предлагаемое устройстВо синхронизируется с сетью по сигналу управления А в те моменты (t>„„ t4...), когда появление синхронизирующих импульсов

S< на выходе блока 5 синхронизации совпа40 дает по времени с действием единичного сигнала на выходе генератора 7 случайного сигнала. В эти моменты фаза опорного сигнала на выходе формирователя 1 должна быть мгновенно установлена равной одному

45 Сп из ряда начальных условий C)...,C)..., цифровой код которых соответственно равен:

0 гл

50 m п1 (2 ) где J=1, 2, ..., Выбор конкретного начального условия осуществляется логическим узлом 9 на основании анализа входных переменных

S1, Sm, у1, „.. ym в соответствии с.логическими выражениями:

1631680

I=) I =m

В,= V (у +!-JS!) V (jl jSI)!

=1 I =j+1

С! =() — 1) "

j =m/2

В= V СВ1,! =1 где I=1, 2, ..., m — номера состояния m-импульсной схемы, $! — интервалы времени между точками естественной коммутации I-ro и (!+1)-ro тиристоров;

y1 — номер состояния распределителя импульсов m-пульсной схемы;

 — сигнал выхода логического узла 9.

Моменты формирования управляющих импульсов синхронизации на временной диаграмме (фиг. 4) выбраны произвольно и обозначены t< ...., т, +1 .

При описании устройства форма опорного сигнала на выходе формирователя 1 не конкретизировалась, потому что в данной конструкции она может быть любой в зависимости от выбранной реализации функци-. онального кодопреобразователя 13. На временной диаграмме (фиг, 4,.выходы 1а, б) представлены случаи использования синусоидального и пилообразного кодов формы опорного сигнала.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В моментг, формирования очередного импульса управления происходит срабатывание цифрового компаратора 2, который воздействует на элемент 2И 3 и, тэк как в этот момент нет сигнала синхронизации А, то вырабатывается сигнал а, что приводит 4О к мгновенному изменению кода формиро2л вателя 1 на величину, равную, и включению соответствующего ти истора преобразователя, На интерва- 45 ле (г;> — г1 ) условий для синхронизации с сетью также не возникает, поэтому формирование кода опорного сигнала (фиг. 4) происходит по сигналу S<, поступающему с выхода блока 5 синхронизации на вход fc m формирователя 1 и через умножитель 18 частоты нэ тактовый вход Т счетчика 14 адpecos, линейно наращивающему адреса функционального кодопреобразователя 13.

В момент времени !1 формируется следую- 55 щий импульс управления и элементы предлагаемого устройства работают так же, как они работгли в момент г . На интервале (г! — т2 ) в момент t1 возникают условия для синхронизации формирователя с сеть!о, Вырабатывается управляющий сигнал 1. и с выхода логического узла 9 осуществляется за2л пись начального условия В=- 2 -, так как

ГП синхронизация произошлэ нэ интервале $з, а номер предыдущего проводившего тиристора соответствует шести (т.е. ув=1. $з=1) и в соответствии с выражениями системы (1)

Вз=1, Аналогично устройство работает и при других сочетаниях изменений своих координат, Если при произвольном изменении управляющего сигнала моменты синхронизации (сигнал А ) и мгновенного изменения фазы текущего сигнала (сигнал а) совпадают, то чтобы избежать состояния неопределенности и ненужных состязаний с помощью элемента 2И 3 осуществляется сначала синхронизация с сетью, а затем мгновенное изменение фаЗы, Таким образом, введение новых элементов (инвертора, генератора случайного прямоугольного сигнала, логического узла и др, элементов) позволяет уменьшить вероятность возникновения низкочастотных субгармонических автоколебательных режимов, а также уменьшить уровень неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

1. Одноканальное устройство для управления m-пульсным статическим преобразователем, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения к шинам питающей сети и формирующий на выходе So последовательность коротких импульсов, синфазных m точкам естественной коммутации тиристоров, распределитель импульсов, выходы yi...ym которого предназначены для подключения к управляющим входам преобразователя, и последовательно включенные формирователь опорного сигнала с информационными входами В и управляющим входом Адля ввода начальных условий от блока синхронизации и входом а для управления мгновенным изменением фазы опорного сигнала на угол, равный 2л/m, компаратор, первым входом связанный с выходом формирователя опорного, вторым входом подключенный к клемме для соединения с источником управляющего сигнал, инвертор и первый элементИ, отличающееся тем,что,с целью повышения надежности и продления ресурса электрооборудования путем умень1631 б80 шения вероятности возникновения субгармонических автоколебательных режимов, а также уменьшения уровня неканонических гармоник в спектре входных и выходных переменных статического преобразовате- Б ля, оно снабжено генератором случайного сигнала, вторым элементом И. логическим узлом, выходы которого подключены к информационным входам В формирователя опорного сигнала, выход второго элемента 10

И соединен с управляющим входом 1формирователя опорного сигнала и входом инвертора, первый вход — с выходом генератора случайного сигнала, а второй вход — с выходом S блока синхронизации, 15 который выполнен с дополнительными выходами S1...Sm для формирования импульсов с продолжительностью, равной. интервалу между токами естественной коммутации I-го и (1+1)-ro тиристоров, причем 20 упомянутые выходы S1...Sill блока синхронизации вместе с выходами у1."gm распределителя импульсов подключены к входам логического узла, который выполнен реализующим логические выражения 25 ! =m

В1 =- V (V I = 1 SI ) VVmS1:

1 =2

I =в 1=2

Вг =- V (у — г Si } V (у I + m — г Si ):

I=3 1=1

I =в I=3

B3 =- Ч (у I — з Si ) V (у I + m — з Si );

1=4 1= — 1

i =tll

Bm/2 = V(yI

I — +1

Ill

N

I = â€”вЂ”

VCIB, I =1

1=—

m г где С = И) 2ж/п1, SI — сигналы на выходе блока синхронизации;

yI — сигналы на выходе распределителя импульсов;

1=1,2„... m/2, ... а в качестве m/2 берется ближайшее большее целое число к половине импульсности

m преобразователя, первый вход первого элемента И соединен с выходом компаратора, второй вход — с выходом инвертора, а выход — с упомянутым входом а формирователя опорного сигнала и входом распределителя импульсов.

2. Устройствопо п.1, отл ича ю щеес я тем, что, с целью обеспечения инвариантности характеристик управления преобразователем при изменении частоты питающей сети, формирователь опорного сигнала выполнен C перестраиваемой собственной частотой, вход для управления которой подключен к выходу S< блока синхронизации.

i 631680

Вьиод 7

Si

Д(Вых

Æ21i

Btu

2»вЂ”

27 т /(— 1 Ф 0+1 2о

Составитель В.Гордеев

Редактор М.Келемеш Техред М,Моргентал Корректор Т.Палий

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

Заказ 554 Тираж 379 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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