Устройство для синхронизации системы управления преобразователем с трехфазной сетью переменного тока

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями . Цель изобретения - повышение помехоустойчивости , надежности и обеспечение унификации входных цепей устройствадля подключения к любой трехфазной сети переменного тока (включенной по схеме, звезда или треугольник). Устройство содержит первый 1, второй 2 и третий 3 усилители-ограничители (УО), логические входы которых подключены к выходу генератора 4 тактовых импульсов и через инвертор 5 соединены с входом записи буферного регистра 6 (БР). Выходы УО 1,2, 3, подключены к входам первого, второго и третьего разрядов БР 6. Выходы первого, второго и третьего разрядов БР 6 соединены с входами четвертого, пятого и шестого разрядов БР 6. Каждый выход БР 6 связан с соответствующим входом формирователя импульсов (ФИ) 7. Выход ФИ 7 является выходом 14 предлагаемого устройства. Первый вход каждого УО подключен через резистор 15 к катоду диода 18 и к базе транзистора 19, коллектор которого через первичную обмотку импульсного трансформатора (ИТр) 20 соединен с эмиттером транзистора 19, анодом диода 18 и через резистор 16 подключен к второму входу УО. Начало вторичной обмотки ИТр 20 является выходом УО и через резистор 17 соединено с входом 21 питания устройства. 7 ил. сл с

союз соВетских социАлистических

РЕСПУБЛИК (я)з Н 02 M 1/08

ГОСУДАРСТВЕННЪ!Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (/}

С (21) 4705373/07 (22) 11.04.89 (46) 07.11.91, Бюл. М 41 (72) В.Ф.Сапегин, В.И.Цветков, А,А.Иванов и И.П.Игнатьев (53) 621,316.727 (088.8) (56) Гринко В.А. и др. Опыт применения интегральных микросхем в тиристорных электроприводах. Л., ЛДНТП,1976, с.29.

Авторское свидетельство СССР

l4 966824, кл. Н 02 М 1/08, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ

СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С ТРЕХФАЗНОЙ СЕТЬЮ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями, Цель изобретения — повышение помехоустойчивости, надежности и обеспечение унификации входных цепей устройства для подключения к любой трехфазной сети переменного тока (включенной по схеме

"звезда" или "треугольник"), Устройство соИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления вентильными силовыми преобразователями электроприводов.

Целью изобретения является повышение надежности, помехозащищенности и обеспечение унификации устройства.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для синхронизации системы управления преобразователем с трехфазной сетью переменного тока; на фиг.2 приведена электрическая схема подключения предлагаемого устройства к трехфаэной

„„5U„„1690118 Al держит первый 1, второй 2 и третий 3 усилители-ограничители (УО), логические входы которых подключены к выходу генератора 4 тактовых импульсов и через инвертор 5 соединены с входом записи буферного регистра 6 (6P). Выходы УО 1, 2, 3, подключены к входам первого, второго и третьего разрядов БР 6. Выходы первого, второго и третьего разрядов БР 6 соединены с входами .четвертого, пятого и шестого разрядов БР 6.

Каждый выход БР 6 связан с соответствующим входом формирователя импульсов (ФИ) 7. Выход ФИ 7 является выходом 14 предлагаемого устройства. Первый вход каждого УО подключен через резистор 15 к катоду диода 18 и к базе транзистора 19, коллектор которого через первичную обмотку импульсного трансформатора (ИТр) 20 соединен с эмиттером транзистора 19, анодом диода 18 и через резистор 16 подключен к второму входу УО. Начало вторичной обмотки ИТр 20 является выходом УО и через резистор 17 соединено с входом 21 питания устройства. 7 ил. сети переменного тока по схеме "звездаэвезда"; на фиг.3 — электрическая схема г одключения предлагаемого устройства к трехфазной сети переменного тока по схеме

"звезда-треугольник"; на фиг.4 — электрическая схема подключения предлагаемого устройства к трехфаэной сети переменного тока по схеме "треугольник-треугольник"; на фиг.5 представлена временная диаграмма работы предлагаемого устройства в момент смены знака фазного напряжения, где

0А — напряжение фазы А; ахи — - огический сигнал на выходе ГТИ 4; a> — сигнал на

1690118 выходе УО 1; 01 — логический сигнал на выходе первого разряда БР 6; СМ вЂ” логический сигнал на выходе четвертого разряда

БР 6; а х — логический сигнал на выходе предлагаемого устройства; Т вЂ” период следования импульсов ГТИ; Ти — длительность импульса агтрк.

На фиг,6 представлена временная диаграмма работы предлагаемого устройства для входных сигналов (фиг.б,а), для выходных сигналов при включении сети питания по схеме "звезда" (фиг,6, б,в,г), для выходных сигналов при включении сети питания по схеме "треугольник" (фиг.6, е, ж, з), где

Од, 0в, Uc — фазные напряжения трехфаэной сети, А,В,С â€”; Q>.„0е —;огические сигналы на выходах 1-6 разрядов ЕР

6 соответственно; а ах — инверсия логического сигнала а ах, формируемого на выходе устройства.

На фиг.7 приведена электрическая принципиальная схема генератора тактовых импульсов.

Устройство для синхронизации системы управления преобразователем с трехфазной сетью переменного тока (фиг.1) содержит первый 1, второй 2 и третий 3 усилители-ограничители (УО). логические входы которых объединены в один и подключены к выходу генератора тактовых импульсов (ГТИ) 4, а через инвертор 5 соединен с входом записи С буферного регистра (БР) 6. Выходы УО 1,2,3 подключены к входам первого, второго и третьего разрядов БР 6 соответственно, Выходы первого, второго и третьего разрядов 6Р 6 связаны с входами четвертого, пятого и шестого разрядов БР 6 соответственно, Выходы перBoro-шестого разрядов БР 6 подключены к первому-шестому входам формирователя импульсов (ФИ) 7 соответственно, Трекфаэная сеть переменного тока подключается к первому 8 и второму 9 входам У 01, к первому 10 и второму 11 входам УО 2, к первому

12 и второму 13 входам УО 3. Выход ФИ 7 является выходом 14 предлагаемого устройства.

50

Первый вход каждого >I O подключен через резистор 15 к катоду диода 18 и к базе транзистора 19, коллектор которого через первичную обмотку импульсного трансформатора (ИТр) 20 соединен с эмиттером транзистора 19, анодом диода 18 и через резистор 16. подключен к второму входу

УО, причем конец первичной обмотки соединен с коллектором транзистора 19. Начало вторичной обмотки ИТр 20 является выходом усилителя-ограничителя УО и через резистор 17 соединено с входом 21 питания устройства. Конец вторичной обмотки

ИТр 20 является логическим входом УО.

ГТИ 4 (фиг,7) содержит последовательно соединенные конденсатор 22, инверторы

23, 24 и параллельно подключенные к инвертору 23 резистор 25 и диод 26.

Буферный регистр БР б может быть выполнен на микросхеме К531 ИР23, формирователь импульсов ФИ 7 — на микросхеме

К531 СП1, Устройство работает следующим образом.

Каждый УО 1, 2, 3 (фиг.1) подключают первым и вторым входами к трехфазной сети переменного тока. При этом фазы сети А, В, С подключаются к первь;м входам 8, 10, 12 УО 1, 2, 3 соответственно, При работе с сетью, включенной по схеме "звезда", предлагаемое устройство можно подключать к сети по схеме "звезда" (фиг.2) или по схеме

"треугольник" (фиг.3). В первом случае вторые входы 9, 11, 13 УО 1,2,3 подключаются к нулевой точке сети (фиг,2), а во втором (фиг,3) — к фазам сети С, А, В соответственно..При работе с сетью, включенной по схеме "треугольник", предлагаемое устройство подключается к сети по схеме "треугольник" (фиг.4). В данном случае вторые входы 9, 11, 13 УО 1,2,3 подключается к фазам сети С, А, В соответственно, Рассмотрим работу УО 1 (фиг.1) при подключении устройства к сети по схеме "звеэда" (фиг.2)

Временные диаграммы работы УО 1 при переходе фазного напряжения 0д через нул ь и ри веден ы на фиг.5.

Когда приходит отрицательная полуволна фазного напряжения UA (фиг.5), то входной ток УО 1 протекает по следующей цепи: фаза А — вход 8 — резистор 15 — диод 18— резистор 16 —. вход 9 — фаза О. В этом случае транзистор 19 закрыт. Индуктивность вторичной обмотки ИТр 20 имеет максимальное значение. Когда приходит положительная полуволна фазного напря>кения UA, то входной ток УО 1 протекает через базу транзистора 19. Транзистор 19 открывается и закорачивает первичную обмотку ИТр 20. При этом индуктивность вторичной обмотки ИТр 20 уменьшается практически до нуля. Таким образом, при отрицательной полуволне фазного напряжения ИТр 20 работает в режиме холостого хода, а при положительной полуволне — в режиме короткого замыкания, С выхода ГТИ 4 через вторичную обмотку ИТр 20 пропускаются импульсы высокой частоты (например, с 1гти=1 МГц и коэффициентом заполнения К =207 >). Это — логическии сигнал агти

1690118

10

30

В зависимости от знака фаэного напряжения Од меняются параметры цепи прохождения сигнала агти, который формируется на выходе ГТИ.4, При этом логический сигнал а1, формируемый на выходе УО 1, принимает следующие значения: а1=0. при цд<0, а1=1 при UA > О.

Состояние выхода УО 1 записывается только по заднему фронту импульса агти в первый разряд буферного регистра 6.

Аналогично работают и УО 2,3. Состояния выходов УО 2, 3 записываются в разряды 2 и 3 БР 6 соответственно. Состояния выходов УО 1, 2, 3 однозначно соответствуют знакам фазных напряжений Од, Оц, Uc.

В разрядах 1, 2, 3 БР 6 хранятся состояния выходов УО 1, 2,3, соответствующие моменту t--T>, а в разрядах 4, 5,6 — состояния выходов УО 1, 2,3, соответствующие предыдущему моменту времени t=T (n-1), где и — номер такта дискретизации устройства.

Эти состояния фазных напряжений сети записываются в БР 6 по заднему фронту импульса агти.

Таким образом, новое состояние выходов УО 1, 2, 3 записывается в разряды 1, 2,3, а старое переписывается с выходов разрядов 1, 2, 3 в разряды 4, 5, 6 соответственно.

Эти состояния различны только в момент перехода одного иэ фазных напряжений А, В или С через нуль. В остальное время соседние состояния выходов УО 1, 2, 3 одинаковы. Соседние состояния выходов УО 1, 2, 3 подаются на ФИ 7., который представляет собой схему сравнения. ФИ 7 формирует на своем выходе импульс эвах несовпадения соседних состояний длительностью Т (фиг.5). Этот импульс является выходным импульсом синхронизатора. Он формируется, когда соседние состояния выходов УО 1, 2, 3, зафиксированные в БР 6, не одинаковы.

Для промышленной сети питания с частотой

50 Гц формирование импульсов а к на выходе устройства для синхронизации осуществляется с частотой 300 Гц.

Сигнал авцх используется в схеме цифровой системы импульсно-фазового управления (ДСИФУ), которая формирует импульсы управления тиристорами. Группа сигналов 01, Qz, Оз (или группа сигналов 04, Q5, Qe), формируемая на выходах БР 6, также используется в ЦСИФУ.

Характер изменения входных и выходных сигналов устройства представлен на фиг.6.

Работа устройства при подклю 1ении его к сети переме ного тока по схеме "треугольник" (фиг,3 и 4) происходит аналогично работе устройства при подключении его к сети па схеме "звезда" (фиг.2).

Формула изобретения

Ус ройство для синхронизации системы управления преобразователем с трехфазной сетью переменного тока. содерх ащее формирователь импульсов, первый, второй и третий усилители-ограничители, о т п и ч аю щ е е с я тем, что, с цель о повышения надежности и гюмехоустойчивости и обеспечения унификации устройства введены буферный регистр, генератор тактовых импульсов и инвертор, причем каждый иэ трех усилителей-ограничителей содержит первый, второй и третий резисторы, диод, транзистор и импульсный трансформатор, начало вторичной обмотки которого является выходом усилителя-ограничителя, а конец — его входом, подключенным к выходу генератора тактовых импульсов, а через инвертор — к входу записи буферного регистра, входы первого, второго и,третьего разрядов которого подключены к выходам первого, второго и третьего усилителей-ограничителей соответственно, а входы чет.вертого, пятого и шестого разрядов буферного регистра соединены с выходами первого, второго и третьего разрядов буферного регистра соответственно, выходы первого, второго, третьего и выходы четвертого, пятого, шестого разрядов буферного регистра соединены соответственно с первой и второй группой входов формирователя импульсов, одноименные входы которого объединены по схеме несовпадения, выход формирователя импульсов является выходом устройства, при этом первый вход каждого усилителя-ограничителя подключен через первый резистор к катоду диода и к базе транзистора, коллектор которого через первичную обмотку импульсного трансформатора соединен с эмиттером транзистора,. причем конец первичной обмотки соединен с коллектором транзистора, начало вторичной обмотки импульсного трансформатора подключено через третий резистор к входу питания устройства, а эмиттер транзистора подключен к аноду диода и через второй резистор к второму входу усилителя-ограничителя.

1690118 юг, 1

1690118

g гт

8 Qf

О

8 gq ь, Фиг.5

Ьл в.u а

qr,ge 2 5 г Д,, g д а „, е g<, g> ж 4z, Js

3 4з.-4

И Вых

1690118

Составитель Ф. Степе

Редактор E. Хорина Техред М.Моргентал Корректор М.Пожо

Заказ 3823 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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