Устройство для импульсно-фазового управления

 

Сущность изобретения: устройство содержит m фазосдвигающих узлов 8i, 82, ..8m, каждый из которых содержит перемножители 1,2 и сумматор 3 Кроме того, в устройстве содержатся формирователь и распределитель 4 импульсов, функциональные преобразователи 5 и 6, задатчик 7 угла управления 1 ил. Ј XI СО ю Јь о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 02 М 1 /08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4478352/07 (22) 19.08.88 (46) 07.06.92. Бюл. ¹ 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) Ю.М,Быков, А.Ф.Васильев.

А.И.Григораш и Г.А.Иванов (53) 621.316.727(088.8) (56) Справочник по преобразовательной технике/Под ред. К.Чиженко. — М.: Техника, 1978, с.216.

Авторское свидетельство СССР

¹ 11337744337733, кл. Н 02 М 7/12, 1988.. Ы„„1739449А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ (57) Сущность изобретения; устройство содержит m фазосдвигающих узлов 8>, 82, ...8m, каждый из которых содержит перемножители 1, 2 и сумматор 3. Кроме того, в устройстве содержатся формирователь и распределитель 4 импульсов, функциональные преобразователи 5 и 6, задатчик 7 угла управления. 1 ил. 4

Cd

4

1739449

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями, Известны устройства для управления тиристорами, построенные на принципе фазового управления, где главным функциональным узлом является фазосдвигающее устройство, В зависимости от принципа реализации сдвига фазы управляющего импульса различают системы горизонтального и вертикального исполнения.

Недостатком устройства для импульсно-фазовогоуправления является снижение точности работы при флуктуациях амплитуды и частоты синхронизирующего напряжения и потеря работоспособности при глубоком изменении амплитуды или частоты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для импульсно-фазового управления m-фазным тиристорным преобразователем, содержащее задатчик угла управления, формирователь и распределитель импульсов и m фазосдвигающих узлов (где m = 3, 6, ...), причем каждый j-й фазосдвигающий узел (где j = 1, 2, .„, m) содержит сумматор и первый перемножитель, первый вход которого является входом j-го фазосдвигающего узла и является входом j-й фазы синхронизирующего напряжения устройства, а выход первого перемножителя подключен к первому входу сумматора, выход которого явля" ется выходом j-ro фазосдвигающего узла, и соединен с)-м входом формирователя и распределителя импульсов, вторые входы первых перемножителей каждого j-ro фазосдвигающего узла объединены, группа выходов формирователя и распределителя импульсов является группой выходов устройства.

Кроме того, в устройстве в каждом узле содержится фазоповоротный элемент (в мостовом фазовращателе — емкость или индуктивность), вход которого соединен с первым входом перемножителя этого узла, а выход — с вторым входом сумматора, На вход каждого узла поступает синхронизирующее напряжение. Вторые входы перемножителей каждого из узлов объединены и соединены с выходом задатчика угла управления. Сигналом с выхода задатчика угла управления, поступающего на вторые входы перемножителей каждого из узлов, изменяется амплитуда синусоидальных сигналов, поступающих на первые входы перемножителей. Каждое из m синусоидальных напряжений сдвигается по фазе, проходя через фазоповоротный элемент. Эти напряжения суммируются с выходным сигналом пере5

55 множителей на сумматоре. В;результате в зависимости от уровня сигнала управления на выходе каждого фазосдвигающего узла формируются синусоидальные сигналы, сдвинутые по фазе относительно каждого синхронизирующего напряжения. Выход каждого j-го фазосдвигающего узла подключается к формирователю и распределителю импульсов, на выходе которого формируются импульсы управления тиристорами.

Недостатком известного устройства является критичность фазоповоротных элементов (в мостовом фазовращателе— емкость или индуктивность) к частоте синхронизирующих напряжений и, следователь но, снижение точности установки фазового угла системы импульсно-фазового управления.

Целью изобретения является повышение точности регулирования и управления.

В устройство для импульсно-фазового управления m-фазным тиристорным преобразователем, содержащее задатчик угла управления, формирователь и распределитель импульсов и m фазосдвигающих узлов (где

m = 3, 6, „,), причем каждый j-й фазосдвигающий узел (где j = 1, 2, ...) содержит сумматор и первый перемножитель; первый вход которого является входом j-го фазосдвигающего узла и является входом j-й фазы синхронизирующего напряжения устройства, а выход первого перемножителя подключен к первому входу сумматора, выход которого является выходом j-го фазосдвигающего узла, и соединен с j-м входом формирователя и распределителя импульсов, вторые входы первых перемножителей каждого j-го фазосдвигающего узла объединены, группа выходов формирователя и распределителя импульсов является группой выходов уст-. ройства, введены первый и второй функциональные преобразователи, а фазосдвигающие узлы снабжены вторым перемножителем, причем первый вход второго перемножителя каждого j-Io фазосдвигающего узла, кроме j-го, соединен с первым входом первого перемножителя (j+1)-го фазосдвигающего узла, а выход второго перемножителя соединен с вторым входом сумматора, выход задатчика угла управления подключен к входам первого и второго функциональных преобразователей, выход первого функционального преобразователя соединен с объединенными вторыми входами первых перемножителей, а выход второго функционального преобразователя подключен к объединенным вторым входам вторых перемножителей фазосдвигающих узлов, первый вход второго перемножителя m-го фазосдвигающего узла объединен с первым входом первого

1739449 перемножителя первого фазосдвигающего узла, Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышение точности ра- 5 боты за счет достижения независимости реализации фазового сдвига от частоты и амплитуды синхронизирующих напряжений, а также благодаря наличию новых элементов — второго перемножителя, первого и 10 второго функциональных преобразователей и связей с остальными элементами схемы.

На чертеже представлена блок-схема устройства для импульсно-фазового управ- 15 ления m-фазным тиристорным преобразователем..

Устройство для импульсно-фазового управления содержит m фазосдвигающих узлов, каждый из которых содержит 20 перемножители 1 и 2 и сумматор 3. Кроме того, устройство содержит формирователь и распределитель 4 импульсов, первый 5 и второй 6 функциональные преобразователи, задатчик 7 угла управления, фазосдвига- 25 ющие узлы 81, 82, ..., Sm

На вход каждого j-го фазосдвигающего узла поступают два синхронизирующих напряжения. Одно из синхронизирующих напряжений поступает на первый вход 30 первого перемножителя, а второе синхронизирующее напряжение — на первый вход второго перемножителя. В ыходы первого 1 и второго 2 перемножителей подключены соответственно к первому и второму входам сумматора 3. Выход каждого j-го сумматора 35

3 являющегося и выходом j-го фазосдвигающего узла 8 соединен с j-м входом формирователя и распределителя 4 импульсов.

Сигнал с эадатчика 7 угла управления поступает на входы первого 5 и второго 6 функци- 40 ональных преобразователей. Выход первого функционального преобразователя

5 соединен с вторыми входами первых перемножителей 1, а выход второго функционального преобразователя 6 соединен с вторыми входами вторых перемножителей 45

2 фазосдвигающих узлов 8I, 8г, ..., 8m, При m = 3 устройство работает следующим образом.

Допустим, что необходимо получить импульсы управления, сдвинутые на угол Q, -50 по отношению к моментам перехода напряжений источника преобразования энергии через нуль. Каждое из синхронизирующих напряжений 01 sin го t, Ог sin(o) t - — л ) и Оз

3

sin(m t - — л ), где в — угловая частота; t—

4 55

3 время; О = Uz = Оз, совпадающих по фазе с фазными или линейными напряжениями источника преобразуемой энергии, перемножается с помощью первых перемножителей на сигнал управления О>> а с помощью вторых перемножителей — на сигнал управления Up.

На сумматоре первого фазосдвигающего узла складываются умноженные íà Uy> и

Оуд напряжения 0 з!про ти Огэ!п(в t — к ).

3

Аналогичные операции с напряжениями Uz

2 4

° sin(cu t- — л ) и Оз э!и (в t — л ), осущест3 3 вляемые перемножителями и сумматором второго фазосдвигающего узла, и с напряжениями Ua siII(o) - -л) и н) sino) t третьего

4 з фазосдвигающего узла. В результате на выходе сумматора каждого фазосдвигающего узла получают напряжения 0>, Uz Оз, кажI !, дое из которых соответственно сдвинуто по отношению к 0<, Uz, Оз на угол а. Формирователем и распределителем импульсов фиксируются моменты перехода напряжений 0> Uz Оз через нуль, а на выходе

I формируются импульсы управления, которые через усилительные каскады подаются на управляющие электроды тиристоров.

Работа устройства при m-фазной системе синхронизирующих напряжений происходит аналогично. Значения Uy>(a) и Оугх(а) в этом случае определяются по выражениям

Uy1 = со36, . $!и Q

cos

sin p

sin а

Оу,;и где p — сдвиг по фазе синхронизирующих напряжений, равный 2 т/m, Необходимое ограничение диапазона изменения угла управления (z может быть реализовано путем ограничений, накладываемых на функции Uy)(c) и Uyg(cz) . Экспериментальные исследования устройства для импульсно-фазового управления m-фазным тиристорным преобразователем, (для

m= 3) показали, что по сравнению с известным предлагаемое обеспечивает независимость реализации фазового сдвига от частоты и амплитуды синхронизирующих напряжений. а следовательно, точность работы.

Формула изобретения

Устройство для импульсно-фазового управления m-фазным тиристорным преобразователем, содержащее задатчик угла управления, выход которого соединен с входами первого и второго функциОнального преобразователей, m фазосдвигающих узлов, управляющие входы которых объединены и подключены к выходу первого функционального преобразователя, а выхо1739449

30

40

50

Составитель О.Парфенова

Техред М,Моргентал Корректор Н.Ревская

Редактор И, Шулла

Заказ 2007 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 ды предназначены для подключения через формирователи импульсов к управляющим электродам тиристоров преобразователя, фазосдвигающие узлы первыми и вторыми синхронизирующими входами соединены в кольцевую схему, при этом первые синхронизирующие входы подключены к соответствующим синхронизирующим напряжениям. о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности регулирования и управления, каждый фазосдвигающий узел снабжен дополнительным управляющим входом, к каждомуизкоторыхподключен второй функциональный преобразователь, и, кроме того, каждый фазосдвигающий узел выполнен на первом и втором перемножителях и сумматоре, выход которого является выходом фазосдвигающего узла, а первый и второй входы соединены с выходами первого и второго перемножителей, первые входы которых являются соответственно первым и вторым синхронизирующими входами фазосдвигающего узла, а вторые соответствен но управляющим и дополнительным управляющим входами фазосдвигающего узла, при этом

5 первый и второй функциональные преобразователи реализуют функциональные зависимости:

cos

10 " sin p

U 1=cosa . sina; о

0У2 = где U1t1 — сигнал на выходе первого функционального преобразователя;

15 Uyz — сигнал на выходе второго функционального преобразователя; р- угол сдвига по фазе синхронизирующих напряжений;

a — угол, задаваемый задатчиком угла

20 управления.