Одноканальное устройство для управлениявентильным преобразователем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (п>839ОО7 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (511М К„з (22) Заявлено 04.1079 (21) 2824487/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Н 02 Р 13/16

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 1 0681,Áþëëåòåíü ¹ 22

Дата опубликования описания 150681 (53) УДК 621 З16. 727 (088. 8) (72) Авторы изобретения

П.Д.АндриенкО и В.В.Фоменко (71) Заявитель (54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электро|технике и может быть использовано как система управления вентильным тиристорным преобразователем, Известно одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем, состоящее из генератора синхронизированных с питающей сетью высокочастотных импульсов, пересчетной схемы по модулю N, кольцевого счетчика-распределителя, схем сравнения и выходного формирователя импульсов.

Недостатком данного устройства является его непригодность для циклоинверторов из-за запаздывания по срабатыванию на новое значение управляющего напряжения как минимум на период по сравнению с 1/6 периода для многоканальных систем управления.

Известно также устройство, содержащее пересчетную схему, на входы которой подключены формирователь управляющего воздействия, содержащий синхронизатор сети, и генератор синхроимпульсов, состоящий из последовательно соединенных компаратора и управляемого генератора, к выходу которого подключен делитель частоты, своим выходом соединенный с компаратором, кольцевой распределитель импульсов, к выходу которого подключен выходной формирователь импульсов, причем пересчетная схема выполнена на делителях частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), логических элементах

И и RS-триггерах, причем на входы каждого делителя включены RS-триггеры через двухвходовые элементы И, на

10 вторые входы которых подключен генератор синхроимпульсов, входы R RSтриггера. соединены с выходом делителя и входом S последующего RS-триггера, вход R последнего RS-триггера подключен ко входу кольцевого. распоеделителя импульсов, вход S первого RS-триггера соединен с выходом синхронизатора сети формирователя управляющего воздействия, 20 Недостатком этого устройства является нелинейная (гиперболическая) зависимость угла открывания вентилей преобразователя, кОторый определяется моментом появления импульса на выходе последнего ДПКД от управляющего воздействия () вр (обычные преобразователи напряжения в код имеют линейную зависимость выходного кода, который задает коэффициент деления

30 К от управляющего напряжения) . Эта

839007 нелинейность объясняется тем, что в

ДПКД

fo ных

1 где f — частота на входе первого де9 лителя, Цель изобретения — обеспечение линейной зависимости угла открывания тиристоров от управляющего напряжеgap е

Поставленная цель достигается тем, что формирователь управляющего воздействия дополнительно снабжен преобразователем напряжения-период и вычитающим счетчиком, соединенными последовательно, к установочным входам 5 которых подсоединен выход синхронизатора сети, а выходы разрядон вычитающего счетчика являются выходами формирователя, причем вход преобразователя служит для подключения управляю- 20 щего напряжения.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого одноканального устройства управления вентильным преобразователем, 25

Устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 высокочастотных синхроимпульсов, который ñîñтоит из замкнутых н кольцо фазового компаратора 2, управляемого генератора 3, делителя 4 частоты, пересчетную схему 5, состоящую из делителей

6,7 и 8 частоты с переменным коэффициентом деления, элементов И 9,10 и

11, RS-триггеоов 12,13 и 14, каждый из делителей состоит из последовательно соединенных декадных счетчи— ков 3.5 и 16, элемента 17 совпадения (опознавания), входы которой соединены с выходами декадных счетчиков 15 и 16, элементов 18 и 19 занесения 40 кода, формирователя 20 управляющего воздейстния, кольцевого распределителя 21 импульсов, выходного формирователя 22 импульсов, Формирователь 20 управляющего воздействия состоит из синхронизатора 23 сети, преобразователя 24 напряжения — период,, вычитающего счетчика 25, который состоит из последовательно соединенных декадных счетчиков 26 и 27, Установочные входы преобразователя 24 и вычитающего счетчика 25 соединены с выходом синхронизатора 23 сети, Выходы декадных счетчиков 26 и 27 соединены со входамй схем 18 и 19 занесения кода, I ф Устройство работает следующим образом, .

На вход генератора 1 высокочастотных импульсов подается питающее напряжение с частотой сети f, Выходом генератора 1 янляются синхронизиро- @ ванные с сетью импульсы с частотой

6Nf где f — выходная частота деликт 9 теля 4 частоты, кбэффициент деления которого равен 6N. В компараторе 2 сигнал с частотой fy сравнивается с частотой питающей сети f В установившемся режиме fy ранна fc причем при изменениях последней частота управляющего генератора изменяется так, что f отслеживает О. При этом имеет место сдвиг фаз сигнала на выходе делителя 4 и напряжения питания.

3To T сдвиг фаэ обуславливает смещение фаЗ импульсов, управляющих тиристорами, Синхронизатор 23 сети производит импульсы каждый раз, когда напряжения двух фаз ранны друг другу, т.е. моменты естественного открывания вентилей, Тогда для m-фазной системы число импульсов, производимых за период, равно 2m, т.е. при трехфазной сети число импульсов за период равно шести, Таким образом, на выходе синхронизатора 23 сети проходят синхронио зирующие импульсы через 60

На чертеже для наглядности представлен делитель, состоящий из двух декад, т,е. с регулируемым коэффициентом пересчета от 1 до 100. В действительности, число декад больше и определяется требуемой минимальной дискретностью смещения угла отпирания тиристоров, Целители выполнены на основе триггерных декад с установкой начального состояния через элементы 18 и 19 занесения кодон °

Принцип действия таких приборов заключается в том, что в декады делителя перед началом счета записынается число в двоичном дополнительном коде 10" — N и когда в процессе счета (после прихода N-входных импульсов) н и-декадных счетчиках устанавливается состояние 1001, что фиксиру-. ется элементом 17 совпадения, то появляется выходной сигнал, Схема устройства предусмотрена для случая трехфазного силового напряжения с диапазоном регулирования угла зажигания В = 0 — 180 эл,град.

Поэтому пересчетное устройство состоит из трех делителей, каждый из которых может обеспечить угол регулирования включения н диапазоне d =0 — 60

Результирующий угол зажигания равен

В = с „+ca + с(, Если необходимо полу2 3.

О чить угол зажигания &= 48, т,е, задержать выдачу управляющих импульсов относительно синхронизирующих на 48, то tJ ä„, соответствующее

H = lбо, преобразуется в формирователе 20 в код, который заносится в делители 6,7 и 8, C приходом первого синхроимпульса из синхронизатора 23 сети триггер 12. Устанавлинается в состояние 1, тем самым разрешая подсчет приходящих высокочастотных импульсов с генератора 1 делителю б .через элемент И 9, После подсчета первым, целителем числа импульсов, соответствующих задержке угла управления в 16 эл, град,, элемент 17 совпадения выдает сигнал, опрокидываю839007 щий триггер 12 в состояние 0 и устанавливающий триггер 13 в состояние 1, запрещая подсчет высокочастотных импульсов делителю 6 и разрешая, их счет делителю 7. Дальше работа делителей 7 и 8 происходит 5 аналогично.

Таким образом, тои делителя работают последовательно, формируя суммарную задержку импульса управления

P в 48, Далее задержанные импульсы () распределяются кольцевым распределителем 21 на соответствующий тиристор, формируются выходным формирователем

22 и подаются на тиристор. С приходом следующего синхроимпульса иэ синхронизатора 23 сети цикл повторяется.

В случае, если необходимо оеализовать б уяр > 60 (к примеру, В= 90 ), то после последовательной работы по первому синхроимпульсу делителей 6, 7 и 8 с приходом второго синхроимпуль-2() са одновременно с работой делителя

8 работает и делитель 6, В случае реализации 9 )120, одновременно работают все три делителя, но от разных синхроимпульсов. В делителях 6, g5

7 и 8 на входы элементов 18 и 19 двоичные числа заносятся в дополнительном коде параллельно от формирователя 20 через 60 по сигналам от синхронизатора 23. На выходе преобразователя 24 напряжения — период формируются импульсы с периодом, пропорциональным входному напряжению U>äp. Преобразователь может быть выполнен, к примеру, по структуре с зарядом интегратора от эталонного источиика и разрядом его емкости от ключа, управляемого нуль-органом, срабатывающим в момент равенства Uypp и выходного напряжения интегратора, Преобразователь может быть выполнен быстродейст- 4() вующим и точным (меньше 1%), к тому же для уменьшения времени переходных процессов с запуском от синхронизатора 23 сети. Счетчик 25, по аналогии с делителями 6, 7 и 8, выполнен, например, двухдекадным со съемом выходной информации с разрядов и установкой в исходное (нулевое) состояние по сигналам с синхронизатора 23 сети.

Счетчик 25 является вычитающим, чтобы коэффициенты деления в делители частоты 15 и 16 через элементы 18 и

19 заносить в дополнительном коде.

Таким образом, в з ави симости от

Uy>p меняется число импульсов, заносимое по счетному входу в счетчик 25 в течение фиксированного интервала времени 1/2 mfc. определяемого синхронизатором 23 сети. Соответственно меняется состояние разрядов счетчика, которое определяет К делителей 6, 7 и 8, а значит, и угол открывания тиристоров, Предлагаемое устройство обеспечивает линейную зависимость угла открывания тиристоров от управляющего напряжения.

Формула изобретения

Одноканальное устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее пересчетную схему, на входы которой подключены формирователь управляющего воздействия с синхронизатором сети и генератор синхооимпульсов, состоящий иэ последовательно соединенных компаратора и управляемого генератора, к выходу которого подключен делитель частоты, своим выходом соединенный с компаратором, кольцевой распределитель импульсов, к выходу которого подключен выходной формирователь импульсов, при этом пересчетная схема выполнена на делителях частоты с переменным коэффициентом деления (ДПКД), логических элементах И и RS-триггерах, причем на входы каждого ДПКД включены RS-триггеры через двухвходовые элементы И, на вторые входы которых подключен генератор синхроимпульсов, входы R RS-триггеров соединены с выходами ДПКД и входом S последующего

RS-триггера, вход R последнего RSтриггера подключен ко входу кольцевого распределителя импульсов, вход

S первого RS òðèããåðà соединен с выходом синхронизатора сети формирователя управляющего воздействия, о т л и чающее с я тем, что, с целью обеспечения линейной зависимости угла открывания тиристоров от управляющего напряжения, формирователь управляющего воздействия снабжен преобразователем напряжения — период и вычитающим счетчиком, соединенными последовательно, к установочным входам которых подсоединен выход синхронизатора сети, а выходы разрядов вычитающего счетчика являются выходами формирователя„ причем вход преобразователя служит для подключения управляющего напряжения, 839007

Составитель Г.Иванова

Редактор В,Романенко Техред A. Ач Корректор С,Шекмар г

Г ! с ! ! ! ! | ! ! ! ! ! ! ! ! !! ! ! ! ! ! ! ! !

L ! ! ! !

1 ! сз ! ! ! ! ! ! ! ! !

L !

Заказ 4177/1 .Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул, Проектная, 4! ! ! ! ! ! ! ! ! !

1 !

1 ! !

1 ! ! !

I ! !