CS238559B1 - Zapojení obvodu fázového řízení vícefázových elektrických zařízeni - Google Patents

Abstract

Řešení spadá do oboru silnoproudé elektrotechniky. Zapojení řeší technický problém zrychlení fázového řízení tam, kde časová konstanta regulátoru vnější zpětnovazební smyčky není dostatečné dlouhá vzhledem k časové konstantě fázového závěsu. Podstata spočívá v zapojení pomocného komparátoru, napájeného pomocným komparačním napětím Uri, na výstup napětí pilového průběhu generátoru pulsů, na jehož výstup pulsního napětí obdélníkového průběhu je zapojen čítač s dekodérem. Výstup pomocného komparátoru je zapojen na jeden vstup hradla, na jehož druhý vstup je zapojen zdroj blokovacího napětí a jehož výstup je spojen s blokovacím vstupem čítače a dekodéru. Řešení je využíváno v obvodech fázového řízení odporových svářecích strojů, další použiti je možno např. u usměrňovačů s fázovým řízením.

Description

Zapojení obvodu fázového řízení vícefázových elektrických zařízeni

Řešení spadá do oboru silnoproudé elektrotechniky. Zapojení řeší technický problém zrychlení fázového řízení tam, kde časová konstanta regulátoru vnější zpětnovazební smyčky není dostatečné dlouhá vzhledem k časové konstantě fázového závěsu. Podstata spočívá v zapojení pomocného komparátoru, napájeného pomocným komparačním napětím U_ri, na výstup napětí pilového průběhu generátoru pulsů, na jehož výstup pulsního napětí obdélníkového průběhu je zapojen čítač s dekodérem. Výstup pomocného komparátoru je zapojen na jeden vstup hradla, na jehož druhý vstup je zapojen zdroj blokovacího napětí a jehož výstup je spojen s blokovacím vstupem čítače a dekodéru.

Řešení je využíváno v obvodech fázového řízení odporových svářecích strojů, další použiti je možno např. u usměrňovačů s fázovým řízením.

238 559 (51) Int. Cl.’

H 03 K 19/02

- 1 238 559

Vynález se týká zapojení obvodů fázového řízení vícefázových elektrických zařízení, zejména pro řízení troj-nebo šestipulsních usměrňovačů a tyristorových spínačů ovládajících příkon výkonových zařízení, synchronizovaných jednou fází sítového napětí, vybavených fázovým detektorem a řízeným generátorem pilotních pulsů.

Úkolem obvodů fázového řízení je vytvářet soustavu zapínacích pulsů pro tyristory fázového řízení, jejíž fázový vztah k synchronizačnímu sítovému napětí je určen řídícím stejnosměrným napětím. Soustava řídicích pulsů má mít v ustáleném stavu regulace konstantní vzájemný odstup jednotlivých pulsů, což zajíštuje symetrii odběru a zatěžování jednotlivých fází.

Jsou zn-áma zapojení, která, této podmínce více či méně vyhovují. Jedním ze známých zapojení je zapojení založené na vytvoření pilotních pulsů o frekvenci, která je součinem frekvence sítě a pulsního čísla řízené soustavy. V tomto zapojení je převodník napětí-fáze předřazen synchronizačním obvodům vytvářejícím pilotní pulsy, které jsou pomocí dekodéru rozdělovány do jednotlivých fází. Nevýhodou tohoto zapojení je, že časová konstanta regulátorů vnější zpětnovazební smyčky, například z výstupu regulace napětí nebo proudu na vstup řídících obvodů, musí být delší než časová konstanta synchronizačních obvodů fázového řízení. Proto je možno použít tohoto řešení jen tam, kde časová konstanta vnější regulace může být

- 2 dostatečně dlouhá.

238 559

Účelem vynálezu je odstranění vpředu uvedené nevýhody, čehož se podle podstaty vynálezu dosáhlo tím, že synchroniv začni sítové napětí U_Q je zavedeno na vstup fázového detektoru, na jehož druhý vstup je zpětnovazební smyčkou zapojen jeden z výstupů obvodů fázového řízení a na jehož výstup je zapojen regulátorem řízený generátor pilotních pulsů. Na jeho první výstup s půlením napětím obdélníkového průběhu je zapojen čítač s dekodérem a na druhý výstup s napětím ^U62 .

pilového průběhu pomocný komparétor s pomocným komparačním napětím U_r^ na druhém vstupu, přičemž výstup pomocného komparátoru je spojen s hradlem, na jehož výstup je zapojen blokovací vstup čítače a dekodéru a jehož druhý vstup je spojen se zdrojem blokovacího napětí U^.

Kromě převodníku napětí-fáze, který je předřazen synchronizačním obvodům, popřípadě jeho nahrazení zapojením podle obr. 2, které bude dále popsáno, a zajištuje fázové řízení pulsů v požadovaném rozsahu fáze s pomalejší časovou konstantou vnějšího regulátoru, je z pilotních pulsů synchronizován pomocný převodník napětí-fáze, který umožňuje fázové řízení sice v omezeném rozsahu fáze, avěak s rychlostí regulace, která není časově omezována žádným z bloků použitých v obvodech fázového řízení.

Zapojení podle vynálezu je dále popsáno a vysvětleno s pomocí výkresů, z nichž je na obr. 1 jeden příklad zapojení podle vynálezu _t obr. 2 druhý příklad zapojení podle vynálezuj obr. 3 grafické znázornění výstupních signálů z bloků v zapojení podle obr. 1₍ obr. 4 grafické znázornění výstupních signálů z bloků v zapojení podle obr. 2.

Podle obr. 1 a jemu přísluěejícímu grafickému znázornění signálů napětí označených U s indexem příslušného bloku na obr. 3 je synchronizační napětí U z výstupu filtru 0, které

- 3 238 559 je filtrem Ό fázově posunuto proti sítovému napětí U .zaveděno do tvarovače 1 pulsního napětí obdélníkového průběhu. Pulsním napětím je řízen pilový generátor 2 s výstupním napětím Výstup pilového generátoru 2 je zapojen na vstup základního komparátoru 2, kde je porovnáván se základním regulačním napětím ^Ur2> určujícím fázi <76^ napětí na výstupu základního komparátoru J. Toto napětí je přivedeno na vstup fázového detektoru 4. jako zadaná hodnota frekvence synchronizačních pulsů, přičemž na druhý jeho vstup je zapojen zpětnovazební smyčkou jeden ze tří výstupů 91 - 93. například prvý výstup 91 čítače 2» obvodů fázového řízení jako skutečná hodnota frekvence. Na výstupu fázového detektoru £ je napětí o šířce pulsů , která odpovídá okamžité hodnotě fázového rozdílu mezi zadanou a skutečnou hodnotou frekvence pulsů na vstupech fázového detektoru £. Regulátor 2 po zpracování tohoto napětí analogově řídí generátor 6 pilotních pulsů. Ten na prvním výstupu 61 vytváří pulsní napětí obdélníkového průběhu a na druhém výstupu napětí pilového průběhu, oba o stejné frekvenci.

První výstup 61 pulsního napětí obdélníkového průběhu je zapojen na vstup čítače 2> zatímco napětí pilového průběhu z druhého výstupu 62 určující fázi oC^ jsou zavedeny na vstup pomocného komparátoru 2, kde jsou porovnávány pomocným komparačním napětím U^. Výstup pomocného komparátoru 2 Ú^e spojen s hradlem 8, k jehož druhému vstupu je připojeno blokovací napětí υ^, s jehož pomocí lze blokovat pulsy pro tyristory.

Na výstupu hradla 8 jsou pulsy o stejné šířce a frekvenci jako napětí Uy pulsního průběhu na výstupu pomocného komparátoru 2 a jsou zavedeny na blokovací vstup čítače 2 a dekodéru 10.

Tím mohou měnit fázi vstupních hran pulsů zaváděných z prvního výstupu 61 generátoru 6 pilotních pulsů do čítače 2· ^To se projeví na fázi kódovaných signálů na prvním, druhém a třetím výstupu 91.92 a 93 čítače 2· Dekodér 10 zajištuje jejich symetrické rozdělení s odstupem -2L pro šestipulsní

- 4 238 559 soustavu na jednotlivé výstupy 101 až 106. Pulsy zakreslené v diagramu na obr. 3 jsou určeny pro řízení šestipulsní soustavy, u které není nutné zdvojovat nebo násobit pulsy v okamžicích komutace ventilů. V případě potřeby je možné zdvojení nebo jinou kombinaci pulsů provést v jednotce koncových stupňů •11. které jinak má zesilovat výkonově pulsní napětí U₁₀₁ - ^ui06 na úroveň potřebnou pro řízení tyristorů z výstupů 111 - 116 koncového stupně 11.

Jiné, zjednodušené zapojení podle vynálezu je znázorněno na obr. 2 a jemu příslušející signální diagram je na obr. 4. Výstup tvarovače 1, je zapojen přímo na vstup fázového detektoru £ a zdroj Z2 základního regulačního napětí U_p2 je zapojen na druhý vstup regulátoru 2 řízeného generátoru £· oproti předchozímu zapojení odpadá převodník napětí-fáze sestávající z pilového generátoru a základního komparátorů. Stejného účinku je však dosaženo využitím vlastností varianty fázového závěsu spočívající v regulaci na nenulovou odchylku fáze při nulovém regulačním signálu na vstupu regulátoru 2 generátoru 6 pilotních pulsů. Zavedením základního regulačního napětí ^ur2 ^a° regulátoru 2 ^se systematicky rozlaďuje smyčka fázového závěsu, která pak mění svou funkci tak, že na vstupu fázového detektoru £ zůstává v ustáleném stavu konstantní fázový rozdíl ( U_r2), takže regulátor 2 plní současně i funkci převodníku napětí-fáze. Funkce tohoto zjednodušeného zapojení odpovídá, základní variantě řídících obvodů znázorněných na obr. 1. Zapojení regulační smyčky lze také provést tak, že základní regulační napětí U_p2 pro pomalou regulaci, tj. pro řízení fázového závěsu, je integrátorem pomněného komparačního napětí pro rychlou regulaci, takže v ustáleném stavu je pomocné komparační napětí U_rl rychlé regulace vždy uprostřed svého rozsahu. Funkce jednotlivých bloků zapojení je dána již jejich technickým názvem, a pokud bylo někde nutné doplnění, stalo se tak v popisu. Výsledná jejich činnost i činnost celého zařízení je z grafického znázornění zřejmá a nepotřebuje další vysvětlení.

- 5 Hlavní využití předmětu vynálezu je řízení odporových svářecích strojů, další např. u usměrňovačů s fázovým řízením.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zapojení obvodů fázového řízení vícefázových elektrických zařízení, zejména pro řízení trojpulsních nebo šestipulsních usměrňovačů a tyristorových spínačů ovládajících příkon výkonových zařízení, synchronizovaných jednou fází sítového napětí, vybavených fázovým detektorem a řízeným generátorem pilotních pulsů, vyznačené tím, že synchronizační sítové napětí je zavedeno na vstup fázového detektoru (4), na jehož druhý vstup je zpětnou vazební smyčkou zapojen jeden z výstupů obvodů fázového řízení, a na jehož výstup je zapojen regulátorem (5) řízený generátor (6) pilotních pulsů, na jehož první výstup (61) s pulsním napětím ^U61 obdélníkového průběhu je zapojen čítač (»9) s dekodérem (10) a na druhý výstup (62) s napětím U^₂ pilového průběhu pomocný komparátor (7) s pomocným komparačním napětím U na 'druhém vstupu, přičemž výstup pomocného komparátoru (7) je spojen s hradlem (8), na jehož výstup je zapojen blokovací vstup čítače (9) a dekodéru (10) a jehož druhý vstup je spojen se zdrojem (Zl) blokovacího napětí U_fe.
2. 2. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že na vstup fázového detektoru (4) je zapojen výstup převodníku napětí-fáze, sestávajícího z generátoru (2) synchronizačních puls-ů pilového průběhu a ze základního komparátoru (3), na jehož druhý vstup je zapojen zdroj (Z2) základního regulačního napětí U_r2·
3. 3. Zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že zdroj (Z2) základního regulačního napětí U_r2 Je zapojen na druhý vstup regulátoru (5) řízeného generátoru (6) pilotních pulsů.