Pierwszenstwo: Opublikowano: 25.111.1969 56990 KI. 21 d2, 12/04 MKP UKD H02m Moi Twórca wynalazku: mgr inz. Jerzy Makowicz Wlasciciel patentu: Gdanskie Zaklady Radiowe, Gdansk (Polska) Uklad sterowniczy wielofazowego prostownika sterowanego Przedmiotem wynalazku jest elektroniczny uklad do wytwanzamda elektrycznych impulsów wyzwa¬ lajacych dla tyratronów, lub tyrystorów, pracu¬ jacych w ukladzie wielofazowego prostownika ste¬ rowanego.Prostowniki sterowane, zarówno tyratrony, jak i tyrystory maja ©prócz anody i katody trzecia elektrode — sterujaca, czyli bramkowa, której potencjal elektryczny wspóldecyduje o rozpocze¬ ciu przewodzenia pradu miedzy elektrodami glów¬ nymi. Przez dostarczanie tej elektrodzie steruja¬ cej impulsów napieciowych, zwanych bramkowy¬ mi, o fazie zmienianej wzgledem fazy napiecia prostowanego, zwykle sieciowego, zmienia sie kat przeplywu pradu prostowanego przez prostownik.Ze zmiana kata przeplywu wiaze sie zmiana sred¬ niej wartosci wyprostowanego pradu. Ta wlasci¬ wosc prostowników sterowanych umozliwia kon¬ trole, praktycznie bezstratna, mocy pradu stalego dostarczanej przez prostowniki sterowane.Zmiane oddawanej mocy w granicach od maksi¬ mum do zera osiaga sie przez zmiane fazy impul¬ sów bramkowych w granicach 'Od zera do jt/2. Dla n-fazowych ukladów prostowniczych, gdzie n oznacza dowolna liczbe naturalna, izachodzi ko¬ niecznosc wytwarzania w ciagu kazdego okresu P zmiennosci napiecia sieciowego, n impulsów bram¬ kowych w odstepach czasu równych P/n i wpro¬ wadzania tych impulsów do n izolowanych wza¬ jemnie obwodów elektrod bramkowych w takim 10 15 20 30 porzadku, aby w kazdym iz tych obwodów impul¬ sy bramkowe powtarzaly sie iz okresem Piw jednakowym stosunku fazowym do napiec pro¬ stowanych. Zmiany fazy impulsów bramkowych powinny zachodzic synchronicznie i o jednako¬ wy kat fazowy.Powyzsze zadanie rozwiazywano dotychczas w rózne sposoby, bazujace na jednoczesnej pracy n przesuwników fazowych i n generatorów impul¬ sów, dzialajacych z czestotliwoscia sieciowa w kazdym z n obwodów elektrod bramkowych.Uklady sterownicze, oparte na powyzszej zasa¬ dzie charakteryzuja sie duza liczba elementów elektronicznych, zwlaszcza, gdy liczba n faz na¬ piecia prostowanego jest znacznie wieksza od jed¬ nosci, a ponadto rozklad n impulsów bramkowych w okresie P nie jest równomierny i nie jest staly w funkcji kata q regulacji. Praca ukladu pro¬ stowniczego, sterowanego impulsami bramkowy¬ mi, wytwarzanymi przez te znane uklady powo¬ duje asymetrie obciazenia sieci zasilajacej, nie¬ równomierny rozklad obciazen na poszczególne zawory oraz dodatkowe trudnosci filtracji napie¬ cia wyprostowanego.Celem wynalazku jest sterowanie n-fazowego ukladu prostowników starowanych bez wyzej wy¬ mienionych mankamentów. Zadaniem jest utwo^ rzenie do tego celu ukladu sterowniczego zawie¬ rajacego nie wiecej niz jeden przesuwnik fa¬ zowy. 56990 %56990 Zadanie powyzsze zostalo rozwiazane przez po¬ laczenie znanego, w zasadzie, jednofazowego ukla¬ du foirmowamia impulsów i przesuwania ich w faizde wzgledem napiecia sieci, z kaskada zlozona z komparatora fazy, filtru dolnoprzepustowego, generatora impulsów o czestotliwosci n-krotnie wyzszej niz czestotliwosc sieci- i z. elektroniczne¬ go komutatora, najkorzystniej o postaci pierscie¬ niowego licznika, przy czym jedno z wyjsc tego komutatora jest polaczone z wejsciem wymienio- * taego komparatora fazy. , i, W opisanym ukladzie nastawianie kata fazowe¬ go fazowy, znany, uklad przesuwania fazy impulsów za pomoca wolnozmiennego napiecia nastawczego, lub w inny znany sposób, natomiast rozdzial im¬ pulsów bramkowych na n obwodów dokonuje sie, wedlug wynalazku, za pomoca komutatora, któ¬ rego tempo pracy jest wymuszane przez impulsy wytwarzane w generatorze pracujacym z czesto¬ tliwoscia n/P. Ewentualna niestabilnosc czestotli¬ wosci swobodnej pracy tego generatora nie ma, praktycznie, wplywu na czasowy rozklad impul¬ sów bramkowych, poniewaz proces generacji tych impulsów jest fazowo synchronizowany z przebie¬ giem sieciowym — dzieki porównywaniu w kom¬ paratorze fazy impulsów synchronicznych z siecia z faza impulsów z komutatora i dzieki koryguja¬ cemu dzialaniu napiecia bledu na generator.Korekta czestotliwosci pracy generatora zacho¬ dzi w sposób ciagly, poniewaz napiecie bledu, wy¬ twarzane w komparatorze fazy, podlega calkowa¬ niu w filtrze dolnoprzepustowym i dopiero skla¬ dowa woinozmienna tego napiecia bledu reguluje samoczynnie faze generowanych impulsów w kie¬ runku stalego, okreslonego stosunku do fazy im¬ pulsów doprowadzanych z jednofazowego prze- suwnika do komparatora fazy.Wynalazek jest ponizej objasniony na przykla¬ dzie wykonania i przy pomocy rysunku, którego fig. 1 przedstawia blokowy schemat ukladu ste¬ rowniczego dla szesciofazowego prostownika ste¬ rowanego, fig. 2 — rozklad czasowy impulsów na wyjsciu przesuwnika, na wyjsciu generatora i na wyjsciach komutatora, a fig. 3 — szczególowy schemat komparatora fazy, filtru, generatora, ko¬ mutatora i polaczen miedzy tymi zespolami.Z sieci energetycznej R, S, T, O jest zasilany transformator Tr ukladu prostowniczego i jedno¬ fazowy uklad prostowniczo-calkujacy 1, z które¬ go odksztalcone napiecie jest doprowadzane do zespolu porównywania napiec 2, w którym naste¬ puje wyzwalanie impulsów elektrycznych w chwi¬ lach równosci napiec odksztalconego — pilozebne- go i doprowadzanego z zewnatrz napiecia regula¬ cyjnego Ureg. Z tego powodu w ciagu okresu P zmiany napiecia sieci, jak ha krzywej a, uklad zespolów 1 i 2 wytwarza jeden krótkotrwaly im¬ puls, przedstawiony na wykresie b, przy czym polozenie tego impulsu na osi czasu t w stosun¬ ku do przebiegu sieciowego jest okreslone katem fazowym q, a wielkosc tego kata moze byc zmie¬ niana przez amiane napiecia Ureg.W zespole rózniczkujacym 3 impulsy z zespo¬ lu 2 sa ksztaltowane, a nastepnie wprowadzane do komparatora fazy 4. Napiecie wyjsciowe kom~~- paratora fazy, pozbawione skladowej zmiennej przez filtr dolnoprzepustowy 5, jesit doprowadza¬ ne do baz tranzystorów V2 i V4 pracujacych w 5 ukladzie multiwibratora 6, który generuje krótko¬ trwale impulsy z czestotliwoscia szesciokrotnie wyzszej od czestotliwosci sieciowej. Wykres c ilustruje rozklad impulsów wyjsciowych multi¬ wibratora 6 w czasie t. 10 Zakladajac poczatek rachuby czasu w punkcie o przejscia przez zero napiecia jednej z faz sieci oraz, ze okres P odpowiada katowi pelnemu 2jt pulsacjd, uzyskuje sie wymiar róznicy fazowej dwu ('.¦¦ -2* is sasiadujacych impulsów multiwibratora równy —r o oraz okreslenie polozen kolejnych impulsów na osi t jako: 20 o 5 przy czym zmiana wartosci kata tyczna zmiane polozen wszystkich pózniejszych 25 impulsów. Taki szereg impulsów jest doprowa¬ dzany, do wejsc Si—S6 wszystkich stopni pierscie¬ niowego licznika 7.Licznik ten zawiera szesc dwustanowych prze- 30 rzutników, sposród których w kazdej chwili tyl¬ ko jeden znajduje sie w stanie, w którym dopro¬ wadzony iz multiwibratora impuls moze byc prze¬ kazany na wyjscie tego przerzutnika, przy czym w chwila przenoszenia impulsu przerzutnik zmie- 35 nia stan na przeciwny i jednoczesnie zmienia stan przerzutnika nastepnego stopnia, przygotowujac ten nastepny stopien do przyjecia i przeniesienia na wyjscie nastepnego z szeregu impulsów mul¬ tiwibratora. 40 Wyjscia Wj—W6 przerzutników licznika sa wza¬ jemnie izolowane i moga byc polaczone z elek¬ trodami bramkowymi tyrystorów szesciofazowego ukladu prostowniczego. W ten'sposób do kazdego z szesciu zaworów jest doprowadzany jeden z cia- 45 gów impulsów przedietawionprch na rysunku jako przebiegi d, e, f, g, h, i, przy czym licznik 7 pracuje jako komutator. Jedno z wyjsc W2 ko¬ mutatora jest ponadto polaczone z wejsciem kom¬ paratora fazy 4, dzieki czemu tworzy sie petla 50 sprzezenia zwrotnego, w której napiecie wyjscio¬ we komparatora fazy 4 jest uzaleznione od sto¬ sunku fazowego impulsów wyjsciowych, czyli po¬ chodzacych z wyjscia W2 komutatora i impulsów wejsciowych, czyli doprowadzanych z zespolu róz- 55 niozkujacego 3. W ten sposób jest zapewniona synchronizacja pracy generatora 6 z siecia oraz mozliwosc-synchronicznej, praktycznie, zmiany ka¬ ta przeplywu pradu przez wszystkie zawory ukla¬ du prostowniczego. 60 Wynalazek moze byc stosowany do ukladów prostowników sterowanych o dowolnej liczbie faz, przy czym korzysci techniczne i ekonomiczne sa tym wieksze, im wiecej skojarzonych faz zawiera 65 uklad prostowniczy. (56990 PL