RU2027294C1

RU2027294C1 - Device for controlling m-phase rectifier converter

Info

Publication number: RU2027294C1
Authority: RU
Inventors: А.И. Кадышев; Н.А. Бритков; Б.Ф. Симонов
Original assignee: Специальное конструкторское бюро прикладной геофизики СО РАН
Priority date: 1991-12-25
Filing date: 1991-12-25
Publication date: 1995-01-20

Abstract

FIELD: rectifier converters. SUBSTANCE: converter has synchronization unit which has inputs connected with power inputs of rectifier converter, mode setting unit with two outputs - p and q, 2m-channel distributor. Converter is provided additionally with the second 2m-channel distributor, 2OR-NOT circuit, square-wave generator and meander former. Both 2m-channel distributors are made in form of logic gates which have three conditions. Like information outputs of the gates are integrated and connected to outputs of synchronization unit. The first control inputs of the distributors are connected with outputs of meander former. The second inputs are integrated and connected to output of 2OR-NOT gate. Inputs of 2OR-NOT gate are connected with p and q outputs of setting unit. Like outputs of 2m-channel distributors are connected to paraphase inputs of two-clock thyristor switches of output stages. Converter is provided with protection system made in form of elements being sensitive to amplitude and duration of current in primary winding of pulse transformers of output stages. Protection circuit permits to inspect duration of control pulse of power rectifiers by digital method and to de-energize power supply at pre-trouble modes. EFFECT: improved reliability of control. 2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испоользовано при разработке систем управления многофазными вентильными преобразователями для питания многообмоточгых электромагнитных сваебойных молотов. The invention relates to a conversion technique and can be used in the development of control systems for multiphase valve converters for powering multi-winding electromagnetic pile driving hammers.

Известно устройство для управления многофазным вентильным преобразователем [1], содержащее блок синхронизации, снабженное тремя формирователями импульсов и тремя преобразователями фазных напряжений, причем входы блока синхронизации подключены к фазным напряжениям и входам преобразователей фазных напряжений, блок задания, снабженный задатчиком режима, и распределитель импульсов, содержащий идентичные каналы по числу вентилей, причем каждый канал содержит схему 2И-2И-ИЛИ, вход одного элемента 2И и вход другого элемента 2И которой соответственно подключены к прямому и инверсному выходам задатчика режима блока задания, а выходы схем 2И-2И-ИЛИ предназначены для подключения к преобразователю. A device for controlling a multiphase valve converter [1], comprising a synchronization unit provided with three pulse shapers and three phase voltage converters, the inputs of the synchronization unit being connected to phase voltages and inputs of the phase voltage converters, a reference unit equipped with a mode switch, and a pulse distributor, containing identical channels by the number of gates, each channel containing a 2I-2I-OR circuit, the input of one element 2I and the input of another element 2I which corresponds governmental connected to the direct and inverse output setpoint setting unit mode and output of the circuit 2I-2I-OR are used to connect to the transmitter.

Известное устройство сложно и не может быть использовано для питания и управления многообмоточных электромагнитных машин ударрного действия. The known device is complex and cannot be used to power and control multi-winding electromagnetic shock machines.

Известны также устройства для управления вентильными преобразователями [2], в которых выходные каскады содержат импульсные трансформаторы, средняя точка первичных обмоток которых связана с шиной питания через предохранительные элементы, отключающие аварийные токи в цепи танзисторных ключей, а вторичные обмотки через выпрямители и RC-фильтры подключены к управляющим электродам силовых вентилей. Devices for controlling valve converters [2] are also known, in which the output stages contain pulse transformers, the middle point of the primary windings of which is connected to the power bus through safety elements that disconnect emergency currents in the tanzistor switch circuit, and the secondary windings are connected through rectifiers and RC filters to the control electrodes of the power valves.

Недостатками устройств являются низкая надежность отключения в предаварийных режимах, обусловленная нечетным срабатыванием плавкой вставки предохранителей, завышенные установленная мощность и габариты вспомогательного источника питания из-за потерь электрической энергии на активных токоограничивающих резисторах. The disadvantages of the devices are the low reliability of shutdown in pre-emergency modes, due to the odd actuation of the fuse insert fuses, the installed capacity and dimensions of the auxiliary power supply are overestimated due to the loss of electrical energy on active current-limiting resistors.

Прототипом является устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем [3], содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения к выводам питающей сети, снабженный 2m основными выходами, первым и вторым управляющими выходами, причем каждый из основных выходов является выходом формирования первого, второго и третьего коротких импульсов, соответствующих углам управления соответствующего вентиля преобразователя соответственно 0, 60 и 150 эл. град. за период частоты питающей сети, первый управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с первыми и вторыми импульсами, формируемыми на основных выходах, а второй управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с третьими импульсами, формируемыми на основных выходах, блок задания режима, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока синхронизации, снабженный первым и вторым выходами, каждый из которых при задании режимов соответственно выпрямления и инвертирования является выходом формирования импульсов, аналогичных поступаемым соответственно на первый и второй входы, первый 2m-канальный распределитель импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующим основным выходам блока синхронизации, а выходы соединены с первыми входами соответствующих выходных усилителей, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам соответствующих вентилей преобразователя. The prototype is a device for controlling an m-phase valve converter [3], containing a synchronization unit, the inputs of which are designed to connect to the terminals of the supply network, equipped with 2m main outputs, the first and second control outputs, each of the main outputs being the output of the formation of the first, second and the third short pulses corresponding to the control angles of the corresponding converter valve, respectively 0, 60 and 150 el. hail. for the period of the supply network frequency, the first control output is the output of the formation of pulses coinciding in time with the first and second pulses formed at the main outputs, and the second control output is the output of the formation of pulses coinciding in time with the third pulses formed at the main outputs, block setting the mode, the first and second inputs of which are connected respectively with the first and second control outputs of the synchronization unit, equipped with first and second outputs, each of which of rectification and inversion modes, respectively, is an output of pulse formation similar to that received respectively at the first and second inputs, the first 2m-channel pulse distributor, the information inputs of which are connected to the corresponding main outputs of the synchronization unit, and the outputs are connected to the first inputs of the corresponding output amplifiers, the outputs of which for connecting to the control inputs of the corresponding valves of the converter.

Однако известное устройство не обеспечивает достаточную надежность управления m-фазным вентильным преобразователем, питающим нагрузку с большой величиной индуктивности. However, the known device does not provide sufficient reliability for controlling an m-phase valve converter supplying a load with a large inductance.

Целью изобретения является повышение надежности управления. The aim of the invention is to increase the reliability of management.

Цель достигается тем, что в устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем, содержащее блок синхонизации, входы которого предназначены для подключения к выводам питающей сети, снабженный 2m основными выходами, первым и вторым управляющими выходами, причем каждый из основных выходов является выходом формирования первого, второго и третьего коротких импульсов, соответствующих углам управления соответствующего вентиля преобразователя соответственно 0, 60 и 150 эл. град. за период частоты питающей сети, первый управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с первыми и вторыми импульсами, формируемыми на основных выходах, а второй управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с третьими импульсами, формируемыми на основных выходах, блок задания режима, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока синхронизации, снабженный первым и вторым выходами, каждый из которых при задании режимов соответственно выпрямления и инвертирования является выходом формирования импульсов, аналогичных поступаемым соответствено на первый и второй входы, первый 2m-канальный распределитель импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующим основным выходам блока синхронизации, а выходы соединены с первыми входами соответствующих выходных усилителей, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам соответствующих вентилей преобразователя, введены 2m-канальный распределитель импульсов, элемент 2ИЛИ-НЕ, генератор прямоугольных импульсов и триггер, причем в качестве первого и второго 2m-канальных распределителей импульсов использованы 2m-канальные ключевые элементы с высокоимпедансным состоянием выходов при отсутствии активного уровня сигналов на первом и втором управляющих входах, при этом информационные входы второго 2m-канального распределителя импульсов соединены с одноименными информационными входами первого 2m-канального распределителя импульсов, выход генератора прямоугольных импульсов соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым управляющим входам соответственно первого и второго 2m-канальных распределителей импульсов, вторые управляющие входы которых подключены к выходу элемента 2ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами блока задания режима, каждый из выходных усилителей снабжен вторым парафазным входом, подключенным к соответствующему выходу второго 2m-канального распределителя импульсов, и выполнен по двухтактной трансформаторной схеме с выпрямителем на выходе, причем средние выводы первичных обмоток трансформаторов всех выходных усилителей соединены с выводом для подключенрия вспомогательного источника питания. The goal is achieved by the fact that in the device for controlling the m-phase valve converter containing a synchronization unit, the inputs of which are designed to connect to the terminals of the supply network, equipped with 2m main outputs, the first and second control outputs, each of the main outputs being the output of the formation of the first, second and third short pulses corresponding to the control angles of the corresponding valve of the converter, respectively 0, 60 and 150 el. hail. for the period of the supply network frequency, the first control output is the output of the formation of pulses coinciding in time with the first and second pulses formed at the main outputs, and the second control output is the output of the formation of pulses coinciding in time with the third pulses formed at the main outputs, block setting the mode, the first and second inputs of which are connected respectively with the first and second control outputs of the synchronization unit, equipped with first and second outputs, each of which modes of rectification and inversion, respectively, is the output of the formation of pulses similar to those received respectively at the first and second inputs, the first 2m-channel pulse distributor, the information inputs of which are connected to the corresponding main outputs of the synchronization unit, and the outputs are connected to the first inputs of the corresponding output amplifiers, the outputs of which are intended to connect to the control inputs of the corresponding valves of the converter, a 2m-channel pulse distributor, elem ent 2OR-NOT, a rectangular pulse generator and a trigger, moreover, 2m-channel key elements with a high-impedance state of outputs in the absence of an active signal level at the first and second control inputs are used as the first and second 2m-channel pulse distributors, while the information inputs of the second 2m -channel pulse distributor connected to the same information inputs of the first 2m-channel pulse distributor, the output of the rectangular pulse generator is connected to the counting input t a rigger, the direct and inverse outputs of which are connected to the first control inputs of the first and second 2m-channel pulse distributors, the second control inputs of which are connected to the output of the 2OR-NOT element, the inputs of which are connected to the outputs of the mode setting unit, each of the output amplifiers is equipped with a second paraphase the input connected to the corresponding output of the second 2m-channel pulse distributor, and is made according to a push-pull transformer circuit with a rectifier at the output, and the average conclusions of the primary s transformer windings of the output amplifiers are connected to the terminal for the auxiliary power supply podklyuchenriya.

Кроме того, в устройство введен блок защиты, ыполненный в виде первого и второго герконовых реле, RS-триггера, элемента 3И, счетчика импульсов, дешифраторов, первого и второго усилителей, тиристорного оптрона, генератора импульсов, элементов памяти и индикации, причем обмотка первого герконового реле включена между объединенными средними выводами первичных обмоток трансформаторов всех выходных усилителей к выводам для подключения вспомогательного источника питания через размыкающий контакт второго герконового реле, обмотка которого подключена между выводами для подключения вспомогательного источника питания через фототиристор тиристорного оптрона, светоизлучатель которого подключен к выходу первого усилителя, замыкающий контакт первого герконового реде подключен к входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента 3И, инверсный выход подключен к входу сброса счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора, выход которого подключен к входу первого усилителя, входу элемента памяти, через второй усилитель подключенного к элементу индикации, и второму входу элемента 3И, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика импульсов. In addition, a protection unit has been introduced into the device, made in the form of the first and second reed switches, RS-flip-flop, element 3I, pulse counter, decoders, first and second amplifiers, thyristor optocoupler, pulse generator, memory and indication elements, and the winding of the first reed the relay is connected between the combined middle terminals of the primary transformer windings of all output amplifiers to the terminals for connecting an auxiliary power source through the opening contact of the second reed relay, the winding of which it is connected between the outputs for connecting an auxiliary power source through a thyristor optocoupler thyristor, the light emitter of which is connected to the output of the first amplifier, the make contact of the first reed switch is connected to the input of the RS-trigger, the direct output of which is connected to the first input of element 3I, the inverse output is connected to the counter reset input pulses, the outputs of which are connected to the inputs of the decoder, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the input of the memory element, through the second amplifier connected to the indication element, and the second input of the 3I element, the third input of which is connected to the output of the pulse generator, and the output to the input of the pulse counter.

На фиг.1 изображена блок-схема устройства для управления m-фазным вентильным преобразователем; на фиг.2 - схема выходного усилителя и функциональная схема блока защиты; на фиг.3 - принципиальная схема блока защиты; на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.5 - временные диаграммы работы блока защиты. Figure 1 shows a block diagram of a device for controlling an m-phase valve converter; figure 2 - diagram of the output amplifier and the functional block circuit protection; figure 3 is a schematic diagram of a protection unit; in FIG. 4 - time diagrams of the operation of the device; figure 5 - timing diagrams of the operation of the protection unit.

Устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем, например, при m=3 (фиг.1) содержит блок 1 синхронизации, распределитель 2 импульсов, блок 3 задания режима, дополнительный 2m-канальный распределитель 4, элемент 2ИЛИ-НЕ 5, генератор 6 прямоугольных импульсов и триггер 7. Основной 2 и дополнительный 4 2m-канальные распределители импульсов содержат элемент 8 управления и управляемые ключи 9-14. Входы блока 1 синхронизации подключены к силовым входам фаз А,B,C вентильного преобразователя, выходные информационные каналы l₁-l₆ шины D связаны с входами управляемых ключей 9-14 2m-канальных распределителей 2,4, а выходные управляющие каналы g, h шины Е подключены к входам блока 3 режима задания. Выходы р и q блока 3 подключены к входам элемента 2ИЛИ-НЕ 5. Генератор 6 прямоугольных импульсов связан со счетным входом триггера 7, выходы которого соответственно подключены к первым входам элемента 8 управления основного 2 и дополнительного 4 2m-канальных распределителей. Вторые входы элементов 8 объединены и подключены к выходу элемента 2ИЛИ-НЕ 5.A device for controlling an m-phase valve converter, for example, for m = 3 (Fig. 1) contains a synchronization unit 1, a pulse distributor 2, a mode setting unit 3, an additional 2m-channel distributor 4, an element 2 OR NOT 5, a rectangular generator 6 pulses and trigger 7. The main 2 and additional 4 2m-channel pulse distributors contain a control element 8 and managed keys 9-14. The inputs of the synchronization unit 1 are connected to the power inputs of the phases A, B, C of the valve converter, the output information channels l ₁ -l _{6 of} the D bus are connected to the inputs of the controlled keys of 9-14 2m-channel distributors 2.4, and the output control channels g, h E buses are connected to the inputs of block 3 of the job mode. The outputs p and q of block 3 are connected to the inputs of the element 2 OR NOT 5. The square-wave generator 6 is connected to the counting input of the trigger 7, the outputs of which are respectively connected to the first inputs of the control element 8 of the main 2 and additional 4 2m-channel distributors. The second inputs of the elements 8 are combined and connected to the output of the element 2 OR NOT 5.

На фиг. 2 представлены ячейки 15, 16 выходных усилителей силовых вентилей 17, 18, например, фазы А, входы которых K1-

и K4-

соответственно подключены к выходам 2m-канальных распределителей 2,4, а выходы - к управляющим электродам силовых вентилей 17,18. Ячейки 15, 16 выходных усилителей содержат импульсные трансформаторы 19, 20, средние точки первичных обмоток которых связаны с шиной 21 питания через обмотку 22.1 первого герконового реле и размыкающийся контакт 23.2 второго герконового реле. Вторые концы первичных обмоток импульсных трансформаторов 19, 20 через транзисторные ключи 24, 25 связаны с нулевой шиной. Базы транзисторных ключей, связанные с соответствующими выходами 2m-канальных распределителей, имеют отрицательное смещение источника 26 через резисторы 27, 28, которое ограничивается диодами 29, 30. Коллекторы транзисторов 24, 25 шунтированы стабилитронами 31, 32. Вторичные обмотки импульсных трансформатов 19, 20 через выпрямитель 33-34 и RS-филтьтр 35-37 подключены к управляющим электродам тиристоров 17, 18, которые шунтированы конденсаторами 38, 39. Контакт 22.2 первого герконового реле подключает нулевую шину к входу RS-триггера 40, прямой выход которого подключен к первому входу элемента 3И 41, а инверсный - к входу установки в нулевое состояние счетчика 42 импульсов. Вход счетчика 42 импульсов связан с выходом элемента 3И 41, а выходы - с входами дешифратора 43. Выход дешифратора одновременно связан с входом первого усилителя 44, с вторым входом элемента 3И 41 и с информационным входом элемента 45 памяти, выход которого через второй усилитель 46 подключен к элементу 46 индикации. Выход первого усилителя 44 связан со светоизлучателем тиристорного оптрона 48, в цепь фототиристора которого включена обмотка 23.1 второго герконового реле. Третий вход элемента 3И 41 связан с выходом источника прямоугольных импульсов напряжения пониженной частоты .In FIG. 2 shows

cells

15, 16 of the output amplifiers of

power valves

17, 18, for example, phase A, the inputs of which K1-

and K4-

respectively, connected to the outputs of 2m-channel distributors 2.4, and the outputs to the control electrodes of the power valves 17.18. The

output amplifier cells

15, 16 contain

pulse transformers

19, 20, the midpoints of the primary windings of which are connected to the power bus 21 through the winding 22.1 of the first reed relay and the opening contact 23.2 of the second reed relay. The second ends of the primary windings of

pulse transformers

19, 20 through

transistor switches

24, 25 are connected to the zero bus. The base of the transistor switches associated with the corresponding outputs of the 2m-channel distributors have a negative bias of the source 26 through the resistors 27, 28, which is limited by the

diodes

29, 30. The collectors of the

transistors

24, 25 are shunted by the

zener diodes

31, 32. The secondary windings of the

pulse transformers

19, 20 through rectifier 33-34 and RS-filter 35-37 are connected to the control electrodes of

thyristors

17, 18, which are shunted by

capacitors

38, 39. Contact 22.2 of the first reed relay connects the zero bus to the input of RS-flip-flop 40, whose direct output is connected It is accessible to the first input of element 3I 41, and inverse to the input of setting the counter 42 to pulses to zero. The input of the pulse counter 42 is connected to the output of the element 3I 41, and the outputs are connected to the inputs of the decoder 43. The output of the decoder is simultaneously connected to the input of the first amplifier 44, to the second input of the element 3I 41 and to the information input of the memory element 45, the output of which is connected through the second amplifier 46 to the indication element 46. The output of the first amplifier 44 is connected to the light emitter of the thyristor optocoupler 48, in the photothyristor circuit of which is included the winding 23.1 of the second reed relay. The third input of element 3I 41 is connected to the output of a source of rectangular pulses of voltage of reduced frequency.

На фиг.3 представлен пример выполнения блока защиты, где триггер 40 выполнен на элементах D 1.1-D 1.3 микросхемы К155ЛАЗ, элемент 3И 41 выполнен на микросхеме К555ЛИЗ, дешифратор 43 и первый усилитель 44 выполнены на микросхеме К155ЛA6, триггер 45 и второй усилитель 46 выполнены на микросхеме К155ЛАЗ. Figure 3 presents an example implementation of the protection unit, where the trigger 40 is made on elements D 1.1-D 1.3 of the K155LAZ chip, element 3I 41 is made on the K555LIZ chip, the decoder 43 and the first amplifier 44 are made on the K155LA6 chip, the trigger 45 and the second amplifier 46 are made on the K155LAZ chip.

На фиг. 4 представлены фазные напряжения А, В, С на входе блока 1 синхронизации (а), импульсы напряжений l₁-l₆ на основных выходах блока синхронизации (б-ж), являющихся выходом формирования первого, второго и третьего коротких импульсов, соответствующих углам управления соответствено 0, 60 и 150 эл.град. за период частоты питающей силы, импульсы управления р и q соответственно с первого и второго выходов блока 3 задания режима (з, и), каждый из которых при задании режимов выпрямления и инвертирования является выходом формирования импульсов, аналогичных поступаемым соответственно на первый и второй входы блока задания режима; прямоугольные импульсы f и

высокой частоты соответственно с прямого и инверсного выходов триггера 7 (к,л), счетный вход которого подключен к выходу генератора 6 прямоугольных импульсов; частотно заполненные импульсы управления К1-К6 и

-

с выходов соответственно первого 2 и второго 4 2m-канальных распределителей импульсов в выпрямительном режиме работы преобразоватея и импульсы управления К'1-K'6 и

-

с выходов соответственно первого 2 и второго 4 2m-канальных распределителей импульсов в инверторном режиме работы преобразователя (м-ч).In FIG. 4 shows the phase voltage A, B, C at the input of synchronization unit 1 (a), voltage pulses l ₁ -l ₆ at the main outputs of the synchronization unit (b-g), which are the output of the formation of the first, second and third short pulses corresponding to the control angles respectively 0, 60 and 150 el. for the period of the supply power frequency, the control pulses p and q, respectively, from the first and second outputs of the unit 3 specify the mode (h, i), each of which, when setting the rectification and inversion modes, is an output of pulse formation similar to those received respectively at the first and second inputs of the block job mode; rectangular pulses f and

high frequency, respectively, from the direct and inverse outputs of the trigger 7 (k, l), the counting input of which is connected to the output of the generator 6 rectangular pulses; frequency-filled control pulses K1-K6 and

-

from the outputs of the first 2 and second 4 of the 2m-channel pulse distributors in the rectifier mode of operation of the converter and control pulses K'1-K'6 and

-

from the outputs, respectively, of the first 2 and second 4 2m-channel pulse distributors in the inverter mode of operation of the converter (m-h).

На фиг. 5 представлены фазные напряжения А,В,С на входе блока 1 синхронизации (а), управляющие импульсы U₃₈ (б,в) тиристора 17 катодной группы фазы А, прямоугольные импульсы частоты f₂ на третьем входе элемента 3И 41 (г), импульсы напряжения U₄₀ на прямом выходе RS-триггера 40 (д), импульсы напряжения U₄₂ на входе счетчика 42 импульсов (е), постоянное напряжение U₂₁ вспомогательного источника 21 питания на средних выводах первичных обмоток трансформаторов 19, 20 выходных усилителей 15, 16 (ж), суммарный ток I₂₁ вспомогательного источника 21 питания и уровень тока срабатывания I₂₂ первого герконового реле 22 (з). Воременные диаграммы приведены для выпрямительного и инверторного режимов работы преобразователя соответственно на левой и правой половине фиг.5.In FIG. 5 shows the phase voltages A, B, C at the input of synchronization unit 1 (a), control pulses U ₃₈ (b, c) of the thyristor 17 of the cathode group of phase A, rectangular pulses of frequency f ₂ at the third input of element 3I 41 (g), pulses voltage U ₄₀ at the direct output of the RS-flip-flop 40 (d), voltage pulses U ₄₂ at the input of the counter 42 pulses (e), constant voltage U _{21 of the} auxiliary power supply 21 at the middle terminals of the primary windings of transformers 19, 20 of output amplifiers 15, 16 ( g), the total current I _{21 of the} auxiliary power source 21 and the current level tripping I _{22 of the} first reed relay 22 (h). Time diagrams are given for the rectifier and inverter operation modes of the converter, respectively, on the left and right half of FIG. 5.

Устройство работает следующим образом. The device operates as follows.

В исходном состоянии с выходов р и q блока 3 задания режима снимается сигнал, соответствующий нулевому уровню напряжения. На выходе элемента 2ИЛИ-НЕ 5 присутствует сигнал, соответствующий уровню логической "1", который по второму входу элементов 8 управления 2m-канальных распределителей 2,4 переводит управляемые ключи 9-14 в Z-состояние. In the initial state, the outputs corresponding to the zero voltage level are removed from the outputs p and q of the mode setting unit 3. At the output of element 2 OR NOT 5 there is a signal corresponding to the logic level “1”, which transfers the managed keys 9-14 to the Z state at the second input of the control elements 8 of the 2m-channel distributors 2.4.

В качестве первого и второго 2m-канальных распределителей импульсов использованы 2m-канальные ключевые элементы с высокоимпедансным состоянием выходов при отсутствии активного уровня сигналов на первом и втором управляющих входах, например микросхема К155ЛП10. As the first and second 2m-channel pulse distributors, 2m-channel key elements with a high-impedance state of the outputs in the absence of an active signal level at the first and second control inputs, for example, the K155LP10 microcircuit, are used.

Транзисторные ключи 24,26 ячеек выходных усилителей закрыты отрицательным напряжением смещения источника 26, и управляющие импульсы на управляющих входах силовых вентилей отсутствуют. The transistor switches of 24.26 cells of the output amplifiers are closed by a negative bias voltage of the source 26, and there are no control pulses at the control inputs of the power valves.

В режиме выпрямления на выходе р блока 3 задания режима появляются импульсы напряжения, которые представляют собой результат сложения основных и дополнительных синхроимпульсов g, снимаемых с выхода блока 1 синхронизации. Эти импульсы инвертируются элементом 2ИЛИ-НЕ 5 и поступают на вторые входы элементов 8 управления обоих 2m-канальных распределителей 2,4. На первые входы элементов 8 управления поступают парафазные импульсы f и

с выходов IK-триггера 7, выполненного, например, на микросхеме К155ТВ1, счетный вход триггера подключен к генератору повышенной частоты, например f₁ = 120 кГц. При совпадении нулевых уровней сигнала

и сигналов f и

на входе элементов 8 управления сигнал разрешения с выхода этих элементов разрешает работу управляемых ключей 9-14 обоих 2m-канальных распределителей, которые в противофазе переводятся в проводящее состояние.In the rectification mode, voltage pulses appear at the output p of the mode setting unit 3, which are the result of the addition of the main and additional clock pulses g taken from the output of the synchronization unit 1. These pulses are inverted by the element 2 OR NOT 5 and fed to the second inputs of the control elements 8 of both 2m-channel distributors 2.4. The first inputs of the control elements 8 receive paraphase pulses f and

from the outputs of the IK-trigger 7, made, for example, on the K155TV1 chip, the counting input of the trigger is connected to a high-frequency generator, for example f ₁ = 120 kHz. With the coincidence of zero signal levels

and signals f and

at the input of the control elements 8, the enable signal from the output of these elements allows the operation of the controlled keys 9-14 of both 2m-channel distributors, which are in antiphase translated into a conducting state.

Парафазные частотно-модулированные сигналы, например, К4 и K4-

поступают на базы транзисторов 24,25, которые отрываются по цепи: шина источника 21 питания - обмотка 22.1 первого герконового реле - контакт 23.2 второго герконового реле - средняя точка первичной обмотки трансформатора 20, транзистор 24 или 25 - нулевая шина. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 20 выпрямляется диодаи 33, 34 повышенной частоты, сглаживается RС-фильтром на конденсаторе 35 и резисторах 36, 37 и поступает в виде широкого управляющего импульса на управляющий вход силового вентиля 18, вход которого шунтирован конденсатором 39, исключающим высокочастотные помехи. При этом амплитуда управляющего сигнала вентиля увеличивается. Силовой вентиль 18, в даннром случае анодный вентиль фазы А, включается.Paraphase frequency-modulated signals, for example, K4 and K4-

arrive at the bases of transistors 24.25, which are torn off by a circuit: power supply bus 21 - winding 22.1 of the first reed relay - contact 23.2 of the second reed relay - midpoint of the primary winding of transformer 20, transistor 24 or 25 - zero bus. The voltage of the secondary winding of the transformer 20 is rectified by an increased

frequency diode

33, 34, smoothed by an RC filter on the capacitor 35 and resistors 36, 37 and supplied as a wide control pulse to the control input of the power valve 18, the input of which is shunted by the capacitor 39, eliminating high-frequency interference. In this case, the amplitude of the control signal of the valve increases. The power valve 18, in this case, the anode valve of phase A, is turned on.

В режиме инвертирования на выходе р блока 3 задания режима нулевой уровень напряжения, а на выходе q появляются импульсы напряжения, которые представляют собой результат сложения инверторных синхроимпульсов h, снимаемых с выхода блока 1 синхронизации. Эти импульсы инвертируются элементом 2ИЛИ-НЕ 5 и поступают на вторые входы элементов 8 управления обоих 2m-канальных распределителей 2,4. На первые входы элементов 8 управления поступают парафазные импульсы f и

с выходов триггера 7. При совпадении нулевых уровней сигнала

и сигналов f и

на входе элементов 8 управления сигнал разрешения с выхода этих элементов разрешает работу управляемых ключей 9-14 обоих 2m-канальных распределителей, которые в противофазе также переводятся в проводящее состояние. В дальнейшем работа устройства протекает аналогично описанной в выпрямительном режиме.In the invert mode, the output p of the unit 3 of the job mode sets the voltage level to zero, and the output voltage pulses q appear, which are the result of adding the inverter clock pulses h taken from the output of the synchronization unit 1. These pulses are inverted by the element 2 OR NOT 5 and fed to the second inputs of the control elements 8 of both 2m-channel distributors 2.4. The first inputs of the control elements 8 receive paraphase pulses f and

from the outputs of the trigger 7. With the coincidence of zero signal levels

and signals f and

at the input of the control elements 8, the enable signal from the output of these elements allows the operation of the controlled keys 9-14 of both 2m-channel distributors, which, in antiphase, are also transferred to the conducting state. Further, the operation of the device proceeds similarly to that described in the rectifier mode.

Таким образом, выходы 2m-канальных распределителей 2,4 при передаче парафазных импульсов управления на базы транзисторов 24, 25 ячеек выходных усилителей периодически находятся в состоянии единица - нуль, а при длительном отсутствии сигналов l₁-l₆ и соответственно сигналов р и q, являющихя дизъюнкциями сигналов l₁-l₆, находятся в Z-состоянии. Последнее высокоимпедансное состояние 2m-канального ключевого элемента при отсутствии активного уровня сигналов на первом и втором управляющих входах характеризуется значительным повышением выходного сопротивления управляемых ключей 9-14, приближающимся к разрыву цепи, что исключает самопроизвольное включение силовых вентилей 17,18, так как входы парафазных напряжений частотного заполнения отключаются заранее на стадии совпадения с сигналом управления.Thus, the outputs of 2m-channel distributors 2.4 when transmitting paraphase control pulses to the bases of transistors 24, 25 of the cells of the output amplifiers are periodically in the state one - zero, and with a long absence of signals l ₁ -l ₆ and, accordingly, signals p and q, which are the disjunctions of the signals l ₁ -l ₆ , are in the Z-state. The last high-impedance state of the 2m-channel key element in the absence of an active signal level at the first and second control inputs is characterized by a significant increase in the output resistance of the controlled keys 9-14, approaching an open circuit, which eliminates the spontaneous switching on of the power valves 17,18, since the inputs of paraphase voltages frequency filling are disabled in advance at the stage of coincidence with the control signal.

Питание первичных обмоток трансформаторов 19,20 осуществляется от источника 21 через обмотку 22.1 первого герконового реле, которое срабатывает при токе нагрузки I₂₁ (фиг.5),превышающем номинальный ток потребления I₂₂ одновременно работающих ячеек 15, 16 выходного усилителя.The primary windings of the transformers 19.20 are supplied from the source 21 through the winding 22.1 of the first reed relay, which is activated when the load current I ₂₁ (Fig. 5) exceeds the rated current consumption I _{22 of the} simultaneously operating cells 15, 16 of the output amplifier.

В случае аварийного режима, вызванного, например, выходом из строя одного из транзисторов 24, 25 или увеличением длительности импульса на их базах, срабатывает первое герконовое реле, которое замыкающимся контактом 22.2 подает нулевой уровень напряжения на вход триггера 40. Единичный сигнал U₄₀ с прямого выхода триггера 40 открывает элемент 3И 41, а нулевой сигнал с инверсного выхода триггера 40 дает разрешение работы счетчика 42 импульсов. Импульсы напряжения U₄₂ пониженной частоты f₂, например 300 Гц, поступают на вход счетчика 42 и заполняют последний.In the event of an emergency mode caused, for example, by the failure of one of the transistors 24, 25 or by an increase in the pulse duration at their bases, the first reed relay is activated, which closes with contact 22.2 and supplies a zero voltage level to the input of trigger 40. A single signal U ₄₀ with direct trigger 40 opens the element 3I 41, and a zero signal from the inverse output of trigger 40 gives the resolution of the counter 42 pulses. The voltage pulses U ₄₂ low frequency f ₂ , for example 300 Hz, are fed to the input of the counter 42 and fill the last.

Если длительность импульса тока на управляющем входе, например, вентиля 17 U₃₈ превышает максимальную длительность выпрямительного или инверторного синхроимпульса в каналах l₁-l₆ шины D, равную π/3ω, где ω- круговая частота сети, то срабатывает первое герконовое реле 22.1, которое своим контактом 22.2 переводит триггер 40 в состояние, при котором открывается элемент 3И 41 и в счетчик 42 импульсов поступают импульсы U₄₂ частоты f₂ (фиг.5е). Счетчик 42 импульсов успевает заполниться до значения, например 15, в результате чего нулевой сигнал с выхода дешифратора 43 по второму входу элемента 3И 41 прекращает счет импульсов f₂.If the duration of the current pulse at the control input, for example, gate 17 U ₃₈ exceeds the maximum duration of the rectifier or inverter clock in the channels l ₁ -l _{6 of} the D bus, equal to π / 3ω, where ω is the circular frequency of the network, then the first reed relay 22.1 which, by its contact 22.2, transfers the trigger 40 to the state in which the element 3I 41 opens and pulses U _{42 of} frequency f ₂ are received in the pulse counter 42 (Fig. 5e). The pulse counter 42 manages to fill up to a value, for example 15, as a result of which the zero signal from the output of the decoder 43 at the second input of the element 3I 41 stops the pulse count f ₂ .

С выхода первого усилителя 44 сигнал управления поступает на светоизлучатель тиристорного оптрона 48, и включается второе реле 23.1, которое своим контактом 23.2 отключает шину 21 вспомогательного источника питания U₂₁ (фиг.5,ж) от первичных обмоток импульсных трансформаторов 19,20.From the output of the first amplifier 44, the control signal is supplied to the light emitter of the thyristor optocoupler 48, and the second relay 23.1 is turned on, which, by its contact 23.2, disconnects the bus 21 of the auxiliary power supply U ₂₁ (Fig. 5, g) from the primary windings of the pulse transformers 19,20.

Нулевой сигнал с выхода дешифратора 43, воздействуя на информационный вход элемента 45 памяти, переводит последний в состояние, при котором нулевое напряжение на его выходе поступает на вход второго усилителя 46, и элемент 47 индикации засвечивается, сигнализируя предаварийную ситуацию. The zero signal from the output of the decoder 43, acting on the information input of the memory element 45, puts the latter into a state in which the zero voltage at its output goes to the input of the second amplifier 46, and the indication element 47 is illuminated, signaling a pre-emergency situation.

Возвращение устройства в исходное состояние возможно лишь после снятия напряжения и устранения неисправности, повлекшей нарастание тока в цепи питания первичных обмоток импульсных трансформаторов 19,20 ячеек выходных усилителей до величины, превышающей номинальное значение. Returning the device to its original state is possible only after removing the voltage and eliminating the malfunction that caused the increase in current in the power supply circuit of the primary windings of pulse transformers of 19.20 cells of output amplifiers to a value exceeding the nominal value.

При кратковременных перегрузках в цепи источника 21, вызванных. например, повышением напряжения сети первое герконовое реле 22.1 может срабатывать и замыкать свой контакт 22.2. Срабатывает RS-триггер 40, и на вход счетчика 42 импульсов через элемент 3И 41 поступает пачка импульсов U₄₂ с недостаточным количеством импульсов частоты f₂. Сетчик 42 не успевает заполниться, тиристорный оптрон 48 не включается, и разомкнувшийся контакт 22.2 переводит триггер 40 в состояние, при котором нулевой сигнал на прямом выходе запрещает работу элемента 3И 41, а единичный сигнал на инверсном выходе сбрасывает счетчик 42 в нулевое состояние (фиг.5,е).For short-term overloads in the source circuit 21 caused by. for example, by increasing the mains voltage, the first reed relay 22.1 can operate and close its contact 22.2. The RS flip-flop 40 is triggered, and a pulse packet U ₄₂ with an insufficient number of pulses of frequency f ₂ arrives at the input of the pulse counter 42 through element 3I 41. The setter 42 does not have time to fill up, the thyristor optocoupler 48 does not turn on, and the open contact 22.2 sets the trigger 40 to the state in which the zero signal at the direct output inhibits the operation of element 3I 41, and the single signal at the inverted output resets the counter 42 to the zero state (Fig. 5 f).

В качестве первого герконового реле используется реле РТГ 0101100 на 1 А с временем срабатывания не блее 8 мс, в качестве второго герконового реле - реле типа РЭС-55А, имеющее размыкающиеся контакты. В качестве генератора прямоугольных импульсов f₂ пониженной частоты могут быть использованы выходные управляющие сигналы g или h шины Е блока 1 синхронизации, частота которых равна 300 Гц.A RTG 0101100 1 A relay is used as the first reed relay, with a response time of no more than 8 ms, and a RES-55A type relay having disconnected contacts is used as the second reed relay. As a generator of rectangular pulses f ₂ low frequency can be used output control signals g or h of the bus E of block 1 synchronization, the frequency of which is 300 Hz.

Для определения параметров элементов, чувствительных к амплитуде и длительности тока, необходимо задать диапазон изменения времени срабатывания герконового токового реле t₁ и времени заполнения t₂счетчика 42 импульсов. Так как максимальная длительность синхроимпульса в каналах l₁-l₆ шины D при работе вентильного преобразователя в выпрямительном и инверторном режимах не превышает 60 эл. град., то время срабатывания герконового токового реле t₁ ≥π/3ω= 3,3˙ 10^-3 с, где ω- круговая частота напряжения питающей сети при m = 3.To determine the parameters of elements that are sensitive to the amplitude and duration of the current, it is necessary to set the range of the response time of the reed current relay t ₁ and the filling time t _{2 of the} pulse counter 42. Since the maximum duration of the clock in the channels l ₁ -l _{6 of the} bus D during operation of the valve converter in the rectifier and inverter modes does not exceed 60 el. deg., then the response time of the reed current relay is t ₁ ≥π / 3ω = 3.3˙ 10 ^-3 s, where ω is the circular frequency of the supply voltage at m = 3.

Время заполнения счетчика t₂= 2^n-1

, где n - число двоичных разрядов счетчика 42 импульсов. Сброс счетчика в нулевое состояние осуществляется мгновенно при размыкании контакта 22.2 первого герконового реле, чем исключается ложное срабатывание защиты от предыдущего накопления импульсов в счетчике 42.Counter filling time t ₂ = 2 ^n-1

where n is the number of bits of the counter 42 pulses. The counter is reset to zero instantly when the contact 22.2 of the first reed relay is opened, thereby eliminating false protection from the previous accumulation of pulses in the counter 42.

Claims

1. DEVICE FOR CONTROL OF M-PHASE VENTAL CONVERTER, comprising a synchronization unit, the inputs of which are designed to connect to the mains terminals, equipped with 2m main outputs, first and second control outputs, each of the main outputs being the output of the formation of the first, second and third short pulses corresponding to the control angles of the corresponding valve of the converter, respectively 0.60 150.0 el. for the period of the supply network frequency, the first control output is the output of the formation of pulses coinciding in time with the first and second pulses generated at the main outputs, and the second control output is the output of the formation of pulses coinciding in time with the third pulses formed at the main outputs, block setting the mode, the first and second inputs of which are connected respectively with the first and second control outputs of the synchronization unit, equipped with first and second outputs, each of which of the rectification and inversion modes, respectively, is the output of the formation of pulses similar to those received respectively at the first and second inputs, the first 2m-channel pulse distributor, the information inputs of which are connected to the corresponding main outputs of the synchronization unit, and the outputs are connected to the first inputs of the corresponding output amplifiers, the outputs of which are intended for connecting to the control inputs of the corresponding valves of the Converter, characterized in that, in order to increase reliability and, the second 2m-channel pulse distributor is introduced into it, the 2OR-NOT element, a rectangular pulse generator and a trigger, and the first and second 2m-channel pulse distributors use 2m-channel key elements with a high-impedance state of the outputs in the absence of an active signal level at the first and second control inputs, while the information inputs of the second 2m-channel pulse distributor are connected to the same information inputs of the first 2m-channel pulse distributor, the square-wave pulse generator travel is connected to the counting input of the trigger, the direct and inverse outputs of which are connected to the first control inputs of the first and second 2m-channel pulse distributors, the second control inputs of which are connected to the output of the 2 OR - NOT element, the inputs of which are connected to the outputs of the mode setting unit , each of the output amplifiers is equipped with a second paraphase input connected to the corresponding output of the second 2m-channel pulse distributor, and is made by a push-pull transformer mother circuit with a rectifier at the output, and the average terminals of the primary transformer windings of all output amplifiers are connected to the terminal for connecting an auxiliary power source.

2. The device according to claim 1, characterized in that a protection unit is implemented in it, made in the form of a first and second reed switch, RS-trigger, element ZI, pulse counter, decoder, first and second amplifiers, thyristor optocoupler, pulse generator, elements of memory and indication, and the winding of the first reed relay is connected between the combined middle terminals of the primary windings of the transformers of all output amplifiers and the output for connecting an auxiliary power source through the opening contact of the second reed switch whose winding is connected between the terminals for connecting an auxiliary power source through a thyristor optocoupler thyristor, the light emitter of which is connected to the output of the first amplifier, the make contact of the first reed relay is connected to the RS-trigger input, the direct output of which is connected to the first input of the ZI element, the inverse output is connected to the reset input of the pulse counter, the outputs of which are connected to the inputs of the decoder, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the input of the memory element, through the second amplifier rer connected to the display element, and the second input member GI, the third input of which is connected to the output of the pulse generator, and an output - to the input of the pulse counter.