SU1083325A1 - Устройство дл одноканального фазового управлени вентильным преобразователем - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКА ..НАЛЬНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее генератор синхронизирующих импульсов, входы которого соединены с клеммами сетевого напр жени , первый и второй генераторы опорного напр жени , первый и второй ключи сброса генераторов опорного напр жени , первый и второй компараторы, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго генераторов опорного напр жени , а вторые входы - с источником напр жени  управлени , первый и второй RS-триггеры , инверсный выход первого RSтриггера соединен с управл ющим входом второго ключа сброса, распределитель импульсов управлени , о т ли чающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно снаб-; жено первым элементом И, первый вход которого соединен с пр мым выходом первого RS-триггера, а выход - с fг-вxoдoм второго RS-триггера, вторым элементом И, первый вход которого соединен с пр мым выходом второго RS-триггера, а выход - с S-входом первого Р5-триггера и вторым входом первого элемента И, двухвходовым элементом ИЛИ второй вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход - с вторым входом второго элемента И, двум  формировател ми импульсов по переднему и заднему фронтам, пр мой вход формировател  импульсов по переднему фронту и инверсньш вход формировател  импульсов по заднему фронту, а также управл юСО щий вход первого ключа сброса соединены с выходом генератора синхронизирующих импульсов, выход формировател  импульсов по переднему фронту соединен с первым входом двухвходового элемента ИЛИ, выход формировател  импульсов по заднему фронту соеди00 нен с 5-входом второго рэ-триггера, со трехвходовым элементом ИЛИ, входы 00 которого соединены с выходами распрею делител  импульсов, а выход - с О Р-входом первогоffe-триггера, первый вход распределител  импульсов соединен с выходом второго компаратора, блоком ограничени  углов открырани , вход которого соединен с выходом первого генератора опорного напр жени , а выход - с вторым входом распределител  импульсов. 2. Устройство по п. 1, о т л и чающеес  тем, что генератор синхронизирующих импульсов содержит ;формирователь логических сигналов

Description

анодных напр жений, входы которого соединены с клеммами сетевого напр жени , три двухвходовых элемента И, входы первого из которых соединены с первым и третьим выходами формировател  логических сигналов анодных найр жений, входы второго - с первым

и вторым выходами указанного формировател , входы третьего - с вторым и третьим выходами указанного формировател  , элементом ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами элементов И, а выход  вл етс  выходом генератора синхронизирующих импульсов.

1

Изобретение относитс  к управлению вентильными преобразовател ми электроприводов посто нного тока с числом фаз более двух и широким диапазоном изменени  угла регулировани 

Известно ус-Рройство дл  управлени  вентильным преобразователем, содержащее генератор синхронизирукицего напр жени , интегратор с ключом сброса , компаратор, RS-триггер, первый вход которого соединен с выходом генератора синхронизирующего напр жетни , второй вход - с выходом компаратора , выход - с формирователем выходных Импульсов и управл ющим входом ключа сброса, а выход интегратора соединен с входом компаратора. Устройство обеспечивает управление двум  противофазными вентил ми ClL

Недостатком устройства  вл етс  возможность неполного сброса интегратора при предельных углах сдвига импульса управлени , что приводит к неправильному отсчету угла открывани  вентил .

Известно устройство дл  фазового управлени  вентильным преобразователем , содержащее синхронизатор, выход которого подключен к одному из входов 5-триггера, выход подключен к управл ющему входу ключа сброса интегратора, выход интегратора подключен к одному из входов компаратора, на другой вход которого подключен источник управл ющего сигнала , вькод компаратора подключен к формирователю управл гацих импульсов, дополнительный компаратор и источник посто нного напр жени , подключенный к одному из входов дополнительного компаратора, второй вход которого подключен к выходу интегратора , а выход - к второму входу

S-триггера. Устройство обеспечивает управление двум  противофазными вентил ми 21,

Недостаток устройства - возможность неполного сброса интегратора из-за изменени  частоты питающей сети , так как врем  сброса устанавливаетс  от момента равенства опорного напр жени  посто нному напр жению до момента поступлени  очередного синхронизирующего импульса.

Дл  исключени  указанного недостатка необходимо устанавливать заранее больший интервал сброса, чем необходимо при посто нной частоте питакщей сети.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство, содержащее блок синхронизации первую и вторую фазосдвйгающие  чейки, кажда  из которых состоит из формировател  опорного напр жени , ключа сброса опорного напр жени  и устройства сравнени  опорного напр жени  с напр жением управлени , первый триггер управлени , первый вход которого соединен с выходом блока синхронизации, а выход с управл ющим входом первого ключа сброса, второй триггер управлени , первый вход, которого соединен с вторым входом первого триггера и через дифференцирующее устройство - выхОдом первой фазосдвигающей  чейки, а первый выход соединен с вторым ключом сброса, второй вход второго триггера и вход распределител  импульсов соединены через дифференцирук дее устройство с выходом второго компаратора. Устройство обеспечивает одноканальное формирование импульсов управлени  вентил ми трехфазного выпр мител  с нулевым вьшодом при широком диапазоне изменени  угла регулировани  СЗ 3.

Недостаток известных устройств необходимость выполнени  нескольктс дифференцирующих устройств дл  передачи сигнала от первой  чейки к второй и от второй  чейки к распределителю импульсов. Кроме того, они неудобны с точки зрени  технологии при выполнении схемы на интегральных-элементах , обладают разбросом параметров и не обеспечивают стабильной длительности импульсов, что приводит к возможности более быстрого сброса первой  чейки, чем происходит запуск второй  чейки.

Дл  исключени  этого недостатка необходимо увеличение импульса на выходе дифференцирующего устройства, что несколько уменьшает диапазон измёнени  угла сдвига импульса в  чейке , а также приводит к сбою триггеров управлени  при малых углах сдвига , т.е. по вл етс  возможность одновременного наличи  сигналов на обоих входах триггера. При кратковременных увеличени х напр жени  управлени  возможен сбой в работе первой  чейки , так как она не может выдать импульс на вторую  чейку к моменту при- , хода очередного синхронизирующего импульса. Цель изобретени  - упрощени  и повышение надежности системы управ лени . Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  одноканального фазового управлени  вентильным преоб разователем, содержащее генератор синхронизирующих импульсов, входы которого соединены с клеммами сетейоге напр жени , первый и второй генераторы опорного напр жени , первый и второй ключи сброса генераторов опорного напр жени , первьй и второй компараторы, первые входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго генераторов опорного напр жени , а вторые входы - с источником напр жени  управлени , первый и второй R5-триггеры, инверсный выход первого RS -триггера соединен с управл к цим входом второго клю ча сброса, распределитель импульсов управлени , снабжено первым элементом И, первый вход которого соединен е пр мым выходом первого R5-триг гера, а выход - с R-входом второго RS-TpHrrepa, вторым элементом И,

первый вход которого соединен с пр мым выходом второго RS-триггера, а выход - cS -входом первого RS -триггера и вторым входом первого элемента И, двухвходовым элементом ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход с вторым входом второго элемента И, двум  формировател ми импульсов по переднему и заднему фронтам, пр мой вход формировател  импульсов по переднему фронту и инверсный вход формировател  импульсов по заднему фронту , а также управл ющий вход первого ключа сброса соединены с выходом генератора синхронизирзтощих импульсов , выход формировател  импульсов по переднему фронту соединен с первым входом двухвходового элемента ИЛИ, выход формировател  импульсов по заднему фронту соединен с S-входом второго RS-триггера, трехвходовым элементом ИЛИ, входы которого соединены с выходами распределител  импульсов, а выход - с 5-входом первого RS-триггера, первьй вход распределител  импульсов соединен с выходом второго компаратора, блоком ограничени  углов открывани , вход которого соединен с выходом первого генератора опорного напр жени , а выход - с вторым входом распределител  импульсов. Кроме того, генератор синхронизирующих импульсов содержит формирователь логических сигналов анодных напр жений, входы которого соединены с клеммами сетевого напр жени , три двухвходовых элемента И, входы первого из которых соединены с первым и третьим выходами формировател  логических сигналов анодных напр жений , входы второго - с первым и вторым выходами указанного формировател , входы третьего - с вторым и третьим выходами указанного формировател , элементом ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами элембнтов И, а выход  вл етс  выходом генератора синхронизирующих импульсов. На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства управлени ; на фиг. 2 - линейные диаграммы, по сн ющие работу устройства управлени  при кратковременных повышени х напр жени  управлени . Устройство управлени  (фиг. 1) содержит генератор 1 синхронизирующих импульсов, первый RS-триггер 2,

первый ключ 3 сброса, первый генератор 4 опорного напр жени , первый элемент И 5, первый компаратор 6, второй PS-триггер 7, второй ключ 8 сброса, второй генератор 9 опорйого напр жени , второй элемент И 10, второй компаратор 11, распределитель 12 импульсов, .трехвходовый элемент ИЛИ 13, двухвходовый элемент ИЛИ 14, формирователь 15 импульсов по переднему фронту, формирователь 16 импульсов по заднему фронту, блок 17 ограничени  углов открывани , формирователь 18 сигналов анодных напр жений генератора 1 синхровизирующих импульсов, первый, второй и третий элементы И 19-21 генератора 1 синхронизирующих импульсов, элемент ИЛИ-НЕ 22 генератора 1 синхронизирующих импульсов. На диаграмме (фиг. 2) обозначены Ь с анодные напр жени  вентилей выпр мител ; а, в, с - логические сигналь анодных напр жений; см синхронизирующие импуль ., первое опорное напр же i U.j,- второе опорное напр жение; и, - напр жение управлени ; и - сигнал на первом выходе первого Я5-триггера; Ц, (Ц, импульсы на выходе распределител  импульсов. Генератор 1 синхронизирзпоцих импульсов (фиг. 1) подключен своими входами к клеммам сетевого напр жени , а его выход соединен с управл ющим входом первого ключа 3, с пр мым входом формировател  15 импульсов по переднему фронту и инверсным входом формировател  16 импульсов по заднему фронту. Выходы ключа 3 соединены с дополнительными входами первого генератора 4 опорного напр жени . Выход последнего соединен с первым входом первого компаратора 6, второй вход которого соединен с источником напр жени  управлени  U. Выход первого компаратора 6 соединен с вторым входом двухвходового элемен та ИЛИ 14, первый вход которого соединен с выходом формировател  15 импульсов по переднему фронту. Выход элемента ИЛИ 14 соединен с вторым входом второго элемента И 10, первый вход которого соединен с пр мым выходом второго RS-триггера 7. 5-вход второго RS-триггера 7 соединен с выходом формировател  16 импульсов по заднему фронту. 5-вход триггера 7 соединен с выходом первого элемента И 5, первый вход которого соединен с пр мым выходом первого RS -триггера 2, а второй вход элемента И 5 соединен с выходом второго элемента И 10 и S-входом первого RS-триггера 2. Инверсный выход первого Р5-триггера 2 Соединен с управл ющим входом второго ключа 8 сброса, выходы которого соединены с дополнительными входами второго генератора 9 опорного напр жени  9. Выход последнего соединен с первым входом второго компаратора 11, второй вход которого соединен с источником напр жени  управлени U,. Выход второго компаратора 11 соединен с первым входом распределител  12 импульсов, второй вход которого соединен с выходом блока 17 ограничени  углов открывани . Вход последнего соединен с выходом первого генератора 4 опорного напр жени . Выходы распределител  12 соединены с входами трехвходового Элемента ИЛИ 13, выход которого соединен с вторым входом первого RSтриггера 2. Входы формировател  18 сигналов анодных напр жений соединены с зажимами источника анодных напр жений. Первый выход формировател  18 сигналов анодных напр жений соединен с первыми входами первого 19 и второто 29 элементов И, второй выход соединен с вторым входом второго элемента И 20 и первым входом третьего элемента И 21, третий выход соединен с вторыми входами первого 19 и третьего 21 элементов И. Выходы элементов И 19-21 соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ 22. Выход последнего соединен с выходом генератора 1 синхронизирукмцих импульсов. На выходе генератора 1 синхронизирующих импульсов (фиг. 1) в исходном состо нии имеетс  сигнал 1, первый 3 и второй 8 ключи сброса замкнуты , на пр мых выходах второго 7 и первого 2 R5 -триггеров имеютс  сигналы О. При поступлении с выхода генератора 1 синхронизирующих импульсов сигнала О второй формирователь 16 импульсов по заднему фронту с инверсным входом формирует на своем выходе короткий импульс, кото71 рьй поступает на вход второго R5триггера 7 и переключает его. На пр  мом выходе R5 -триггера 7 по вл етс  сигнал 1. Одновременно сигнал О с выхода генератора 1 размыкает ключ 3 сброса и первый генератор 4 начинает формировать опорное напр жение , которое поступает на первый вход первого компаратора 6. Если до момента по влени  на выходе генератора 1 логической t произошло сравнение (наступило равенство) опор ного напр жени  с напр жением управлени , поступакнцим на второй вход первого компаратора 6, то на выходе компаратора 6 по вл етс  сигнал 1, который через элемент ИЛИ 14 поступает на второй вход второго элемента И 10. Так как на первом входе эле мента И 10 имеетс  сигнал 1 с пр мого выхода второго триггера 7, то на выходе элемента И 10 по вл етс  сигнал 1, который поступает на вход первого RS-триггера 2 и переклю чает его. При этом на инверсном выходе первого RS -триггера 2 по вл етс  сигнал О, который размыкает второй ключ 8 сброса и начинаетс  формирьвание опорного напр жени  на выходе второго генератора 9 опорного напр жени . Одновременно на пр мом выходе первого RS -триггера 2 по вл етс  сигнал 1, который поступает на первый вход первого элемента И 5. На выходе последнего по вл етс  сигнал 1, так как на второй его вход также поступает сигнал 1 с выхода второго элемента И 10. Сигнал 1 с выхода первого элемента И 5 поступает на 5-вход второго (ZS-триггера 7 и переключает его. При этом на пр мом выходе первого К5-тригге| а 7 по вл етс  сигнал О, поступающий на первый вход второго элемента И 10. На выходе элемента И 10 по вл етс  сигнал О. Соответственно на 5 -входах первого 2 и второго 7 RS -триггеров по вл ютс  сигналы О. При равенстве опорного напр жени  второго генератора напр жени  управлени  на выходе компаратора 11 по вл етс  сигнал 1, которьй поступает на первый вход распре делител  1.2 импульсов. Импульс с выхода распределител  12 через элемент ИЛИ 13 поступает на 5-вход первого RS -триггера 2, переключает его/ и формирует на инверсном выходе первого RS-триггера 2 сигнал 1, кото5 рый замыкает ключ 8 и производит сброс интегратора 9. При превышении напр жени  управлени  допустимой величины импульс управлени  формируетс  блоком 17 ограничени  углов открывани . При этом сброс интегратора 9 осуществл етс  аналогично и устройство управлени  переходит в описанное состо ние. Так как ограничение углов формируетс  от опорного напр жени  первого генератора 4 опорного напр жени , то второй генератор 9 всегда будет сброшен и подготовлен к повторному запуску раньше, чем поступит импульс на запуск второго генератора с первого компаратора 6. Если равенство первого опорного напр жени  напр жению управлени  не поступило к моменту прихода сигнала 1 с выхода генератора 1 синх ронизирующих импульсов, то. в момент по влени  сигнала 1 на выходе генератора 1 форми рователь 15 импульсов по переднему фронту формирует узкий импульс, которьй через элемент ИЛИ 14 и элемент И 10 поступает на S-вход первого RS-триггера 2, переключает его и осуществл ет запуск второго генератора 9 опорного напр жени . После переключени  первого RS-триггера 2 тот же импульс через элемент И 5 осуществл ет сброс второго RS-триггера 7. Таким образом, предлагаемое устройство управлени  формирует узкие импульсы дл  запуска последующей фа3осдвигающей  чейки и сброса предыдущей без операции дифференгщрованн , а длительность этих импульсов ограничиваетс  самими же переключаемыми элементами. Как только происходит необходимое переключение РЗ- риггеров сразу же снимаетс  импульс, вызвавший это переключение. Причем отключение первого RS-триггера 2 происходит только после включени  второго (поел едующе го). RS -триггера 7, Тем самьЫ исключаетс  потер  (пропуск) информации в устройстве управлени  и отпадает необходимость в подборе оптимальных параметров дифференцирующих устройств. Включение же формировател  15 импульсов по переднему фронту на вход элемента ИЖ 14 позвол ет исключить нарушение отсчета.угла открывани  при кратковременном превышении напр жением управлени  допустимого уровн . На фиг. 2 показано, что синхрони зирующие импульсы формируютс  длительностью 60 в середине диапазона изменени  угла открьтани  вентил , т.е. от 50 до каждого венти л  катодной группы. Импульсы формируютс  из логических сигналов анодньпс напр жений о(, Ь, с. В промежут ках между синхронизирующими импульсами длительностью 60 формируетс  опорное напр жение первой фазосдвигакщей  чейки, которое используетс  одновременно дл  формировани  ограничений минимального и максимального углов открывани . Длительность первого опорного напр жени  U все да составл ет 60. Сброс первого опорного напр жени  осуществл етс  синхронизирующим- импульсом. Сигнал на первом выходе первого RS-триггера Uf- существует с момента начала формировани  первого опорного напр  жени  (Jo и до момента равенства первого опорного напр жени  I/Q наПр жению управлени  U,. (или, что то же самое, до момента включени  втор го триггера, т.е. начало формировани  второго опорного напр жени  Ол ) Второе опорное напр жение On формируетс  с момента вьщачи сигнала с первого компаратора и до момента ра венства второго опорного напр жени  напр жению управлени  U . В момент сравнени  осуществл етс  сброс второго опорного напр жени  и вьщача импульсов управлени  Og, (J иО. Опорное напр жение второй фазосдвиганщей  чейки может иметь длительность до 120 и имеет крутизну в два раза меньше первого опорного напр жени . Второе опорное напр жение U(. сдвинуто относительно первого опорного напр жени  UQ на угол фазового сдвига импульса управлени  в первой фазосдвигающей  чейке. Если происходит кратковременное превьщ1ение напр жением управлени  допустимого максимального уровн , то, как видно из линейных диаграмм, может не произойти сравнени  первого опорного напр жени  Up с напр жением управлеI . ни  1) , так как первое опорное напр жение сбрасьшаетс  через бО. При этом не выдаетс  импульс с первой фазосдвигающей  чейки на вторую, второй опорное напр жение не формируетс , и импульс управлени  не формируетс . Если второе опорное напр жение формируетс , то импульс управлени  на выходе устройства управлени  формируетс  с углом сдвига, определ емым сдвигом импульса в первой и второй  чейках. Таким образом, надежность предлагаемого устройства управлени  повышаетс  путем обеспечени  сброса предьщушей  чейки только после включени  последующей  чейки за счет обеспечени  гарантированного минимального интервала сброса интеграторов , а также исключени  сбоев в формировании угла открывани  при кратковременном повьппении напр жени  управлени  . ABC 4f 4 X

ffcn

(pu.1

(PU2.1

Ci)t

Q)t

Claims (2)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОКА.НАЛЬНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее генератор синхронйзирующих импульсов, входы которого соединены с клеммами сетевого напряжения, первый и второй генераторы опорного напряжения, первый и второй ключи сброса генераторов опорного напряжения, первый и второй компараторы, первые» входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго генераторов опорного напряжения, а вторые входы - с источником напряжения управления, первый и второй R5-триггеры, инверсный выход первого RSтриггера соединен с управляющим входом второго ключа сброса, распределитель импульсов управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено первым элементом И, первый вход которого соединен с прямым выходом первого RS-триггера, а выход - с R-входом второго RS-триггера, вторым элементом И, первый вход которого соединен с прямым выходом второго RS-триггера, а выход - с S-входом первого RS-триггера и вторым входом первого элемента И, двухвходовым элементом ИЛИ; второй вход которого соединен с выходом первого компаратора, а выход - с вторым входом второго элемента И, двумя формирователями импульсов по переднему и заднему фронтам, прямой вход формирователя импульсов по переднему фронту и инверсный вход формирователя импульсов § по заднему фронту, а также управляющий вход первого ключа сброса соединены с выходом генератора синхронизирующих импульсов, выход формирователя импульсов по переднему фронту соединен с первым входом двухвходового элемента ИЛИ, выход формирователя импульсов по заднему фронту соединен с 5-входом второго RS-триггера, трехвходовым элементом ИЛИ, входы которого соединены с выходами распределителя импульсов, а выход - с R-входом первого Rs-триггера, первый вход распределителя импульсов соединен с выходом второго компаратора, блоком ограничения углов открывания, вход которого соединен с выходом первого генератора опорного напряжения, а выход - с вторым входом распределителя импульсов.

2. Устройство по π. 1, о т л и чающееся тем, что генератор синхронизирующих импульсов содержит :формирователь логических сигналов

SU „„1083325 анодных напряжений, входы которого соединены с клеммами сетевого напряжения, три двухвходовых элемента И, входы первого из которых соединены с первым и третьим выходами формирователя логических сигналов анодных напряжений, входы второго - с первым и вторым выходами указанного формирователя, входы третьего - с вторым и третьим выходами указанного формирователя , элементом ИЛИ-HE, входы которого соединены с выходами элемен тов И, а выход является выходом гене ратора синхронизирующих импульсов.