SU1120479A1

SU1120479A1 - Device for adjusting single-phase bridge inverter

Info

Publication number: SU1120479A1
Application number: SU803002796A
Authority: SU
Inventors: Юрий Степанович Ремха; Николай Иванович Джура; Николай Тимофеевич Николаенко; Вячеслав Викторович Гудков
Original assignee: Всесоюзный Научно-Исследовательский И Проектно-Конструкторский Институт Горно-Рудного Машиностроения
Priority date: 1980-11-05
Filing date: 1980-11-05
Publication date: 1984-10-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ, содержащее задающий генератор, формирователь задающих импульсов, ВЬЕХОД которого через распределитель соеди .нен с входом триггера знака и первыми входами блока совпадени , два усилител и выходные усилители импульсов управлени силовыми и коммутирующими тиристорами инвертора, выходы которых предназначены дл подключени к управл ющим электродам соответствующих тиристоров, отличающеес тем, что, с целью повьппени надежности, оно снабжено п каналами формировани длительности импульсов напр жени , где п - число импульсов в полупериоде выходного напр жени инвертора , двум формировател ми импульсов , элементом задержки, двум усилител ми-коммутаторами, п тью элементами ИЛИ, каждый канал формировани длительности импульсов напр жени состоит из формировател длительности импульса, содержащего последовательно включенные усилитель и элемент выдержки времени, снабженный врем задаюг ей цепью, формировател импульсов и усилител -коммутатора, причем в каждом канале формировани импульсов напр жени первый вход усилител -коммутатора соединен через формирователь импульсов с выходом усилител формировател длительности импульсов, вход которого соединен с соответствующим выходом блока совпадени , выход элемента i выдержки времени соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу первого усилител , выход пер вого усилител соединен с первым входом первого усилител -коммутатора И через второй усилитель и первый формирователь импульсов - с первым ю входом второго усилител -коммутатора , выходы первого усилител о коммутатора соединены с входами вы4 ходного усилител импульсов управлени силовыми тиристорами инверСО тора, первый и второй выходы второго усилител -коммутатора соединены с первыми входами соответственно второго, четвертого и третьего, п того элементов ИЛИ, выходы которых подключены к входам выходных усилителей импульсов управлени коммутирующими тиристорами инвертора, вторые входы ВТОР9ГО и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми и вторыми выходами усилителей-коммутаторов нечетных каналов фо.рA DEVICE FOR CONTROLLING A SINGLE-PHASE BRIDGE INVERTER, containing a master oscillator, a driver of master pulses, whose INPUT through the distributor connects to the sign trigger trigger and the first inputs of the coincidence unit, two amplifiers and output amplifiers of control power pulses and switching inverter thyristors; to the control electrodes of the corresponding thyristors, characterized in that, in order to increase reliability, it is provided with n forming channels voltage pulses, where n is the number of pulses in the half-cycle of the inverter output voltage, two pulse formers, a delay element, two switch amplifiers, five OR elements, each voltage pulse forming channel consists of a pulse width generator containing an amplifier and a time delay element connected in series, supplied with a chain of time for it, a pulse shaper and a switch amplifier, and in each pulse shaping channel for example The first input of the amplifier-switch is connected through a pulse shaper to the output of the amplifier of a pulse-width driver, the input of which is connected to the corresponding output of the coincidence unit, the output of time delay element i is connected to the corresponding input of the first OR element, whose output is connected to the first amplifier input. the amplifier is connected to the first input of the first amplifier-switch And through the second amplifier and the first pulse shaper - to the first input of the second amplifier-switch ora, the outputs of the first amplifier of the switch are connected to the inputs of the output amplifier of control pulses by inverso toro power thyristors, the first and second outputs of the second amplifier switch are connected to the first inputs of the second, fourth and third, respectively, OR elements, the outputs of which are connected to the output outputs control amplifiers of the switching thyristors of the inverter, the second inputs of the VTOR9GO and the fourth OR elements are connected respectively with the first and second outputs of the amplifiers-switch s odd channels for

Description

мировани импульсов напр жени , ,первые и вторые выходы усилителейкоммутаторов четных каналов соединены с вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, выходы триггера знака соединены с вторыми входами всех усилителей-коммутаторов, выход усилител h -го формировател длительности импульсов через элемент 11 9 задержки и второй формирователь импульсов соединен с выходом усилител (п-1)-го формировател длительности импульсов, выход задающего генератора соединен с входом формировател задающих импульсов, а вторые входы блока совпадени предназначены дл подключени сигналов управлени .world voltage pulses, the first and second outputs of the even-channel switching amplifiers are connected to the second inputs of the third and fourth OR elements, the outputs of the sign trigger are connected to the second inputs of all of the switching amplifiers, the output of the h-th pulse width former through the delay element 11 9 and the second the pulse shaper is connected to the output of the amplifier (p-1) of the pulse width shaper, the output of the master oscillator is connected to the input of the shaper of the driving pulses, and the second inputs of the block with confluence intended for coupling control signals.

Изобретение относитс к преобразовательной технике и может быть использовано дл управлени однофазными мостовыми инверторами с индивидуальными и фаэными узлами ком- мутации при широтно-импульсной модул ции выходного напр жени .The invention relates to a converter technique and can be used to control single-phase bridge inverters with individual and faenal switching nodes with pulse-width modulation of the output voltage.

Известно устройство управлени пробразовател ми , предназначенными Дл преобразовани посто нного тока п.A device control unit is known that is designed to convert direct current into

Однако указанное устройство, реша вопросы преобразовани энергии с использованием импульсных методов модул ции, имеет ограниченны функциональные возможности, так как не решает вопросов ограничени помеховоздействи на системы. телемеханики , диспетчеризации и св зи, а также на собственные-каналы управлени . However, this device, having solved the problems of energy conversion using pulse modulation methods, has limited functionality, since it does not solve the problems of limiting interference to systems. telemechanics, dispatching and communications, as well as to own control channels.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности вл етс устройство дл управлени однофазным мостовым инвертором, содержащее задающий генератор, формирователь за дающих импульсов, выход которого через распределитель соединен с входом триггера знака и первыми входами блока совпадени , два усилител и выходные усилители импульсов управлени силовыми и коммутирующими тиристорами инвертора 2,The closest to the invention to the technical essence is a device for controlling a single-phase bridge inverter, which contains a master oscillator, a driver for giving pulses, the output of which through a distributor is connected to the input of a sign trigger and the first inputs of a coincidence unit, two amplifiers and output amplifiers for controlling power and switching inverter thyristors 2,

Недостатком этого устройства вл етс высокий уровень помех широкого спектра, возникающие и излучаемые в моменты между импульсами формируемой полуволны напр жени за счет энергии свободного тока.A disadvantage of this device is the high level of broad spectrum interference that occurs and is emitted during the moments between the pulses of the generated half-wave voltage due to the energy of the free current.

Целью изобретени вл етс ограничение уровн генерируемых помех, т.е. повышение надежности.The aim of the invention is to limit the level of generated noise, i.e. increased reliability.

Поставленна цель достигаетс тем, что устройство дл управлени однофазным мостовым инвертором снабжено п каналами формировани длителности импульсов напр жени , где fi число импульсов в полупериоде выходного напр жени инвертора, двум формировател ми импульсов, элементом задержки, двум усилител ми-коммута-торами , п тью элементами ИЛИ, каждый канал формировани длительности импульсов напр жени состоит из формаровател длительности импульса, содержащего последовательно включенные усилитель и элемент выдержки времени , снабженный врем задающей цепью, формировател импульсов и усилител -коммутатора , причем в каждом канале формировани импульсов напр жени первый вход усилител -комму татора соединен через формирователь импульсов с выходом усилител формировател длительности импульсов, вход которого соединен с соответствующим выходом блока совпадени , выход элемента вьщержки времени соединен с соответствующим входом первого элемента PfflH, выход которогс подключен к входу первого усилител , выход первого усилител соединен с первым входом первого усилител -коммутатора и через второй усилитель и первьй формирователь импульсов с первым входом второго усилител коммутатора , выходы первого усилител -коммутатора соединены с входами выходного усилител импульсов управлени силовыми тиристорами( инвертора, первый и второй выходы второго усилител -коммутатора соединены с первыми входами соответ3 ственно второго, четвертого и третьего, п того элементов ИЛИ, выходы которых подключены к входам выходных усилителей импульсов управлени коммутирующими тиристорами инвертора, вторые входы второго и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с первыми и вторыми выходами усилителей-комму таторов нечетных каналов формировани импульсов напр жени , первые и вторые выходы усилителей-коммутаторов четных каналов соединены с вторыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ, выходы триггера знака соединены с вторыми вход ми всех усилителей-коммутаторов, вы ход усилител Г) -го формировател длительности импульсов через элемен задержки и второй формирователь импульсов соединен с выходом усилител (п-1)-го формировател длител ности импульсов, выход задающего генератора соединен с входом форми ровател задающих импульсов, а втор входы блока совпадени предназначены дл подключени сигналов управлени . На чертеже представлена функциональна схема устройства. . Устройство содержит задающий ген ратор 1, формирователь 2 задающих импульсов., распределитель 3, триггер 4 знака, блок 5 совпадени , фор мирователи 6 Д пительности импульса в каждом канале формировани длительности импульсов напр жени . Формирователь 6 состоит из усилител 7 и элемента 8 выдержки времени снабженного врем задающей цепью 9. Выходы элементов 8 через элемент ИЛИ 10 соединены с усилителем 11. Кроме того, устройство содержит усилитель-коммутатюр 12, выходной усилитель 13 импульсов управлени силовыми тиристорами, усилитель 14 формирователь 15 импульсов,усилител коммутатор 16, элементы ИЛИ 17, выходные усилители 18 импульсов уп равлени коммутирующими тиристорами , формирователи 19 импульсов, ус лители-коммутаторы 20, элемент задержки 21, формирователь 22 импуль сов. . Устройство работает следующим о разом. При подаче на устройство оперативного напр жени питани задаю 79.4 щий генератор 1.начинает генерировать. сигналы, частота которых пропорциональна частоте выходного напр жени инвертора. Указанные сигналы усилизаютс по мощности и формируютс по длительности формирователем 2 и поступают на вход распределител 3. Коэффициент пересчета распределител равен числу импульсов в полуволне выходного напр жени инвертора ( ti ), выход последнего разр да ра.спределител соединен со счетным входом триггера 4, сигнал на выходе которого определ ет знак полуволны формируемого напр жени . Сигналы с выходов распределител 4 при наличии разрежающих сигналов управлени поступают через блок 5 на входы формирователей 6. Сигнал с выхода усилител 8 через формирователь 19, усилителькоммутатор 20, элемент 17 поступает на выходной усилитель 18. Длительность импульса управлени коммутирующими тиристорами составл ет 80-1.00 МКС. Элемент 7 определ ет длительность импульса выходного напр жени инвертора, которую можно мен ть с помощью цепи 9, С выхода элемента 7 сигналы через элемент 10, усилитель 11 усилитель-коммутатор 12 и выходной усилитель 13 поступают на управл ющие электроды сиповых тиристоров. Сигналы с выхода усилител 11 поступают также через усилитель 14, формирователь 15 и усилитель-коммутатор 16 на входы элементов 17, в результате-чего формируютс импульсы управлени коммутирующими тиристорами. При этом формируетс цепь зар да коммутирующих конденсаторов инвертора. По истечении п импульса в полуволне выходного,-.напр жени сигнал поступает только на один из диагональных коммутирующих тиристоров - происходит выключение одного из силовых тиристоров. Ток нагрузки замыкаетс через оставшийс не выключенным силовой тиристор, так как в указанную цепь входит индуктивность нагрузки броска тока, а следовательно, и излучени спектра помех не происходит. По окончании последнего импульса полуволны происходит выключение одного из силовых тиристоров, а по истечении выдержки времени, определ емой элементом 21, сигнал с п выхода распределител 3 поступает через формирователь 22 в цепь форми- , ровани импульсов управлени коммутирующих тиристоров - происходит выключение второго силового тиристора , а остаток энергии возвращаетс в конденсатор фильтра. Таким образом, благодар двухступенчатому управлению процессом рассеивани энергии свободного тока на: индуктивную, а потом на емкостную нагрузку выполн етс коррекци переходного процесса и исключаютс выбросы энергии в сеть и ограничение до нормируемого уровн спектра излучаемых ,т. е. в целом происходит улучшение качества управлени прео разованием энергии посто нного тока. Кроме того, наличие св зи элементов 17 с четными и нечетными каналами формировани длительности испульсов напр жени нар ду с решением воп росов коррекции переходных процессов позвол ет обеспечить поочередную смену выключаемых в течение полуволны напр жени .инвертора силовых тиристоров и улучшени их тепловых режимов, а также повьппени энергетических показателей преобразовани энергии. Последнее достигаетс за счет использовани энергии свободных токов дл поддержани тока нагрузки в период между импульсами .The goal is achieved in that the device for controlling a single-phase bridge inverter is equipped with n channels for forming voltage pulse duration, where fi is the number of pulses in the half-cycle of the inverter output voltage, two pulse shapers, a delay element, two amplifier-switches, and five the OR elements, each channel for forming the voltage pulse duration consists of a pulse width formaker containing a series-connected amplifier and a time delay element; The drive driver, pulse driver and switch amplifier amplifier time, and in each voltage pulse generation channel, the first input of the switch amplifier is connected via a pulse driver to the amplifier output of the pulse width generator, the input of which is connected to the corresponding output of the coincidence unit, the output of the time delay element connected to the corresponding input of the first element PfflH, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the output of the first amplifier connected to the first input of the first amplifier the switch and the second amplifier and the first pulse generator with the first input of the second amplifier of the switch, the outputs of the first amplifier of the switch are connected to the inputs of the output amplifier of control pulses of the power thyristors (inverter, the first and second outputs of the second amplifier of the switch are connected to the first inputs of the second respectively) , the fourth and third, the fifth OR elements, the outputs of which are connected to the inputs of the output amplifiers of the control pulses of the switching thyristors of the inverter, the second inputs the second and fourth elements OR are connected respectively to the first and second outputs of amplifiers-switches of odd channels of voltage pulse formation; the first and second outputs of even-channel amplifiers switches are connected to the second inputs of the third and fourth elements OR, the outputs of the sign trigger trigger are connected to the second inputs all amplifiers, switches, the output of the amplifier G) -th driver pulse duration through the delay element and the second pulse generator connected to the output of the amplifier (p-1) -th form DURATION bodies NOSTA pulses, oscillator output is connected to input form rovatel defining pulses and a second input of the coincidence unit intended for connection control signals. The drawing shows the functional diagram of the device. . The device contains the master generator 1, the driver 2 of the master pulses, the distributor 3, the trigger 4 characters, the block 5 matches, the formers 6 D pulse in each channel forming the voltage pulse duration. The driver 6 consists of an amplifier 7 and a time delay element 8 provided with a timing circuit 9. The outputs of elements 8 through an OR 10 element are connected to an amplifier 11. In addition, the device contains switching amplifiers 12, output amplifier 13 of power thyristor control pulses 14, driver 15 pulses, amplifier commutator 16, OR elements 17, output amplifiers 18 control pulses by switching thyristors, pulse shapers 19, pulse breakers 20, delay element 21, pulse shaper 22 pulses. . The device works the next time. When applying to the device, the operating voltage of the power is set to the 79.4 primary generator 1. It starts to generate. signals whose frequency is proportional to the frequency of the inverter output voltage. These signals are amplified in power and are formed in duration by shaper 2 and fed to the input of distributor 3. The coefficient of recalculation of the distributor is equal to the number of pulses in the half-wave of the inverter output voltage (ti), the output of the last bit of the distributor is connected to the counting input of the trigger 4 the output of which determines the sign of the half-wave of the voltage being formed. The signals from the outputs of the distributor 4 in the presence of the negative control signals are fed through block 5 to the inputs of the drivers 6. The signal from the output of the amplifier 8 through the driver 19, the amplifier switch 20, element 17 goes to the output amplifier 18. The duration of the control pulse switching thyristors is 80-1.00 MCS . Element 7 determines the pulse width of the output voltage of the inverter, which can be changed using circuit 9. From the output of element 7, signals through element 10, amplifier 11 of amplifier-switch 12 and output amplifier 13 are fed to control electrodes of the thyristor. The signals from the output of the amplifier 11 are also fed through the amplifier 14, the driver 15 and the amplifier switch 16 to the inputs of the elements 17, as a result of which the control pulses of the switching thyristors are generated. In this case, the charge circuit of the inverter switching capacitors is formed. After the n pulse has elapsed in the output wave half-wave, the voltage goes to only one of the diagonal switching thyristors — one of the power thyristors is turned off. The load current is closed through the remaining power thyristor not turned off, since the inductance of the load current inrush enters into the specified circuit and, therefore, the emission of the interference spectrum does not occur. At the end of the last half-wave pulse, one of the power thyristors is turned off, and after the time delay defined by element 21, the signal from the n output of the distributor 3 enters through the driver 22 into the control-shaping circuit of the switching thyristors - the second power thyristor turns off, and the remaining energy is returned to the filter capacitor. Thus, due to the two-stage control of the process of dissipating the energy of free current to: inductive, and then to capacitive load, the transient process is corrected and energy emissions to the network and restriction to the normalized level of the emitted spectrum are eliminated, t. That is, in general, there is an improvement in the quality of control of the direct current energy conversion. In addition, the connection of elements 17 with even and odd channels of forming the duration of voltage pulses, along with the solution of transient correction problems, allows for alternating switching of the inverter power thyristors during half-wave and improving their thermal conditions, as well as Consider the energy performance of energy conversion. The latter is achieved by using the energy of the free currents to maintain the load current between the pulses.

Claims

DEVICE FOR CONTROL OF A SINGLE-PHASE BRIDGE INVERTER, containing a master oscillator, a driver of the driving pulses, the output of which through the distributor is connected to the input of the sign trigger and the first inputs of the coincidence unit, two amplifiers and output amplifiers of the control pulses of the inverter power and switching thyristors, the outputs of which are designed to be connected to control inverters electrodes of the corresponding thyristors, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with h channels for the formation of duration and voltage pulses, where η is the number of pulses in the half-period of the inverter output voltage, two pulse shapers, a delay element, two switching amplifiers, five OR elements, each channel for generating voltage pulse durations consists of a pulse duration shaper containing an amplifier and an element time delay, equipped with a timing circuit, a pulse shaper and an amplifier-switch, and in each channel of the formation of voltage pulses the first input d of the amplifier-switch is connected via a pulse shaper to the output of the amplifier of the pulse-width shaper, the input of which is connected to the corresponding output of the coincidence unit, the output of the time delay element is connected to the corresponding input of the first OR element, the output of which is connected to the input of the first amplifier, the output of the first amplifier is connected to the first input of the first amplifier-switch And through the second amplifier and the first pulse shaper - with the first input of the second amplifier-switch, the outputs of the first amplifier the light switch are connected to the inputs of the output amplifier of the control pulsers of the inverter, the first and second outputs of the second amplifier-switch are connected to the first inputs of the second, fourth and third, fifth elements, respectively, the outputs of which are connected to the inputs of the output amplifiers of the control pulses of the inverter switching thyristors, the second inputs the second and fourth · elements OR are connected respectively with the first and second outputs of the amplifier-switches of odd channels f.r. voltage levels, the first and second outputs of the even-channel switch amplifiers are connected to the second inputs of the third and fourth OR elements, the sign trigger outputs are connected to the second inputs of all switch amplifiers, the output of the amplifier of the hth pulse width shaper through the delay element and the second pulse shaper is connected to the output the amplifier of the (η -1) -th pulse shaper, the output of the master oscillator is connected to the input of the driver of the master Pulses, and the second inputs of the coincidence unit are intended Wrenches for connecting control signals.