SU1131017A1

SU1131017A1 - Device for pulse-phase adjusting of rectifier converter

Info

Publication number: SU1131017A1
Application number: SU833557234A
Authority: SU
Inventors: Олег Иванович Осипов; Виктор Гугович Гальвас; Владислав Васильевич Владимиров
Original assignee: Челябинский Политехнический Институт Им.Ленинского Комсомола
Priority date: 1983-02-25
Filing date: 1983-02-25
Publication date: 1984-12-23

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИМПУЛЬСНОФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ , содержащее каналы управлени по числу фаз преобразовател , в каждом канале управлени последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к источнику управл ющего сигнала, а второй вход - к соответствующей фазе сетевого напр жени , интегратор и ; усилитель посто нного тока, выход . которого подключен к входу формировател импульсов и к третьему входу сумматора, выход формировател импульсов предназначен дл подключени к управл ющему входу соответствующего вентил преобразовател , отличающеес тем, что, с целью повьшени его помехоустойчивости и надежности, каждый канал управлени снабжен датчиком проводимости вентил и управл емым ключом, один контакт которого соединен с выходом i интегратора, а другой контакт - с четвертым входом сумматора, причем (Л вход управл емого ключа соединен с выходом дстчика проводи14ости вентил, вход которого предназначен дл подключени к соответствующему вентилю : . преобразовател .A DEVICE FOR PULSE-PHASE CONTROL OF A VENTILATED CONVERTER containing the control channels by the number of phases of the converter, in each control channel a series-connected adder, the first input of which is connected to the control signal source and the second input to the corresponding phase of the mains voltage, the integrator and; DC amplifier output. which is connected to the input of the pulse generator and to the third input of the adder, the output of the pulse generator is designed to connect to the control input of the corresponding converter gate, characterized in that, in order to increase its noise immunity and reliability, each control channel is equipped with a valve conductivity sensor and a control key , one contact of which is connected to the output i of the integrator, and the other contact - to the fourth input of the adder, and (L input of the controlled key is connected to the output of the sensor The valve is equipped with an input for connecting to the corresponding valve:. converter.

Description

1 Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в быстродействующих системах управлени вентильными преобразовател ми переменного тока в посто нный, хара теризуемых высоким уровнем сигналов помех и при питании преобразовател от сети ограниченной мощности. Известно устройство дл импульсно-фазового управлени вентильным преобразователем, содержащее в каж:дрм канале сумматор, первьй вход ко торого подключен к источнику управл ющего сигнала, формирователь упра л ющих импульсов, выход которого сл жит дл подключени к соответствующему вентилю преобразовател , приче каждый канал устройства снабжен последовательно соединенными интегратором и усилителем посто нного то ка, а сумматор - входом дл включени соответствующей фазы сетевого напр жени , вьпсод усилител посто н ного тока подключен к выходу формировател управл ющих импульсов и к второму входу сумматора, выход ко торого подключен к входу интегратора 1 . . Недостаток этого устройства возможность по влени ложных импуль сов управлени силовыми вентильными каскадами при высоких уровн х помех в управл ющих сигналах -и .при коммутационных провалах напр жени питани силовых вентилей. . Наиболее близким к изобретению вл етс устройство импульснофазового управлени , содержащее каналы управлени по числу фаз вентильного преобразовател , в каждом канапе управлени последовательно включенные сумматоры, первый вход которого подключен к источнику упра л ющего сигнала, а второй вход к соответствующей фазе сетевого напр жени ,интегратор; и усилитель посто нного тока, выход которого подключен на вход формировател импульсов ч к третьему входу сумматора , выход формировател импульсов предназначен дл подключени к управл ющему входу соответствующего вентил преобразовател 2J . Недостатком известного устройства вл етс возможность по влени ложньпс импульсов управлени силовыми вентильными каскадами при коммутационных правилах напр жени 7 / 2 питани силовых вентилей, т.е. низка помехоустойчивость и, как следствие , низка надежность системы импульсно-фазового управлени по отношению к возмущени м со стороны сетевого напр жени вентильного преобразовател , питающегос от источника ограниченной мощности. Цель изобретени - повьщ1ение помехоустойчивости и надежности устройства . Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дп импульснофазового управлени вентильным преобразователем , содержащем каналы управлени по числу фаз преобразовател , в каждом канапе управлени последовательно включенные сумматор, первый вход которого подключен к источнику управл ющего сигнала, а второй вход - к соответствующей фазе Сетевого напр жени , интегратор и усилитель посто нного тока, выход которого подключен к входу формировател импульсов и к третьему входу сумматора, выход формировател импульсов предназначен дл подключени к управл ющему входу соответствующего вентил преобразовател , каждьм канал управлени снабжен датчиком проводимости вентил и управл Ъмым ключом, один контакт которого соединен с выходом интегратора, а дру.гой контакт - с четвертым входом сумматора, причем вход управл емого соединен с выходом датчика проводимости вентил , вход которого предназначен дл подключени к соответствующему вентилю преобразовател . На фиг.1 показана функциональна схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы сигналов устройства. Устройство включает в себ после- , довательно включенные сумматоры 1-3, интеграторы 4-6, неинвертирующиё усилители посто нного тока 7-9, формирователи 10-12 импульсов управлени , силовые вентильные каскады 13-15, датчики проводимости вентилей 16-18, управл емые ключи 1921 .Учитыва , что каналы управлени вл ютс идентичными, в дальнейшем ограничимс рассмотрением принципа действи канала, включающего в себ элементы 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19.1 The invention relates to electrical engineering and can be used in high-speed control systems for AC-DC converters, characterized by a high level of interference signals and when the converter is powered from a limited power network. A device for pulse-phase control of a valve converter is known, which contains in each: dm channel an adder, the first input of which is connected to a source of a control signal, a driver of control pulses, the output of which is connected to the corresponding converter gate, each channel of the device It is equipped with a series-connected DC integrator and amplifier, and the adder is equipped with an input for switching on the corresponding phase of the mains voltage, and a DC-DC amplifier; It is connected to the output of the control pulse driver and to the second input of the adder, the output of which is connected to the input of the integrator 1. . The disadvantage of this device is the possibility of the appearance of spurious pulses of control of power valve cascades at high levels of interference in control signals - and during switching failures of the power supply voltage of power valves. . Closest to the invention is a pulse-phase control device containing control channels for the number of phases of a valve converter, in each control cable serially connected adders, the first input of which is connected to the control signal source, and the second input to the corresponding phase of the mains voltage, integrator; and a DC amplifier, the output of which is connected to the input of the pulse shaper h to the third input of the adder, the output of the pulse shaper is intended to be connected to the control input of the corresponding valve of the converter 2J. A disadvantage of the known device is the possibility of the occurrence of false impulses to control power valve cascades with switching voltage rules of 7/2 power supply of power valves, i.e. low noise immunity and, as a result, low reliability of the pulse-phase control system with respect to disturbances from the mains voltage of the gate converter fed from a limited power source. The purpose of the invention is to increase the noise immunity and reliability of the device. This goal is achieved by the fact that in the dp pulse-phase control device of a valve converter containing control channels by the number of phases of the converter, in each control cable, a series-connected adder, the first input of which is connected to the source of the control signal and the second input to the corresponding phase of the network voltage , the integrator and the DC amplifier, the output of which is connected to the input of the pulse former and to the third input of the adder, the output of the pulse former is intended for connecting to the control input of the corresponding converter valve, each control channel is equipped with a valve conductivity sensor and a control key, one contact of which is connected to the integrator output, and the other contact is connected to the fourth input of the adder, and the control input is connected to the output of the conductivity sensor valve, the input of which is intended to be connected to the corresponding converter valve. Figure 1 shows the functional diagram of the device; in fig. 2 - time diagrams of the device signals. The device includes successively, successively turned on adders 1-3, integrators 4-6, non-inverting DC amplifiers 7-9, drivers 10-12 control pulses, power gate stages 13-15, sensors of the conductivity of valves 16-18, control The keys are 1921. Considering that the control channels are identical, we will further restrict ourselves to considering the principle of operation of the channel, which includes elements 1, 4, 7, 10, 13, 16, 19.

Принизит работы устройства следующий .Reduce the operation of the device next.

При отсутствии управл емого ключа 19 система из элементов 1, 4, 7 охваченна отрицательной обратной св зью, представл ет собой автоколебательную частотна-широтно-импульсную систему, выходной сигнал y(t) (фиг.2) которой мен ет длительност своего нахождени в положительной или отрицательной пол рности-в функции от сигнала управлени на входе сумматора 1 .In the absence of a controlled key 19, the system of elements 1, 4, 7 covered by negative feedback is a self-oscillating frequency-pulse-width system, the output signal y (t) (Fig. 2) of which changes its duration in positive or negative polarity-as a function of the control signal at the input of the adder 1.

При синхронизирующем сигнале Xд(t)7Y7(t) + X(t) период колебани Yj(t), а относительна скважность колебани Y-j-(t) зависит от уровн сигнала X(t), определ ющего тем самым сдвиг фронтов импульсов сигнала (t) относительно синхрони зирующего сигнала Хд(1). Импульсы Y(t) осуществл ют запуск формировател 10, что влечет за собой включение блока 13 силовых вентилей преобразовател .With the synchronizing signal Xd (t) 7X7 (t) + X (t), the oscillation period is Yj (t), and the relative duty cycle of Yj- (t) depends on the signal level X (t), which determines the shift of the signal fronts ( t) with respect to the synchronizing signal Xd (1). The pulses Y (t) start up the generator 10, which entails turning on the block 13 of the converter power valves.

Начальное значение угла включени вентилей определ етс подачей на сумматор 1 сигнала посто нного уровн совместно с входным сигналом управлени X(i).The initial value of the valve turn-on angle is determined by applying a constant level signal to the adder 1 together with the control input signal X (i).

На фиг. 2а показаны входной сигн X(t)itO и синхронизирующий сигнал XA(t). Так как синхронизирующий сигнал св зан с напр жени ми, питающими силовые блоки преобразовател , то при коммутации вентилей преобразовател в сигнале X(t) имеют место коммутационные провалы , например в течение времениFIG. 2a shows the input signal X (t) itO and the clock signal XA (t). Since the synchronizing signal is associated with the voltages supplying the power blocks of the converter, switching gates of the converter in the X (t) signal cause switching dips, for example, over time.

i Jv : i Jv:

На фиг. 26 представлены выходной сигнал Yx(t) интегратора 4, соответствуйщий сигналам Xд(t) и X(t)t О фиг.2а), -и уровни Jra порога переключени усилител 7. Момент времен to равенства сигнала (t) и уровн + а определ ет переключение усилител 7 из отрицательной пол рности его сигнала на положительную пол рность (фиг. 2ву. i сигнал ) продолжает увеличиват/ьс за счет увеличени Xд(t), затем при-t i, сигнал Y((t) снижаетс за счет резкого спада Хц(с), пересека в момент времени tg Уровень - а порога переключени усилител , вновь при t-) растет за сче резкого подьема Хд(с). пересека вFIG. 26 shows the output signal Yx (t) of the integrator 4 corresponding to the signals Xd (t) and X (t) t O of Fig. 2a), and the levels Jra of the switching threshold of the amplifier 7. The moment of time to equality of the signal (t) and the level + a determines the switching of amplifier 7 from the negative polarity of its signal to a positive polarity (Fig. 2b. i signal) continues to increase (r) by increasing Xd (t), then at-ti, the signal Y ((t) decreases due to a sharp decay Hz (s), intersected at the moment of time tg The level - and the switching threshold of the amplifier, again at t-) increases due to a sharp rise of Xd (s). crossed into

174174

момент времени К + с| порога переключени усилител . При отсутствии ключа 19 сигнал Yj(t) в диапазоне-tg «. t bj- показан на фиг. 26 штриховой линией. Переходы 4 t) моменты времени i и i. .; уровней порога переключени ,усилител 7 вызывают его переключение (штрихова лини Y(t) (на фиг. 2б) ,и в итоге непредусмотренный (ложный) запуск формировател импульсов 10 управлени . . time point K + s | threshold switching amplifier. In the absence of key 19, the signal Yj (t) in the range -tg “. t bj- is shown in FIG. 26 dashed line. Transitions 4 t) moments of time i and i. ; the switching threshold levels, amplifier 7 causes it to switch (dashed line Y (t) (in Fig. 2b), and as a result, an unintended (spurious) triggering of the driver of control pulses 10.

Подключение к интегратору 4 управл емого ключа 19, один контакт которого соединен с выходом интегратора , а второй контакт с четвертым входом сумматора, ограничивает выходной сигнал Yji(t) интегратора в пределах времени l sitij на нулевом уровне (сплошна крива Y(t) на фиг. 2б) и тем самым предотвращает в указанньм диапазон времени переход сигнала Y(t) через порог -а переключени усилител 7, и в итоге исключает ложное переключение усилител 7 и ложное по вление сигнала на выходе формировател 10 импульса .The connection to the integrator 4 of a controlled key 19, one contact of which is connected to the integrator's output, and the second contact to the fourth input of the adder, limits the integrator's output Yji (t) within l sitij at the zero level (solid curve Y (t) in FIG. 2b) and thereby prevents the transition of the signal Y (t) through the switching threshold of amplifier 7 in the specified time range, and ultimately eliminates the false switching of amplifier 7 and the false appearance of the signal at the output of the pulse former 10.

Датчик 16 проводимости вентилей каскада 13 обеспечивает управление ключом 19, включа его на период , когда напр жение на вентил х каскада 19 равно нулю (т.е. когда через вентили идет ток нагрузки преобразовател ). Таким образом, после первого основногоThe conductivity sensor 16 of the valves of the cascade 13 provides control of the key 19, including it for the period when the voltage at the valves of the cascade 19 is zero (i.e. when the converter load current flows through the valves). So after the first main

управл югДего импульса вентилей каскада и включени вентилей по вление новых (ложных) ймпульсрв управлени из-за коммутационных провалов напр жени питающей сети становитс невозможным. Приt fie , -когда : прекращаетс ток через вентили .каскада (на фиг. 26 зависимость Y(t) показана при условии работы преобразовател на активную нагрузку , датчик 16 проводимости размыкает управл емый ключ 19, обеспечива . режим управлени углом включени вентилей каскада в зависимости от сигнала управлени X(t) .Controlling the pulse of the cascade valves and switching on the valves, the appearance of new (spurious) control pulses due to switching dips in the mains supply becomes impossible. When t fie, when: the current through the cascade valves stops (in Fig. 26, the dependence Y (t) is shown under the condition of the converter to the active load, the conductivity sensor 16 opens the control key 19, providing a control mode for switching on the cascade valves depending from the control signal X (t).

Другие каналы управлени работают аналогично.Other control channels work similarly.

Таким образом, включение шунтирующего интегратора управл емого ключа и датчика проводимости вентилей каскада, управл емого ключа и датчика проводимости вентилей каскада.Thus, the inclusion of a shunt integrator of a controllable key and a conductivity sensor of cascade gates, a control key and a conductivity sensor of cascade gates.

S1S1

управл ющего ключом, позвол ет повысить помехоустойчивость в те промежутки времени, когда протекает ток через вентильные каскады преобразовател . При .среднестатическом 1, значении угла включени вентильных каскадов преобразовател , равном 30-40 эл.град. и коммутационных про1310176control key allows to increase noise immunity in those periods of time when current flows through the valve cascades of the converter. With an average 1, the switching angle of the valve cascades is equal to 30-40 electrical degrees. and switching pro1310176

валах напр жени питающей сети в пределах 10-30 эл.град. с частотой в 3-6 раз большей частоты сети, помехоустойчивость предлагаемого устрой5 ства по сравнению с известным повьша етс не менее чем втрое, что вызывает соответствующее повьшение надежности всего устройства.supply voltage shafts within 10-30 eh.grad. with a frequency of 3-6 times the frequency of the network, the noise immunity of the proposed device compared to the known increases no less than threefold, which causes a corresponding increase in the reliability of the entire device.

XA(t)XA (t)

aa

Claims

DEVICE FOR PULSE-PHASE CONTROL OF A VALVE CONVERTER, containing control channels by the number of phases of the converter, in each control channel an adder connected in series, the first input of which is connected to the source of the control signal, and the second input to the corresponding phase of the mains voltage, integrator and DC amplifier whose output Г is connected to the input of the pulse shaper and to the third input of the adder, the output of the pulse shaper is designed to connect to the control input of the converter gate valve, characterized in that, in order to increase its noise immunity and reliability, each control channel is equipped with a valve conductivity sensor and a controlled key, one contact of which is connected to the output of the integrator, and the other contact is connected to the fourth input of the adder, and the input of the controlled key connected to the output of the valve’s conductivity sensor, the input of which is designed to connect to the corresponding converter valve.

i