SU1624631A1 - Способ формировани управл ющих импульсов в одноканальных системах фазового управлени вентильным преобразователем - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, а именно к системам фазоимпульсного управлени  многофазными преобразовател ми. Цель изобретени  - повышение линейности регулировочной характеристики вентильного преобразовател . С этой целью формируют два опорных пилообразных напр жени  - положительное и отрицательное - с периодом , синхронизированные с началами положительных полупериодов фазных напр жений. Дл  сдвига по фазе импульсов управлени  вентил ми преобразовател  в диапазоне углов от 0 используют положительное опорное пилообразное напр жение , а в диапазоне углов от и/2 до 1Г - отрицательное. Т.о. переход вентильного преобразовател  из выпр мительного режима в инверторный осуществл етс  только изменением пол рности напр жени  управлени , бил. & (Л

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике, преимущественно к системам фазоимпульсного управлени  многофазными выпр мител ми и зависимыми инверторами.

Целью изобретени   вл етс  повышение линейности регулировочной характеристики вентильного преобразовател .

На фиг. 1 изображено устройство дл  реализации способа; на фиг. 2 - временные диаграммы, которые по сн ют суртность изобретени ; на фиг. 3 представлена функциональна  схема блока синхронизации и генераторов пилообразного напр жени ; на фиг. 4 - временные диаграммы их работы, на фиг.5 представлены варианты схем учла синхронного запуска генераторов опорного

пилообразного напр жени  , на фиг.6 - временные диаграммы их работы.

Устройство, реализующее способ, содержит блок 1 синхронизации (фиг.1), состо щий из учла 2 синхронизации и узла 3 синхронного запуска генераторов опорного пилообразного напр же - ни , первый фазосдвигающий блок 4, состо щий из последовательно соединенных первого генератора 5 опорного пилообразного напр жени , первого элемента 6 сравнени  и первого формировател  7 импульсов, второй фазосдвигающий блок 8, состо щий из последовательно соединенных второго генератора 9 опорного пилообразного напр жени , второго элемента 10 сравнени  и второго формировател  11 импульсов,

05 Ю

4

ОЭ 00

распределител  12 импульсов, состо щего из шести элементов 2И 13-18 и трех элементов 2ИЛИ 19-21, блока 22 выходных усилителей, состо щего из трех выходных усилителей 23-25.

Входы узла . синхронизации подключены к фазным напр жени м, первый, второй и третий входы узла 3 синхрон- ного запуска генераторов опорного пилообразного напр жени  соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами узла 2 синхронизации, первый и второй выходы узла 3 синхронного за-j пуска соединены соответственно с входами первого 5 и второго 9 генераторов опорного пилообразного напр жени , выходы первого 5 и второго 9 генераторов опорного пилообразного на- 2 пр жени  соединены соответственно с инверсными входами первого 6 и второго 10 элементов сравнени , неинверсные входы элементов 6, 10 сравнени  соединены между собой и на них посту- 2 пает напр жение задани ; выход первого элемента 6 сравнени  через первый формирователь 7 импульсов соединен с вторыми входами первого 13, третьего 14 и п того 15 элементов 2И распре- , делител  12 импульсов Ј выход второго элемента 10 сравнени  через второй формирователь 11 импульсов соединен с вторыми входами второго 16, четвертого 17 и шестого 18 элементов 2И распределител  12 импульсов, пер- вые входы первого 13, третьего 14 и п того 15 элементов 2И распределител  12 импульсов соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами узла 2 синхронизации, а первые входы второго 16, четвертого 17 и шестого 18 элементов 2И распределител  12 импульсов соединены соответственно с четвертым, п тым и шестым выходами УЗла 2 синхронизации, выходы первого 13 и второго 16 элементов 2И соединены с входами элемента 2ИЛИ 19, выход которого соединен с входом усилител  23, выходы третьего 14 и четвертого 17 элементов 2И соединены с входами элемента 2ИЛИ 20, выход которого соединен с входом усилител  24, выходы п того 15 и шестого 18 элементов 2И соединены о входами элемента 2ИЛИ 21, выход которого соединен с входом усилител  25, выходы выходных усилителей 23-25 подключены к управл ющим электродам вентилей.

5

-. C

5

Узел 2 синхронизации (фиг.З) состоит из шести компараторов 26-31 , трех элементов НЕ 32-34 и шести элементов 2И 35-40, причем неинвертирующие входы первого 26, четвертого 29 и инвертирующий вход второго 27 компараторов подключены к фазе А питающего напр жени , неинвертирующие входы второго 27, п того 30 и инвертирующий вход третьего 28 компараторов - к фазе В питающего напр жени , неинвертирующие входы третьего 28, шестого 31 и инвертирующий вход первого 26 компараторов - к фазе С питающего напр жени , инвертирующие входы четвертого 29, п того 30 и шестого 31 компараторов - к общей шине, первый вход первого 35, первый вход п того 39 элементов 2И подключены к выходу первого компаратора 26, второй вход первого элемента 2И 35 - к выходу второго элемента НЕ 33, вход которого соединен с выходом п того компаратора 30 и вторым входом п того элемента 2И 39, первый вход второго 36 и первый вход шестого 40 элементов 2И - к выходу второго i компаратора 27, второй вход второго элемента 2И 36 - к выходу третьего элемента НЕ 34, вход которого соединен с выходом шестого компаратора 31 и вторым входом шестого элемента 2И 40, первые входы третьего 37 и четвертого 38 элементов 2И подсоединены к выходу третьего компаратора 28, второй вход третьего элемента 2И 37 - к выходу первого элемента НЕ 32, вход которого соединен с выходом четвертого компаратора 29 и вторым входом четвертого элемента 2И 38, выход первого 35, второго 36 и третьего 37 элементов 2И  вл ютс  соответственно первым , вторым и третьим выходами узла 2 синхронизации, выходы четвертого 38, п того 39 и шестого 40 элементов 2И  вл ютс  соответствено шестым, четвертым и п тым выходами узла 2 синхронизации .

Узел 3 синхронного запуска генераторов опорного пилообразного напр жени  (фиг.З) состоит из логического элемента ЗИЛИ 41 и формировател  42 импульсов, причем первый, второй и третий входы элемента ЗИЛИ 41 соединены соответственно с первым, вторым и третьим выходами узла 2 синхронизации , выход элемента ЗИЛИ 41 соединен с входом формировател  42, выход которого соединен с входами первого

5 и второго 9 генераторов опорного пилообразного напр жени .

Генератор 5 опорного пилообразного напр жени  (фиг.З) содержит операционный усилитель (ОУ) 43, зар дный резистор 44, конденсатор 45, разр дный ключ 46 и резисторы 47-50, причем выход операционного усилител  43 через резистор 48 соединен с его инверсным , а через резистор 49 - с его неинверсным входом, резистор 44 подключен одним концом к отрицательному источнику питани , а другим - к неинверсному входу ОУ 43, неинверсны вход ОУ 43 через конденсатор 45 соединен с общей точкой схемы параллелно конденсатору 45 включен ключ 46, управл ющий вход которого соединен с резистором 50. R генераторе 5 опорного пилообразного напр жени  (фиг.З инверсный вход ОУ 43 через резистор 47 соединен с движком потенциометра 51, который подключен к отрицательному источнику питани  ОУ, Генератор 9 опорного пилообразного напр жени  выполнен аналогично генератору 5 и содержит операционный усилитель 52, зар дный резистор 53, конденсатор 54 разр дный ключ 55 и резисторы 56-59. При этом инверсный вход операционного усилител  52 через резистор 56 соединен с общей точкой.

Дл  запуска генераторов 5 и 9 опорного пилообразного напр жени  могут использоватьс  напр жени  четвертого п того и шестого выходов узла 2 синхронизации . При этом узел 3 синхронного запуска генераторов опорного напр жени  состоит из логического элемента ЗИЛИ 60 и формировател  61 импульсов (фиг.5а), причем первый, второй и третий входы элемента ЗИЛИ 60 соединены соответственно с четвертым п тым и шестым выходами узла 2 синхронизации , выход элемента ЗИЛИ 60 соединен с входом формировател  61, выход которого соединен с входами первого 5 и второго 9 генераторов опорного пилообразного напр жени .

При одновременном использовании дл  запуска генераторов опорного пилообразного напр жени  всех шести синхронизирующих напр жений узла 2 синхронизации узел 3 синхронного запуска генераторов состоит из двух элементов ЗИЛИ 41 и 60 (фиг.5б). В этом случае первый, второй и третий входы элемента ЗИЛИ 41 соединены со

10

20

25

30

35

40

45

0

5

ответственно с первым, вторым и третьим выходами узла 2 синхронизации, а его выход - с входом первого генератора 5 опорного пилообразного напр жени , первый, второй и третий входы элемента ЗИЛИ 60 соединены соответственно с четвертым, п тым и шестым выходами узла 2 синхронизации, а его выход - с входом второго генератора 9 опорного пилообразного напр жени .

Способ формировани  управл ющих импульсов в однокан льньгх системах фазового управлени  вентильным преобразователем заключаетс  в следующем.

При подаче на вход устройства трехфазного питающего напр жени  на выходах первого 26, второго 27 и третьего 28 компараторов узла 2 синхронизации (фиг.З) формируютс  импульсы шириной 180 эл.град.U18-иго (фиг.4), начало которых синхронизировано с сетью в точках естественного зажигани  вентилей, на выходах четвертого 29, п того 30 и шестого 31 компараторов формируютс  импульсы шириной 180 эл.градЛ -U23 (фиг.4), начало которых синхронизировано с началом положительных полупериодов фазных напр жений питающей сети. Первый 35, второй 36 и третий 37 элементы 2И формируют пр моугольные импульсы синхронизации шириной 90 эл.град. (фиг.4), задний фронт которых совпадает с началом положительных полупериодов фазных напр жений питающей сети , а четвертый 38, п тый 39 и шестой 40 элементы 2И формируют пр моугольные импульсы синхронизации шириной 90 эл.град. (фиг.4), передний фронт которых совпадает с началом положительных полупериодов фазных напр жений питающей сети.

Сигналы I (-Ug поступают на распределитель импульсов. Кроме того, импульсы синхронизации U,, -11 j поступают на логический элемента ЗИЛИ 41 узла 3 синхронного запуска генераторов опорного пилообразного напр жени , на выходе которого формируетс  суммарный сигнал 1124 (фиг.4). Импульсы с выхода элемента ЗИЛИ 41 поступают на формирователь 42 импульсов, при этом задний фронт выходных импульсов форми- , ровател  совпадает с началом положительных полупериодов фазных напр жений питающей сети. Импульсы с выхода формировател  42 подаютс  на вход первого 5 (U, фиг.4) и второго 9 (Ug; фиг.4) генераторов пилообразного на-, пр жени  и управл ют работой ключами 46 и 55. Длительность пилы на выходе генератора пилообразного напр жени  определ етс  длительностью входного импульса. При нулевом значении входного импульса контакты ключей 46 и 55 замыкаютс , конденсаторы 45 и 54 разр жаютс  до нул  и генераторы привод тс  в исходное состо ние. Длительность нулевых импульсов формировател  42 должна быть достаточной дл  разр да конденсаторов 45 и 54. На выходе первого генератора 5 формируетс  положительное опорное пилообразное напр жение длительностью 2/3 (IL , фиг.4), а на выходе второго генератора 9 - отрица- тельное опорное пилообразное напр жение длительностью 2/3 (и,0, фиг.4) синхронизированные с началами положительных полупериодов фазных напр жений питающей сети.

В случае, если дл  запуска генераторов опорного пилообразного напр жени  используютс  импульсы синхронизации на выходе элемента ЗИЛИ 60 узла 3 синхронного запуска формируетс  суммарный сигнал иг5(фиг.ба). Формиросатель 61 импульсов запускаетс  передними фронтами импульсов Ujy и формирует на своем выходе последовательность импульсов, задний фронт которых совпадает с началом положительных полупериодов фазных напр жений . Импульсы с выхода формировател  подаютс  на входы первого 5 и второго 9 генераторов, которые формируют на своем выходе опорное пилообразное напр жение (Ug , Uw фиг.ба). При это форма напр жений генераторов частоты идентична форме напр жений (Ug, Uw, фиг.4) генераторов, управл емых узлом 3 синхронного запуска, схема которого представлена на фиг.З.

В случае, если дл  запуска генераторов используетс  узел 3 синхрон- ного запуска, схема которого представлена на фиг.56, то генераторы 5 и 9 опорного пилообразного напр жени  формируют на своих выходах опорные пилообразные напр жени  и fy0, в.ид которых представлен на фиг.66. Форма этих напр жений не оказывает вли ние на дальнейшую работу системы управлени  вентильным преобразователем .

Напр жени  с выходов первого 5 и второго 9 генераторов опорного пилообразного напр жени  подаютс  соответственно на инверсные входы первого 6 и второго 10 элементов сравнени  (фиг.1) на неинверсные входы которых одновременно подаетс  напр жение задани  ,,, , U,0 , Uunp (фиг.2) .

Первый элемент 6 сравнени  вырабатывает импульсы в моменты равенства положительного опорного пилообразного напр жени  Ug (фиг.2) и положительного значени  напр жени 

задани  II

ГР

а при отрицательном

значений напр жени  задани  импульсы на его выходе отсутствуют (UM ,фиг.2)

Второй элемент 10 сравнени  вырабатывает импульсы в моменты равенства отрицательного опорного пилообразного напр жени  U10 (фиг.2) и отрицательного значени  напр жени  задани 

U

Р

а при положительном значении

напр жени  задани  импульсы на его выходе отсутствуют (U , фиг.2).

Импульсы с выхода первого -6 и второго 10 элементов сравнени  поступают соответственно на входы первого 7 и второго 11 формирователей импульсов , которые по их переднему фронту вырабатывают импульсы управлени  (U 4з и U 44 фиг.2). Импульсы управлени  U и поступают на распределитель 12 импульсов. i

Распределитель 12 импульсов осуществл ет распределение импульсов управлени  U 43 и U44 по вентил м в соответствии с импульсами синхронизации U0- Ilg (фиг.2), поступающими на его входы. Работа распределител  импульсов описываетс  уравнени ми:

- (U,,.U,) V(UU-U);

и ,6 (и,э.иг) v (u,4-us);

U ,7 (U,,-U3)V (U4a-Ue).

Импульсы управлени  U45- усиленные выходными усилител ми 23-25, поступают на управл ющие электроды вентилей (UTA, UTB, UTC, фиг.2),

Сдвиг по фазе импульсов управлени  вентил ми в диапазоне углов от «/2 до 0 эл.град. осуществл етс  первым фаэосдвигающим блоком 4 при изменении напр жени  задани  от нул  до максимального положительного значени , определ емого напр жением первого генератора 5 опорного пилообразного напр жени , соответствующим нулевому углу открывани  вентилей.

Сдвиг по фазе импульсов управлени  вентил ми в диапазоне от к/2 до 1Г эл.град. осуществл етс  вторым фазосдвигающим блоком 8 при изменении напр жени  задани  от нул .до максимального отрицательного значени определ емого напр жением второго генератора 9 опорного пилообразного напр жени , соответствующим углу открывани  вентилей, равному ITэл.град

Как видно из фиг.2, переход вентильного преобразовател  из выпр мительного режима в инверторный осуществл етс  только изменением пол рности напр жени  управлени .

Таким образом, изобретение позвол ет повысить линейность регулировочной характеристики вентильного преобразовател  и расширить диапазон изменени  фазы управл ющих импульсов

до 180 эл.град.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ формирований управл ющих импульсов в одноканальных системах

   Q

   5

   0

   5

   фазового управлени  вентильным преобразователем , заключающийс  в том, что формируют опорное пилообразное напр жение, синхронизированное с напр жением сети, сравнивают это напр жение с напр жением задани , в моменты равенства этих напр жений формируют управл ющие импульсы и распредел ют эти импульсы по вентил м фаз преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повышени  линейности регулировочной характеристики вентильного преобразовател , формируют положительное и отрицательное опорные пилообразные напр жени  с периодом 2/3/« , синхронизируют указанные напр жени  с началами положительных полупериодов фазных напр жений , причем дл  сдвига по фазе импульсов управлени  вентил ми в ди- аплзоне углов от 0 до IT/2 эл.град. используют положительное опорное пилообразное напр жение, а в диапазоне углов от /|Г/2 до Tf эл.град. - отрицательное .

   «Риг /

   J

   К

   u/ иг

   з

   «,

   «s

   п

   ГЦ

   gODIvfiilUJn

   ЈM3LnV3pac/uiod

   ГО

   с -з- см чС

   gojii/fiuun cHVjj.ni/dЈi3du3Qd  

   V t e t4 U t/e гл t/,

   ЮООООООС:

   DOOOOOOC

   tin

   Hit U iii Ил Ha U,i

   u,{

   U L

   «3,

   r/j

   II IIЧЧи Г 1Г

   X

   %N

   Фиг

   «;

   x распределителю цмпульсоЬ

   J&L

   U

   «55

   U

   6(7

   к распределителю импульсоЬ

   «У

   U3 Щ

   «5 He

   tV8|jU9

   u«

   о)

   t/q