SU1739454A1 - Устройство дл импульсно-фазового управлени @ - фазным тиристорным преобразователем - Google Patents

Abstract

Устройство содержит перемножители 1 и 2, сумматор 3, нуль-орган 4, блок m коммутаторов 5, коммутатор 6 m каналов, формирователь и распределитель 7 импульсов, элемент ИЛИ 8cm входами, кольцевой счетг чик 9, функциональные преобразователи 10, 13 и 14, сумматор 11, задатчик 12 угла управлени . Перемножители 1 и 2, сумматор 3 образуют фазосдвитающий узел 15. 3 ил.

Description

fe

VI

GO Ч) 4 СЛ

ЬИзобретение относитс  к области электромеханики и может быть использовано дл  управлени  тиристорными преобразовател ми .

Наиболее близким к предложенному по технической сущности  вл етс  устройство дл  импульсно-фазового управлени  т-фаз- ным тиристорным преобразователем, содержащее задатчик угла управлени , формирователь и распределитель импульсов и фазосдвигающий узел, содержащий сумматор и первый перемножитель, первый вход которого  вл етс  входом первой фазы синхронизирующего напр жени  устройства , а выход подключен к первому входу сумматора , выход которого  вл етс  выходом фазосдвигающего узла, группа выходов формировател  и распределител  импульсов  вл етс  группой выходов устройства. Кроме этого, в устройстве содержитс  еще (т-1)-фазосдвигающих узлов (т 3,6,...), причем каждый j-й фазосдвигающий узел (j 1,2т) содержит фазоповоротный элемент (в мостовом фазовращателе - емкость или инду.-.тивность), вход которого соединен с первым входом перемножител  этого узла, а выход соединен с вторым входом сумматора. На вход каждого узла поступает синхронизирующее напр жение. Вторые входы перемножителей каждого из узлов объединены и соединены с выходом задат- чика угла управлени . Сигналом с выхода задатчика угла управлени  измен етс  амплитуда синусоидальных сигналов, поступающих на первые входы перемножителей. Каждое из m синусоидальных напр жений сдвигаетс  по фазе, проход  через фазоповоротный элемент. Эти напр жени  суммируютс  на сумматоре. В результате, в зависимости от уровн  сигнала управлени  на выходе каждого фазосдвигающего узла формируютс  синусоидальные сигналы, сдвинутые по фазе относительно каждого синхронизирующего напр жени . Выход каждого j-ro фазосдвигающего узла подключаетс  к формирователю и распределителю импульсов, на выходе которого формируютс  импульсы управлени  тиристорами.

Недостатками известного устройства  вл ютс  критичность фазоповоротных элементов (в мостовом фазовращателе - емкость или индуктивность) к частоте синхронизирующих напр жений и, следовательно , снижение точности установки фазового угла системы импульсно-фазового управлени ,

Целью изобретени   вл етс  повышение точности импульсно-фазового управлени  тиристорами преобразовател .

Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  импульсно-фазового управлени  m-фазным тиристорным преобразователем , содержащем задатчик угла

управлени , формирователь и распределитель импульсов и фазосдвигающий узел, содержащий сумматор и первый перемножитель , первый вход которого  вл ете   входом первой фазы синхронизирующего

0 напр жени  устройства, а выход подключен к первому входу сумматора, выход которого  вл етс  выходом фазосдвигающего узла, группа выходов формировател  и распределител  импульсов  вл етс  группой

5 выходов устройства, введены блок компараторов , коммутатор каналов, элемент ИЛИ, кольцевой счетчик, первый, второй и третий функциональные преобразователи, сумматор , нуль-орган, а в фазосдвигающий узел

0 введен второй перемножитель, первый вход которого  вл етс  входом второй фазы синхронизирующего напр жени  устройства, а выход соединен с вторым входом сумматора , выход сумматора через нуль-орган сое5 динен с управл ющим входом коммутатора каналов, синхронизирующие напр жени  через блок компараторов подключены к адресным входам коммутатора каналов, группа выходов последнего соединена

0 соответственн с группой входов элемента ИЛИ и с группой входов формировател  и распределител  импульсов, выход элемента ИЛИ через кольцевой счетчик соединен с адресным входом первого функционально5 го преобразовател , выход которого соединен с первым входом сумматора, к второму входу сумматора подключен выход задатчика угла управлени , выход сумматора подключен к объединенным адресным входам

0 второго и третьего функциональных преобразователей , выходы которых соответственно соединены с вторыми входами первого и второго перемножителей фазосдвигающего узла.

5 На фиг. 1 дана блок-схема устройства дл  импульсно-фазового управлени  т-фаз- ным тиристорным преобразователем; на фиг, 2 - диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства; на фиг. 3 - характери0 стики первого, второго и третьего функциональных преобразователей.

Устройство дл  импульсно-фазового управлени  (фиг, 1) дл  m-фазного преобразовател  содержит первый и второй

5 перемножители 1 и 2, сумматор 3. Кроме того, устройство содержит нуль-орган 4, блок 5 m компараторов, коммутатор 6 m каналов, формирователь и распределитель 7 импульсов, элемент ИЛИ 8 с m входами, кольцевой счетчик 9, первый функциональный преобразователь 10, сумматор 11, за- датчик 12 угла управлени , второй 13 и третий 14 функциональные преобразователи. Перемножители 1 и 2 и сумматор 3 образуют фазосдвигающий узел 15,

На первые входы перемножителей 1 и 2 фазосдвитающего узла 15 подключены два из m синхронизирующих напр жений, при этом каждое из m напр жений  вл етс  входом одноименных компараторов блока 5, Выходы перемножителей 1 и 2 узлй 15 подключены к одноименным входам сумматора 3 узла 15. Выход сумматора 3,  вл ющийс  и выходом фазосдвигающего узла 15, через нуль-орган 4 соединен с управл ющим входом коммутатора 6 каналов, адресные входы которого соединены с одноименными выходами блока 5 компараторов. Выходы коммутатора 6 каналов соединены с одноименными входами элемента ИЛИ 8 и с одноименными входами формировател  и распределител  7 импульсов. Выход элемента ИЛИ 8 через кольцевой счетчик 9 соединен с адресным входом первого функционального преобразовател  10. Выход первого функционального преобразовател  10 соединен с первым входом сумматора 11, второй вход которого подключен к выходу задатчика 12 угла управлени . Выход сумматора 11 подключен к объединенным адресным входам второго и третьего функциональных преобразователей 13 и 14, выходы которых соответственно соединены с вторыми входами перемножителей 1 и 2 фазосдвигающего узла 15.

На фиг. 2 приведены эпюры напр жени , иллюстрирующие работу устройства дл  импульсно-фазового управлени  на примере управлени  тиристорами выпр мител , выполненного по трехфазной схеме со средней точкой. На фиг. 2 приведены эпюры напр жени  Uj (j 1,2,3), синхронизированные по фазе с линейными или фазными напр жени ми источника преобразуемой энергии. Крива  U формируетс  в результате сложени  сумматором 3 напр жений Ui nU2, умноженных соответственно на сигналы управлени  Uyi и Uy2. Величины последних св заны с заданным значением угла управлени  функциональными зависимост ми (фиг. За). Изменени  задани  угла управлени  23ад на выходе задатчика 12 угла управлени  показаны на фиг. 26 сплошной линией. Здесь же пунктирной линией показана крива 

«зад (t) «зад (t) + ащ ,(1)

где «зад (t) - задание угла управлени ;

ац 360/т К; K-J-1.

Величина ац измен етс  циклически в соответствии с нумерацией фаз переменно- го напр жени , в цепь которых включен тиристор , дл  которого в данный момент реализуетс  фазовый сдвиг. Импульсы 1 (Ug), фиг. 2в, на выходе нуль-органа 4 формируютс  при IL 0 и переходе кривой из области отрицательных значений в область положительных . Выходные сигналы блока компараторов 5 (фиг. 2) дл  управлени  трехфазной схемой со средней точкой определ ютс  выражением

(0, притг а к2л:;

1 И,

приО 0)1 л,

(2)

Импульсы (фиг. 2д) формируютс  на выходе коммутатора 6 каналов и определ ют момент подачи импульсов управлени  на тиристоры. Формируемые фронтами сигналов (фиг. 2д) импульсы собираютс  элементом ИЛИ 8 в один канал (фиг, 2е).

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

В момент времени to 0 (фиг. 2а) на вторые входы перемножителей 1 и 2 узла 15 с выхода функциональных преобразователей 13 и 14, поступают числа Uyi и 11У2, соответствующие а3ад 30эл. град. Крива  UЈB момент времени ti достигает нул , что приводит к срабатыванию нуль-органа 4. Таким образом на управл ющем входе коммутатора 6 каналов имеет 1 (Цг) 1, а на его первом входе имеет 1.

В результате, на одноименные входы формировател  и распределител  7 импульсов и элемента ИЛИ 8 поступает импульс с

первого выхода коммутатора 6 каналов (фиг. 2д). На выходе элемента ИЛИ 8 по вл етс  импульс, измен ющий состо ние кольцевого счетчика 9 (фиг. 2е). В результате на выходе функционального преобразовател  10

получает число, пропорциональное ац при К 1, т.е. ац 120 эл. град. С помощью сумматора 11 значени  «зад (t) и ац складываютс . В результате получаем номер адресов, по которому на выходах функциональных преобразователей 13 и 14 получаем значени  Uyi и Uy2, соответствующие требуемому углу сдвига управл ющих импульсов по отношению к напр жению LJ2 (в момент времени ti значение «зад , фиг. 26), В момент времени t2 на втором входе коммутатора 6 каналов имеет signflte 1 и на управл ющем входе- 1 (llЈ 1). В результате на втором выходе коммутатора 6 каналов получаем состо ние, соответствующее

логической 1, а на первом выходе - состо ние изменени  с логической 1 на логиче- ский О. На выходе элемента ИЛИ 8 формируетс  импульс, измен ющий состо ние счетчика 9 и азад (ta) на выходе функци- онального преобразовател  10. В результате начинает формироватьс  крива  U , достигающа  нуль в момент времени т,з, и устройство работает аналогично моментам времени ti и t2. В момент времени Т4 произошло скачкообразное изменение «зад до величины 170эл. град. В этот момент на выходе функционального преобразовател  10 имеем сгц 0. В результате крива  U претерпевает излом и достигает нул  в момент времени ts, соответствующий сдвигу импульса управлени  тиристором, включенным в фазу Ui, на 2зад 170 эл. град. При этом существуют услови  дл  срабатывани  коммутатора б каналов и соответственно срабатывают схемы формировател  и распределител  7 импульсов и элемента ИЛИ 8. Импульс с выхода элемента ИЛИ 8 измен ет состо ние кольцевого счетчика 9, что приводит к формированию на выходе функционального преобразовател  10 ац при К 1. На выходе сумматора 11 получаем аэад , показанное на фиг. 26 пунктиром в момент времени ts. Соответственно , начинает формироватьс  крива  U достигающа  нулевого значени  в момент времени te. В этот момент устройство работает аналогично моменту времени ts, в результате чего формируетс  импульс на втором входе формировател  и распределител  7 импульсов и измен етс  состо ние кольцевого счетчика 9. С момента времени те - ty реализуетс  крива  U4 , предполагающа  срабатывание устройства в момент времени tg, и формирование импульса на третьем выходе коммутатора 6 каналов. Однако в момент времени t происходит скачкообразно изменение угла управлени  на Тзад 30 эл. град, и на выходе функциональных преобразователей 13 и 14 формируютс  сигналы Uyi и Uy2, привод щие к срабатыванию нуль-органа 4 в момент времени t. На третьем выходе коммутатора 6 каналов формируетс  импульс, поступающий на третий вход формировател  и распределител  7 импульсов и через элемент ИЛИ 8 измен ющий состо ние кольцевого счетчика 9.

В результате начинает формирова- тельс  крива  U,; , нуль-орган 4 срабатывает в момент времени ts и соответственно на первом выходе коммутатора 6 каналов формируетс  импульс. Он поступает на одноименный вход формировател  и распределител  7 импульсов и через элемент ИЛИ

8, кольцевой счетчик 9, функциональный преобразователь 10, сумматор 11 измен ет величину Uyi и Uy2 на выходе функциональных преобразователей 13 и 14. В результате

формируетс  крива  Ц , при которой нуль- орган 4 срабатывает в момент времени .„. В этот момент устройство работает аналогично описанному. Формируетс  крива  U, предполагающа  срабатывание нуль-органа 4 в момент времени тчз. Однако в момент времени U произошло скачкообразное значение tn, что приводит к броску через нуль кривой U в момент времени тп и срабатыванию нуль-органа 4.

При этом условий дл  формировани 

импульсов на выходе коммутатора 6 каналов нет, 0 . и формирование импульса на третьем выходе коммутатора 6 каналов не происходит. Переход кривой УЈ через

нуль в момент времени ti2 не вызывает срабатывани  нуль-органа 4, так как последний срабатывает только при переходах кривой Ц. из отрицательной области в положительную .

Новое срабатывание нуль-органа 4 происходит в момент времени t-и, что приводит к изменению состо ни  на третьем выходе коммутатора 6 канала и к соответствующему изменению состо ни  функциональных

преобразователей устройства. Далее работа устройства происходит аналогично описанному .

Экспериментальные исследовани  за вл емого устройства дл  импульсно-фазового управлени  тиристорами выпр мител , выполненного по трехфазной схеме со средней точкой, показали, что по сравнению с прототипом за вл емое устройство обеспечивает независимость реализации фазового

сдвига от частоты и амплитуды синхронизирующих напр жений, а следовательно повышаетс  точность работы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  импульсно-фазово о управлени  m-фазным тиристорным преобразователем , содержащее задатчик угла управлени , синхронизатор, входы которого подключены к синхронизирующему напр жению , а выходы соединены с

   соответствующими адресными входами распределител  импульсов, выходы которого предназначены дл  подключени  через усилители-формирователи к управл ющим эле .гродам тиристоров, отличающеес   тем, что, с целью повышени  точности, в него введены элемент ИЛИ, кольцевой счетчик, первый, второй и третий функциональные преобразователи, первый и второй сумматоры, нуль-орган и первый и второй

   перемножители, при этом к выходам распределител  импульсов подключен через элемент ИЛИ кольцевой счетчик, выходы которого через третий функциональный преобразователь соединены с вторым входом второго сумматора, к первому входу которого подключен задатчик угла управлени , выход второго сумматора соединен с входами первого и второго функциональных преобразователей , выходы которых соответственно соединены с вторыми входами первого и второго перемножителей, первые входы которых подключены к соответствующему синхронизирующему напр жению, выходы первого и второго перемножителей соединены с входами первого сумматора, выход которого через нуль-орган соединен с модулирующим входом распределител  импульсов, причем первый и второй функциональные преобразователи реализуют следующие функциональные зависимости:

   (uale)

   sin .

   UV1oin ,rtt

   Uy2

   sing sin p

   где Uyi, Uy2 - сигналы на выходах, соответственно первого и второго функциональных преобразователей;

   а- сигнал на выходе второго суммато0 ра;

   а- угол сдвига по фазе между синхронизирующими напр жени ми, а третий функциональный преобразователь реализует следующую функциональную за5 висимость:

   „ 360 эл.град. . v «ц - „ где п - число состо ний кольцевого счетчика , которое пропорционально числу фаз 0 преобразовател ,

   ац - целочисленное текущее состо ние этого счетчика (К 0; п-1).

   i Uytfcyj); Uyi (ofsag)

   0,9 0,6 43

   -u,i -0,6 -09

   24

   ipaa

   )

   D

   Ј)

   S