SU688979A1 - Способ управлени многофазным тиристорным преобразователем и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

входами Omin вторых кзскадов двухкаскадных усилителей, подключенных к выходам фазосмещающих устройств преобразовател , а выход эмиттерного повторител  соединен с входами атах первых каскадов двухкаскадных усилителей. Устройство, реализующее этот способ, формирует узкие импульсы , которые служат дл  ограничени  предельных углов регулировани  преобразовател .

Недостатком данного технического решени   вл етс  то, что оно не обеспечивает надежной работы преобразовател  при скорости изменени  сигнала управлени  превышающей скорость изменени  разверты-вающего напр жени , так как в системе управлени  не исключаетс  формирование ложных импульсов на нерабочих участках развертывающих синусоидальных напр жений , которые  вл ютс  причиной аварийных режимов (прорывов инвертора) преобразовател .

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности -преобразовател  за счет исключени  формировани  ложных имлульсов на нерабочих участках развертывающих синусоидальных напр жений при большой скорости изменени  сигналов управлени .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что фазные и противофазные развертывающие синусоидальные напр жени  после суммировани  с регулируемым посто нным напр жением смещени  инвертируют и формируют с частотой упом нутых развертывающих напр жений переменные пр моугольные напр жени , из отрицательных значений которых формируют положительные пр моугольные импульсы длительностью от 2iT/3 до  , с помощью последних запрещают формирование ложных управл ющих импульсов на нерабочих участках развертывающих синусоидальных напр жений , задние фронты импульсов, сформированных из -фазных развертывающих напр жений , используют дл  ограничени  предельных углов регулировани  по Отш в выпр мительном режиме дл  -четных каналов преобразовател , а передние - дл  ограничени  по Umax в инверторном режиме дл  нечетных каналов преобразовател , при этом передние фронты импульсов, сформированных из противофазных развертывающихс  напр жений, используют дл  ограничени  предельных углов регулировани  по ttmin в выпр мительном режиме дл  нечетных каналов преобразовател , а задние - дл  четных каналов по атах в инверторном режиме, причем при изменении диапазона регулировани  преобразовател  от 2 /3 до п длительность ограничивающих импульсов соответственно измен ют от л до 2л/3, где Cmin - предельный угол регулировани  по минимуму, «max - ПО МаКСИмуму . Устройство дл  осуществлени  способа.

содержащее формирователи фазных и противофазных развертывающих синусоидальных напр жений, регулируемый источник посто нного напр жени  смещени , выход которого подключен ко входам формирователей пр моугольного напр жени , и выходные каскады, выходы которых св заны со входами ttmin и атах двухкаскадных усилителей четных и нечетных каналов преобразовател , снабжено инвертирующими усилител ми , при этом входы трех нечетных формирователей пр моугольного напр жени  непосредственно подключены к выходам формирователей фазных развертывающих напр жений, а входы трех четных формирователей пр моугольного напр жени  св заны с выходами формирователей противофазных развертывающих на-пр жений , причем выходы нечетных формирователей пр моугольного напр жени  соединены через инвертирующие усилители и выходные каскады со входами amm двухкаскадных усилителей четных каналов и - со входами Ощах усилителей нечетных каналов преобразовател , выходы четных формирователей пр моугольного напр жени  - со входами omin двухкаскадных усилителей нечетных каналов и входами атах усилителей четных каналов преобразовател .

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства дл  осуществлени  способа; на фиг. 2 - схема одного канала устройства; на фиг. 3 - схема одного канала фазосмещающего устройства преобразовател ; на фиг. 4 и 5 - временнью потенциальные диаграммы, по сн ющие способ.

Способ управлени  многофазным тиристорным преобразователем заключаетс  в том, что из развертывающих синхронизирующих напр жений формируют пр моугольные положительные импульсы длительностью 2л/3-л. Эти импульсы служат дл  введени  запрета на формирование ложных импульсов на нерабочих участках развертывающих синусоидальных напр жений и дл  ограничени  предельных углов регулировани  преобразовател  в выпр мительном (по Cmin) и в инверторном (по «шах) режимах. Задние фронты импульсов, сформированных из фазных развертывающих напр жений, используют дл  ограничени  предельных углов регулировани  по amin в выпр мительном режиме дл  четных каналов преобразовател , а передние дл  ограничени  по атах в инверторном режиме дл  нечетных каналов преобразовател . Передние фронты импульсов, сформированных из противофазных развертывающих напр жений, используют дл  ограничени  предельных углов регулировани  по Omin в выпр мительном режиме дл  нечетных каналов преобразовател , а задние дл  четных каналов по атах в инверторном режиме . Дл  изменени  диапазона регулировани  преобразовател  зону запрета, создаваемую упом нутыми выше импульсами ограничени , расшир ют или уменьшают. При уровне посто нного напр жени  смеш ,ени  равном нулю длительность ограничиваюш ,их импульсов составл ет л, а диапазон регулировани  преобразовател  составл ет 2 /3. Если необходимый диапазон регулировани  2jt/3, длительность ограничнваюш .их импульсов равна   (при этом посто нное напр жение смеш,ени  не равно нулю). На чертежах прин ты следующие обозначени : 1 - формирователи фазных развертываюш;их напр жений; 2 - формирователи противофазных развертываюш,их напр жений; 3 - регулируемый источник посто нного напр жени  смеш;ени ; 4-9 - формирователи пр моугольного напр жени , выполненные на операционных усилител х К1УТ401Б; 10-15 - инвертируюш ,ие усилители; 16-21 - выходные каскады; 22i-22п - фазосмешаюш,ие блоки устройства управлени ; 22i-23п - двухкаскадные усилители 24i-24„ - одновибраторы , формирующие длительность управл ющего импульса; 25 - предварительные усилители системы управлени  преобразовател ; 4-Un-Uu - источники питани ; /см - напр жение смещени ; t/Bx23i - /вхгзп - входные сигналы атах, поступающие на первые каскады двухкаскадных усилителей 23i-23„ четных и нечетных каналов преобразовател ; f/Bx23, - ивх2з„ входные сигналы «тш, поступающие на вторые каскады двухкаскадных усилителей 23i-23„ четных и нечетных каналов преобразовател ; 26, 27 - транзисторы соответственно первого и второго каскадов двухкаскадного усилител ; 2,29 - дифференцирующа  цепочка; 6вых4б (f/amin2, /ащахз) -сигналы ограничени  дл  второго канала по Omin и третьего канала по Отах; Uebixir ( «mins, f/ama) - сигналы ограничени  третьего канала по amm и четвертого - по Отах; f/Bbixl8 (Uo-mlnt, «maxs) - СИГналы ограничени  четвертого канала по amin и п того - по amax;f/Bbixl9(L amln5, t/Ятахб) -сигналы ограничени  дл  п того канала по amln и ЩеСТОГО - по Отах; /вых20 («mlnS , maxi) - сигналы ограничени  щестого канала по атш и первого по атах; вых21 (f/ctmini, Uaimzn2)-сигналы ограничени  первого канала по отш и второго - по «max; Uy, Uyi, Uyu, Uyin, t/yiv- управл ющие напр жени ; f/22,- сигналы на выходе фазосмещающего устройства первого канала преобразовател ; t/24, - импульс на выходе одновибратора; С/2в - сигнал на коллекторе транзистора 26; f/27 - сигнал на коллекторе транзистора 27; /28, - импульсы дифференцирующей цепочки 28, 29. Устройство дл  осуществлени  способа содержит шесть формирователей пр моугольного напр жени  4-9 (фиг. 1), входы которых подключены к выходу регулируемого источника посто нного напр жени  смещени  3, входы формирователей 4, 6, 8 подключены к выходам формирователей фазных развертывающих напр жений 1, а входы формирователей 5, 7, 9 св заны с выходами формирователей противофазных развертывающих напр жений 2, выходы формирователей 4, 6, 8 соединены с входами инвертирующих усилителей 10, 12, 14, выходы которых через эмиттерные повторители 16, 18, 20 (выходные каскады) св заны с входами первых каскадов двухкаскадных усилителей 23i-23„ четных каналов и входами вторых каскадов усилителей 23i-23„ нечетных каналов преобразовател , выходы формирователей пр моугольного напр жени  5, 7, 9 подключены к выходам инвертирующих усилителей 11, 13, 15, выходы последних через эмиттерные повторители 17, 19, 21 св заны со входами вторых каскадов усилителей 23i-23„ нечетных каналов и входами первых каскадов усилителей четных каналов преобразовател . Выходы усилителей св заны со входами формирователей длительности 24i-24п, сигналы с которых поступают к предварительным усилител м 25 преобразовател . Устройство работает следующим образом . На входы формирователей пр моугольного напр жени  4-9 поступают развертывающие синусоидальные напр жени  (фиг. 4,а), на выходах которых формируютс  переменные пр моугольные напр жени  (фиг. 4,6-ж), отрицательные значени  этих напр жений инвертируютс  инверторами 10-15 (фиг. 1), сигналы с выходов последних включают эмиттерные повторители 16-21. Положительные импульсы с выходных каскадов (фиг. 4,з-н) ввод тс  в соответствующие каналы системы управлени  через двухкаскадные усилители 23i-23п, подключенные на выходах фазосмещающих устройств 22,-22„ преобразовател  (фиг. 3). Устройство формирует импульсы запрета и ограничени  предельных углов регулировани  преобразовател  дл  всего преобразовател , имеющего п каналов управлени . При этом импульсы f/Bbixl6 - вых2, помимо запрета формировани  ложных импульсов на нерабочих участках развертывающих синусоидальных напр жений, выполн ют одновременно функции ограничени  предельных углов регулировани  соответствующих каналов преобразовател  как по минимуму «mm, ТНК И ПО максимуму Umax (фиг. 4,3-н). Рассмотрим работу устройства в момент времени и при напр жении смещени  - на примере частд ;хемы,

включающей в себ  элементы 4, 10, 16 (фиг. 2, фиг. 4). На вход формировател  4 подаетс  положительное напр жение UA (фиг. 4,а). Так как напр жение UA. подаетс  на инвертирующий вход формировател  4, то на его выходе снимаем инверсный сигнал (фиг. 4,6), запирающий инвертирующий усилитель 10 и открывающий эмитгерный повторитель 16, с выхода которого вых1б снимаетс  положительный импульс длительностью  , используемый дл  ограничени  второго канала преобразовател  по ttmin и третьего канала по атахДл  иллюстрации работы устройства рассмотрим , как ввод тс  импзльсы ограничени  и запрета в первый канал преобразовател  (фиг. 3).

Импульс по минимуму amin дл  первого канала снимаетс  с выхода С/вых1б устройства (фиг. 1, фиг. 4,н), а по максимуму атах - с выхода /вых2о (фиг. 4,м).

Рассмотрим работу системы управлени  в момент времени, когда преобразователь работает В выпр мительном режиме, например в момент времени /б- 2При этом импульс с выхода /вых1е устройства Ommi (фиг. 4,и), подаетс  на вход вх23, (amini) двухкаскадного усилител  23i (фиг. 1, фиг. 3), установленного на выходе фазосмещающего устройства 22i преобразовател . Этот импульс откроет второй транзистор усилител  23i. Пока этот транзистор открыт импульсом amini производитс  блокировка фазосмещающего устройства 22i (его включение не приводит к формированию управл ющих имп}льсов). Например , при уровне напр жени  уравлени  равном Uyu (фиг. 5,а) формируетс  на выходе фазосмещающего устройства 22i отрицательный имизльс f/22,, который попадает в зону действи  импульса Отии и, следовательно , будет запрещен (пз иктир на фиг. 5,6).

Действительно импзльс подаетс  иа первый каскад усилител  23i и он открытьс , что, в свою очередь, должно обеспечить формирование управл ющего импульса на выходе двухкаскадного усилител  23|, однако транзистор второго каскада усилител  23i уже открыт ранее импульсом

«mml и поэтому ИМПуЛЬС , НИКаКОГО ВЛИЯНИЯ на работу системы управлени  не оказывает .

Но после закрыти  транзистора в усилителе 23i (окончание действи  импульса «mini) от его заднего фронта (фиг. 5,г) формируетс  импульс /28, 29 (фИГ. 5,Ж), КОторый формируетс  одновибратором 24 по длительности (нуиктирна  лини  на фиг. 5,з) и поступает в систему управлени  преобразователем, осуществл   его работу иа заданном уровне ограничени .

Как видно из временньгх диаграмм (фиг. 5) импульс, сформированный от заднего фронта Cmin будет иметь место и при

отсутствии импульсов с блока 22i (фиг. 3).

Нри напр жении управлени  равном Uyi

на выходе фазосмещающего устройства 22i.

формируетс  отрицательный импульс t/22, (сплошна  лини  иа фиг. 5,6). Транзистор первого каскада усилител  23 закрываетс  (сплощиа  лини  на фиг. 5,д), а транзистор второго каскада открываетс , имиульс

его дифференцируетс  дифференцирующей цепочкой 28, 29 с которой снимаетс  импульс f/28,s9 (сплощиа  лини  на фиг. 5,ж), защскающий одновибратор 24i, на выходе которого формируетс  импульс ,29

(силопина  лини  на фиг. 5,з) и в систему управлени  преобразователем иоступает управл ющий импульс.

Рассмотрим работу устройства в момент времени , когда преобразователь работает в ин-верторном режиме.

При этом импульс с выхода устройства (фиг. 1) f/Bbix20 («maxi) фиг. 4,м (подаетс  на 7вх2з, (ttmaxiJl двухкаскадного усилител  23i (фиг. 1, фит. 3).

При напр жении управлени  равном Uyiu (фиг. 5,к) на выходе блока 22i формируетс  отрицательный импульс f/22, (фиг. 5,л), который заиирает транзистор первого каскада , а транзистор второго открывает, импульс его f/27 (фиг. 5,п) дифференцируетс  дифференцирующей цепочкой 28, 29 и на одновибратор 24i поступает импульс f/28,29 (фиг. 5,р), который формируетс  по длительности , и в систему управлени  поступает импульс , (сплошна  лини  иа фиг. 5,с).

При иапр жении уира-влени  равном yiv на выходе фазосмещающего устройства 22i формируетс  импЗльс f/22i (иунктирна  лини  иа фиг. 5,л). Отрицательна  часть этого импульса никакого воздействи  на схему не производит, а переход этого импульса к положительному значению также ничего не измен ет, так как транзистор первого

каскада усилител  23) ранее был открыт импульсом Овых2о (фиг. 3, 4).

Таким образом, импульс с устройства 22i ипкакого воздействи  на схему, не оказывает , так как находитс  в зоне действи  импульса 7в.ч2з, («max,) ОТ передиего фронта которого формируетс  импульс (728,29 (иупктириа  лини  на фиг. 5,р), ограничивающий диапазон регулировани  по атах.

Из временных диаграмм (фиг. 5,к-с) видно, что этот импульс бздет формироватьс  и при отсутствии напр жени  управлени  и будет выполн ть роль управл ющего импзльса на заданном уровне ограиичеии  предельного угла регулировани  по «max. При изменении уровн  напр жени  смещени  - f/см длительность имп)льсов ограничени  будет одновременно и идентично измен тьс  во всех каналах преобразовател  и, следовательно, также будет изме9

н тьс  разрешаемый диапазон регулировани  преобразовател .

Учитыва , что диапазон регулировани  преобразовател  практически измен етс  в пределах от 120 эл. град (2 /3) до 180 эл. град (л;), то длительность импульсов ограничени  должна соответственно измен тьс  от 180 эл. град it до 120 эл. град (2п/3).

Реализаци  изобретени  в системах управлени  многофазными тиристорными преобразовател ми , имеющих синусоидальные развертывающие напр жени  и скорость управл ющих сигналов, превыщающую в некоторых режимах скорость упом нутых развертывающих напр жений, позвол ет повысить надежность частотно-управл емых электроприводов, так как исключает возможность формировани  ложных импульсов на нерабочих участках развертывающих синусоидальных напр жений.

Claims (2)

1. Способ управлени  многофазным тиристорным преобразователем с суммированием по вертикальному принципу фазных и противофазных развертывающих синусоидальных напр жений и регулируемого посто нного напр жени  смещени  при формировании импульсов ограничени  предельных углов регулировани  преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью повыщени  надежности работы за счет исключени  формировани  ложных импульсов при больщой скорости изменени  сигналов управлени , фазные и противофазные развертывающие синусоидальные напр жени  после суммировани  с регулируемым посто нным напр жением смещени  инвертируют и формируют с частотой упом нутых развертывающих напр жений переменные пр моугольные напр жени , из отрицательных значений которых формируют положительные пр моугольные импульсы длительностью от 2 /3 до  , с помощью последних запрещают формирование ложных управл ющих импульсов на нерабочих участках развертывающих синусоидальных напр жений, задние фронты импульсов, сформированных из фазных развертывающих напр жений, используют дл  ограничени  предельных углов регулировани  по ttmin в выпр мительном режиме дл  четных каналов преобразовател , а передние -

10

дл  ограничени  по атах в инверторном режиме дл  нечетных каналов преобразовател , при этом передние фронты импульсов , сформированных из противофазных развертывающих напр жений, используют дл  ограничени  предельных углов регулировани  по amin в выпр мительном режиме дл  нечетных каналов преобразовател , а задние - дл  четных каналов по Отах в инверторном режиме, причем при изменении диапазона регулировани  преобразовател  от 2 /3 до   длительность ограничивающих импульсов соответственно измен ют от   до 2 /3, где Omin предельный угол регулировани  по минимуму, Umax - ПО максимуму .

2. Устройство дл  осуществлени  способа по п. 1, содержащее формирователи фазных и противофазных развертывающих синусоидальных напр жений, регулируемый источник посто нного напр жени  смещени , выход которого подключен ко входам формирователей пр моугольного напр жени , и выходные каскады, выходы последних св заны с входами amin и атах двухкаскадных усилителей четных и нечетных каналов преобразовател , отличающеес  тем, что оно снабжено инвертирующими усилител ми , при этом входы трех нечетных формирователей пр моугольного напр жени  непосредственно подключены к выходам формирователей фазных развертывающих напр жений , а входы трех четных формирователей пр моугольного напр жени  св заны с выходами формирователей противофазных развертывающих напр жений, выходы нечетных формирователей пр моугольного напр жени  соединены через инвертирующие усилители и выходные каскады со входами Omin двухкаскадных усилителей четных каналов и со входами Отах усилителей нечетных каналов преобразовател , выходы четных формирователей пр моугольного на пр жени  - со входами атт двухкаскадных усилителей нечетных каналов и входами ttmax усилителей четных каналов преобразовател .

Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 261549, кл. Н 02Р 13/16, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР № 508891, кл. Н 02Р 13/16, 1976.

If , {Oi/S.J

UA.yj.ij:,

и, ijg ffc

ЬА bs i-A Uc ifs 1/Л ffc Us Vf bc Us Ui

n Uf

.nu

« V,

btt