SU741403A1 - Устройство дл управлени инвертором - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в управляемых преобразователях, в частности для управления инвертор- ' _ ними агрегатами электрифицированных ^э железных дорог 3,3 кВ постоянного тока.

Известны устройства для управления преобразователем [1], содержащие , _ блок задержки, работающий в диапазоне,^υ равном интервалу дискретности преобразователя и распределитель, использующий логику системы прямоугольных импульсов '’пьедесталов'¹, по ширине равных^основаниям полусинусоид пита- 15 ющих напряжений .'Для распределения импульсов управления по каналам.

Недостатком устройства является то, что управляющие импульсы сначала формируются, а затем производится их 20 смещение по фазе и пропуск по нужным каналам. В случае выхода из строя канала регулирования, т. е. исчезновения импульсов на выходе блока эадерж-^^ ки исчезают управляющие импульсы во всех каналах, что приводит к опрокидыванию инвертора и снижению надежности его работы.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления инвертором [2], содержащее трехфазный трансформатор, логические элементы ''НЕ¹' в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каждой фазы трансформатора через последовательно соединенные резисторы и ди оды и к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны. Выходы логических элементов ''НЕ'' подключены на один из входов триггеров, к одним выходам которых подключены элементы формирования и усиления управляющих импульсов, а второй выход триггеров через элемент логики ''НЕ'’ подключен к средней точке цепочки RC и на вход функциональных элементов ''нуль-орган'* на второй вход которых подается напряжение управления, а выход присоединен на второй вход триггеров.

К недостаткам известного устройства относится зависимость момента появления импульса в каждом 'канале об скорости заряда конденсатора этого канала, которая определяется многими факторами (емкостью конденсатора, сопротивлением резисторов, точностью настройки ''нуль-органа'') и не яв30 ляется стабильной во времени, а так же сложность схемы, что снижает надежность устройства.

Цель изобретения - повышение надежности работы устройства для управления инвертором.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления инвертором, содержащее трехфазный трансформатор, логические элементы ''НЕ'¹, в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каждой фазы трансформатора через последовательно соединенные резисторы и диоды к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны, и логические элементы ’’ИЛИ—НЕ¹' в каждом канале, к выходам каждого из которых подключены элементы формирования и усиления управляющих импуль сов, дополнительно снабжено формирователем прямоугольных импульсов, преобразователем их ширины и усилителем, причем формирователь собран по схеме ’'И'’ на логических элементах ''ИЛИ—НЕ'', входы которых подключены параллельно входам логических элементов ''НЕ ¹¹, а преобразователь выполнен на транзисторе времязадающей RC-цепочке и элементе. *'задержки¹¹, вход которого подключен к выходу формирователя, а выход , через усилитель включен на один из входов логических элементов ’’ИЛИНЕ.' ' каждого канала, другие входы которых подключены к выходам элементов ''НЕ'' своего и соседнего каналов. ·

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; па фиг. 2 — временные диаграммы в узловых точках схемы.

Устройство содержит трехфаэный трансформатор 1 к вторичным.обмоткам которого присоединены катоды диодов 2-7, аноды которых через резисторы 8—13 подключены на входы логических элементов ''НЕ'' 14-19. К этим же входам подключены аноды стабилитронов 20—25, катоды которых присоединены к средней точке вторичных обмоток трансформатора 1 и к общей точке схемы. Выходы логических элементов ''НЕ¹' 14—19 подключены на входы логических элементов ’’ИЛИ-НЕ'' 26-31 соответственно 14 к 26 и 30, 15 к 27 и 31, 16 к 26 и 28, 17 к 27 и 29, 18 к 28.и 30, 19 к 29 и 31. Выходы логических элементов ''ИЛИ-НЕ'' 26-31 через конденсаторы 32—37 подключены на входы элементов формирования 38— 43, выходы которых присоединены к входам элементов усиления 44-49. Входы формирователя прямоугольных импульсов 50, собранного по схеме ’’И'' на логических элементах .''ИЛИ—НЕ ^,т 51—54, подключены к анодам стабилитронов 20-25, а его выход подключен ко входу преобразователя ширины импульсов 55, собранного на элементе За40 держки 56, резисторах 57 и 58 и конденсаторе '5 9 времязадающей RC-цепочки и транзисторе 60, на вход которого подается управляющее напряжение. Выход преобразователя 55 через усилитель 61 подключен ко входам логичес5 ких элементов ''ИЛИ-НЕ'' 26—31.

Принцип работы устройства поясняется диаграммами фиг. 2.

При включении трансформатора 1 в сеть трехфазного напряжения промыш10 ленной частоты на его вторичных обмотках появляется синусоидальное напряжение. Через диоды 2—7 на входы логических элементов ''НЕ'¹ 14-19 подаются отрицательные полуволны си15 нусоиды, которые ограничиваются по амплитуде с помощью стабилитронов 20—25 и резисторов 8—13. Элементы логики ''НЕ¹' 14—19 преобразуют полуволны синусоиды в прямоугольные 2Q импульсы шириной 175° эл. каждый и сдвинутые относительно друг друга на 60°эл. На логические элементы ’’ИЛИ-НЕ'' 26-31 указанные импульсы подаются таким образом^ что образуют паузу в 60 * эл. на входе каждого элемента.

Полуволны синусоид, которые поданы на входы логических элементов ''ИЛИ-НЕ'' 51—53 — формирователя импульсов 50, образуют на выходах каж30 'дого элемента импульсы шириной 5° эл. со сдвигом на 180° эл. Эти импульсы суммируются и преобразуются логическим элементом ’’ИЛИ-НЕ'' 54.

На выходе указанного элемента по-. 35 является шасть импульсов шириной 55°Эл. чередующихся через .60° эл. Эти импульсы поступают на вход элемента ''Задержка'' 56, преобразователя 55 на выходе которого формируют55 ся импульсы, ширина которых определяется управляющим напряжением на входе и параметрами преобразователя 55.

Появление'(передний фронт) импульса на выходе элемента задержки 56 преобразователя 55 определяется временем зарядки конденсатора. 59, которое может регулироваться резистором 57 (установка начального угла регулирования) и транзистором 60 и резистором 58 (сдвижка угла регулирования). С .выхода элемента 5.6 импульсы после усиления в усилителе 62 .поступают на входы элементов ''ИЛИ-НЕ¹' 26—31.

На выходе кажцого из элементов 26-31 сигнал появляется только при отсутствии сигналов на всех трех его входах, например, на выходе элемента 26 сигнал появляется только при отсутствии сигнала на выходе элементов 14, 16 и 18.

При изменении, например, увеличении напряжения на базе транзистора 60 уменьшается время задержки элемента 56,.сигнал на его выходе появляется раньше (пунктирная линия), соот-ветственно сдвигается в сторону one·.

режения задний фронт импульса на выходе элемента 26. Аналогично сдвигается задний фронт импульса на выходе остальных элементов 27—31.

Выходные импульсы формируются конденсаторами 32-37 · и элементами формирования 44—49 в момент исчезновения сигнала на выходе элементов 26— 31. При сдвижке заднего фронта импульса на указанных элементах в сторону опережения, соответственно сдвигаются в сторону опережения выходные импульсы. При уменьшении напряжения управления будет сдвигаться в обратную сторону задний фронт импульса на выходе элементов 26-31 и соответ- . ственно выходные импульсы.

Благодаря формирователю серии импульсов, преобразователю их ширины и ;усилителю исключается возможность исчезновения импульсов при выходе из строя регулирующего элемента, так как 20 управляющие импульсы формируются с помощью прямоугольных импульсов, подаваемых элементами логики ''НЕ'' 14—19, что повышает надежность работы устройства. 25

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в управл емых преобразовател х в частности дл  управлени  инверторными агрегатами электрифицированных железных дорог 3,3 кВ посто нного тока. Известны устройства дл  управлени  преобразователем 1, содержащие блок задержки, работанхций в диапазоне равном интервалу дискретности преобразовател  и распределитель, использу ющий логику системы пр моугольных импульсов пьедесталов, по ширине равных основани м полусинусоид питающих напр жений .йл  распределени  импульсов управлени  по каналам. Недостатком устройства  вл етс  то, что управл ющие импульсы сначала формируютс , а затем производитс  их смещение по фазе и пропуск по нужным кансшам. В случае выхода из стро  ка нала регулировани , т. е. исчезновени  импульсов на выходе блока задержки исчезают управл ющие импульсы во всех каналах, что приводит к опрокидыванию инвертора и снижению Нт1дежности его работы. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  устройство дл  управлени  инвертором 2, содержащее трехфазный трансформатор , логические элементы НЕ в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каждой фазы трансформатора через последовательно соединенные резисторы и диоды и к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны. Выходы логических элементов НЕ подключены на один из входов триггеров , к одним выходам которых подключены элементы формировани  и усилени  управл ющих импульсов, а второй выход триггеров через элемент логики НЕ подключен к средней точке цепочки RC и ни вход функциональных элементов нуль-орган на второй вход которых подаетс  напр жение управлени , а выход присоединен на второй вход триггеров. К недостаткам известного устройства относитс  зависимость момента по влени  импульса в каждом канале об скорости зар да конденсатора этого канала, котора  определ етс  многими факторами (емкостью конденсатора, сопротивлением резисторов, точностью настройки нуль-органа) и не  вл етс  стабильной во времени, а также сложность схемы, что снижает надежность устройства. Цель изобретени  - повышение надежности работы устройства дл  управлени  инвертором. Поставленна  цель достигаетс  тем что устройство дл  управлени  инвертором , содержащее трехфазный трансформатор , логические элементы НЕ в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каждой фазы трансформатора через последовательно соединенньв резисторы и диоды к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны . и логические элементы ИЛИ-НЕ в каждом канале, к выходам каждого из которых подключены элементы формиров ни  и усилени  управл ющих импуль - сов, дополнительно снабжено формирователем пр моугольных импульсов, преобразователем их ширины и усилителем, причем формирователь собран по схеме на логических элементах ИЛИ-НЕ, входы которых подключены параллельно входам логиа преобраческих элементов зователь выполнен на транзисторе врем задающей RC-цепочке и элементе, задержки, вход которого подклю-чен к выходу формировател , а выход через усилитель включен на один из входов логических элементов НЕ каждого канала, другие входы которых подключены к выходам элементов НЕ своего и соседнего каналов . На фиг. 1 представлена функциональна  схема предлагаемого устррйства; аа фиг. 2 - временные диаграм мы в узловых точках схемы. Устройство содержит трехфазный трансформатор 1 к вторичным обмотка которого присоединены катоды диодов 2-7, аноды которых через резисторы .8-13 подключены на входы логических элементов НЕ 14-19. К этим  «е входам подключены аноды стабилитронов 20-25, катоды которых присоединены к средней точке вторичных обмо ток трансформатора 1 и к общей точке схемы. Выходы логических элементов НЕ 14-19 подключены на входы ло гических элементов ИЛИ-НЕ 26-31 соответственно 14 к 26 и 30, 15 к 2 и 31, 16 к 26 и 28, 17 к 27 и 29, 1 к 28 .и 30, 19 к 29 и 31. Выходы лог ческих элементов ИЛИ-НЕ 26-31 че рез конденсаторы 32-37 подключены на входы элементов формировани  3843 , выходы которых присоединены к входам элементов усилени  44-49. Вх ды формировател  пр моугольных импульсов 50, собранного по схеме И ИЛИ-НЕ на логических элементах 51-54, подключены к днодам стабилитр нов 20-25, а его выход подключен ко входу преобразовател  ширины импуль сов 55, собранного на элементе Эадержки 56, резисторах 57 и 58 и конденсаторе 59 врем  задающей RC-цепочки и транзисторе 60, на вход которого подаетс  управл ющее напр жение. Выход преобразовател  55 через усилитель 61 подключен ко входам логических элементов ИЛИ-НЕ 26-31. Принцип работы устройства по сн етс  диаграммами фиг. 2. При включении трансформатора 1 в сеть трехфазного напр жени  промышленной частоты на его вторичных обмотках по вл етс  синусоидальное напр жение . Через диоды 2-7 на входы логических элементов НЕ 14-19 подаютс  отрицательные полуволны синусоиды , которые ограничиваютс  по амплитуде с по.мощью стабилитронов 20-25 и резисторов 8-13. Элементы 14-19 преобразуют пологики луволны синусоиды в пр моугольные импульсы шириной 175° эл. каждый и сдвинутые относительно друг друга на . На логические элементы ИЛИ-НЕ 26-31 указанные импульсы подаютс  таким образом что образуют паузу в 60 эл. на входе каждого элемента. Полуволны синусоид, которые поданы на входы логических элементов ИЛИ-НЕ 51-53 - формировател  импульсов 50, образуют на выходах каждого элемента импульсы шириной 5 эл. со сдвигом на 180 эл. Эти импульсы суммируютс  и преобразуютс  ИЛИ-НЕ логическим элементом На выходе указанного элемента по-,  вл етс  НЕСТЬ импульсов шириной 55дл. чередующихс  через .бО эл. Эти импульсы поступают на вход элемента Задержка 56, преобразовател  55 на выходе которого формируютс  импульсы, ширина которых определ етс  управл ющим напр жением на входе и параметрами преобразовател  55. По вление (передний фронт) импульса на выходе элемента задержки 56 преобразовател  55 определ етс  временем зар дки конденсатора. 59, которое может регулироватьс  резистором 57 (установка начального угла регулировани ) и транзистором 60 и резистором 58 (сдвижка угла регулировани ). С -выхода элемента 5.6 импульсы после усилени  в усилителе 62 .пйступают на входы элементов ИЛИ-НЕ 2€-31. На выходе каждого из элементов 26-31 сигнал по вл етс  только при отсутствии сигналов на всех трех его входах, например, на выходе элемент:а 26 сигнал по вл етс  только при отсутствии сигнала на выходе элементов 14, 16 и 18. При изменении, например, увеличе .нии напр жени  на базе транзистора 60 уменьшаетс  врем  задержки элемента 56,,сигнал на его выходе по вл етс  раньше (пунктирна  лини ), соот .ветственно сдвигаетс  в сторону oneрежени  задний фронт импульса на выходе элемента 26. Аналогично сдвигаетс  задний фронт импульса на выходе остальных элементов 27-31. Выходные импульсы формируютс  конденсаторами 32-37 и элементами формировани  44-49 в момент исчезновени  сигнала на выходе элементов 26 31, При сдвижке заднего фронта импул са на указанных элементах в сторону опережени , соответственно сдвигаютс  в сторону опережени  выходные импульсы. При уменьшении напр жени  управлени  будет сдвигатьс  в обратную сторону задний фронт импульса на выходе элементов 26-31 и соответственно выходные импульсы. Благодар  формирователю серии импульсов , преобразователю их ширины и :усилителю исключаетс  возможность ис чезновени  импульсов при выходе из стро  регулирующего элемента, так ка управл ющие импульсы формируютс  с помощью пр моугольных импульсов, подаваемых элементами логики НЕ 14-19, что повышает надежность работы устройства. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  инверто ром, содержащее трехфазный трансформатор , логические элементы НЕ в каждом канале, входы которых подключены к выводам вторичных обмоток каж дой фазы трансформатора через последовательно соединенные резисторы и диоды и к общей средней точке всех вторичных обмоток через стабилитроны и логические элементы ИЛИ-НЕ- в каждом канале к выходам каждого из которых подключены элементы формировани  и усилени  управл ющих импульсов , отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности, оно снабжено формирователем пр моугольных импульсов, преобразователем их ширины и усилителем, причем формирователь собран по схеме на логических элементах ИЛИ-НЕ, входы которых подключены параллельно а преобравходам элементов зователь выполнен на транзисторе, врем  задающей RC-цепочке и элементе Задержки, вход которого подключей к выходу формировател , а выход через усилитель включен на один из входов логических элементов ИЛИ-НЕ каждого канала, другие входы которых подключены к выходам элементов НЕ своего и соседнего каналов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Зюбин В. Ф. Системы управлени  вентильными преобразовател ми на базе логических ин тегральных схем . Автореферат диссертации МИЭТ, М., 1971, гл. 2.
2. 2.Соколов С, Д. и др. Монтаж, наладка и эксплуатаци  полупроводниковых преобразователей т говых подстанций , Транспорт, М., 1972, с. 7278 .