SU785941A1 - Устройство дл управлени реверсивным преобразователем - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  использовани  в электроприводе, электротермии и электротехнологии. Известны преобразователи переменно го напр жени  в посто нный ток, состо  щие из комплекта неуправл емых венти лей, св занного с питаквдей сетью через параметрический источник тока Подобные устройства имеют токовую внешнюю характеристику устойчивы к режимам короткого замыкани  в нагруз ке, имеют высокий коэффициент мощности . Однако управление такими преобраз вател ми может осуществл тьс  лишь внешними средствами за счет изменени  структуры параметрического источника тока или переключением обмоток трансформатора. Указанное определ ет низкую скорость регулировани  тока в таких схемах. Реверс тока невозможен неприменима быстродействующа  защита по управл ющему электроду сиповых вентилей. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению  вл етс  устройство дл  управлени  вентиль ным преобразователем 2 . Силова  час.ть преобразовател  состоит из двух встречно-параллельно включенных вентильных управл емых комплектов, подключеннЕлх к питающей сети через параметрический источник тока соответствующий фазности. Устройство управлени  содержит нульорганы тока параметрического источника , генератор тактовых импульсов (он состоит из дифференцирующих цепей и элемента ИЛИ) , распределитель и два врем задающих блока: датчик нулевой паузы, который состоит из источников опорного (пилообразного) и управл ющего напр жени , пересчетного блока и компаратора, и устройство раздельного управль,ни . Преобразователь позвол ет получать на выходе посто нный ток, реверсировать его направление, регулировать среднюю величину тока широтно-импульсным способом при сохранении положительных качеств, присущих всем преобразовател м с параметрическим источником тока на входе. Вместе с тем известное устрюйство обладает р дом недостатков. Во-первых, создание паузы тока в нагрузке, которое осуществл етс - закорачиванием параметрического источника тока вентил ми обоих комплектов, может осушествл тьс  в моменты, когда накоплена ,значительна  энерги  в реактивных эле элементах параметрического источника. Неблагопри тное течение переходного процесса требует при этом увеличени  типовой мощности вентилей и параметри ческого источника. Во-вторых, в устройстве-протсэтипе . не вы влены признар |си, позвол ющие оптимально управл ть преобразователем, а менно, не достигнуто максимальное быстродействие регулировани  при минимальном числе одновременно включенных вентилей. Целью изобретени   вл етс  повышение его надежности и быстродействи . Это.достигаетс  тем, что в устройство дл  управлени  реверсивным преобразователем , состо щим из встречнопараллельных вентильных комплектов и т-фазного параметрического источника ток, содержащее m нуль-органов тока, пр мые и инверсные выходы которых св  заны с формирователем тактовых импульсов , двух врем задающих блоков и распределител , введены тактируемый RS-триггер и 2т элементов И, причем пр мые и инверсные выходы нуль-органов попарно св заны с элементами И, выходы которых присоединены к распределителю , первый врем задающий блок св зан с распределителем через RS-три ггер, тактовый вход которого подключен к выходу формировател  тактовых, импульсов, а выход подключен к распределителю непосредственно и через второй врем задающий блок. На фиг. 1 приведена структурна  схема устройства дл  управлени  реверсивным преобразователем; на фиг.2 силова  часть вентильного преобразовател ; на фиг. 3 - временные диагра мы, по сн ющие работу устройства. К нуль-органам 1-3 тока присоединен формирователь 4 тактовых импульсов , Первый 5 и второй б врем задающие блоки присоединены к распределит лю 7, причем врем задающий блок 5 присоединен к ра:спределителю через тактируемый RS-триггер 8. Пр мые и инверсные выходы нуль-органов 1-3 попарно св заны с элементами И 9-14, выходы которых присоединены к рас пределителю 7. Вентили первого 15-20 и второго 21-26 комплектов св заны с питающей сетью через параметрический источник 27 тока (дл  определенности изображена мостова  трехфазна  схема соединени  вентилей в комплекте). Нумераци  вентилей соответствует пор дку их поступлени  в работу. К обо им вентильным комплектам присоединена нагрузка 28. К управл ющим электр дам вентилей 15-26 присоединены выходы распределител  7 {фиг. ) обыч но через выходные формирователи (на чертежах не показаны). Питающий тран форматор также не показан на чертежах , так как обычно он входит в состав параметрического источника 27. П казаны временные диаграммы 29 выходных токов параметрического источника тока, временна  диаграмма 30 импульса нулевой паузы, временна  диаграмма 31 импульса реверса, временна  диаграмма 32 выходного тока преобразовател , на которой указаны номера включенных вентилей в соответствии с фиг. 2, временна  диаграмма 33 управл ющих импульсов на вентили схемы на которой, указаны номера тиристоров, включаемых в данном такте работы (фиг. 3). Принцип действи  устройства позвол ет формировать импульсы тока регулируемой длительности любого направлени , между импульсами регулируемой величины ., причем после паузы происходит изменение направлени  тока нагрузки (реверс), причем работа в ; режиме преобразовани  частоты возможна как при симметрии полуволн, так и при наличии посто нной составл ющей в выходном токе. Рассмотрим принцип действи  устройства . Дл  управлени  преобразователем с помощью элементов И 9-14 формируютс  импульсы длительностью 2l(/m (дл  трехфазной мостовой схемы 60 эл.град) которые обозначим а, Ь, с, d, е, и f. формируетс  импульс нулевой паузы тока I и импульс реверса R, причем св зь между врем задающимиблоками 5 и 6 обеспечивает, что смена значени  импульса реверса происходит в момент по влени  импульса нулевой паузы. Импульсы реверса и нулевой паузы показаны на диаграммах 30-31 (фиг. 3). При отсутствии импульса нулевой паузы и и импульсе реверса , управл ющие импульсы подаютс  на вентили первого комплекта 15-20 в пор дке, определ емом функци ми на выходе элементов И 9-14 а, Ь, с, и т. д. При управл ющие импульсы подаютс  на вентили второго комплекта (21-26) также в соответствии с функци ми а, Ь, с и т. д. При в нагрузке протекает посто н.ный ток имеющий максимальное значение. Этот режим имеет место и в устройстве прототипе. При формировании импульса нулево паузы скачком мен етс  значенис импульса реверса, так после работы вентилей первого комплекта в момент t ( фиг.З) вступают в работу вентили второго комплекта, вентили первого комплекта за счет естест венно коммутации выключаютс . одновременно с вентилем второго комплекта включаютс  вентиль вышедшего из работы первого комплекта, принадлежащий к той же фазе, что и включившийс  в предшествующем такте вентиль (перечень включаемых вентилей на диаграМ1ме фиг. 3). Таким образом, создаютс  два контура, закорачивающих параметрический источник тока, один из них

св зан с верхней клеммой нагрузки, другой - с нижней. Ток в нагрузке равен нулю. При прекращении импульса паузы управл ющие импульсы на ве вентили другого комплекта больше не формируютс  и восстанавливаетс  прохождение тока через нагрузку (момент tg, фиг. 3). Задержка при этом не превышает одного тактового интервала и  вл етс  минимально возможной.

Таким образом, логические функции распределител  свод тс  к следующему W,5 Кд +BZfe Wj, Bd+RZb

Wi6 Rb +RZc «22 5ь + с

Wi7 RC +RZ W25 RC + RZJ

и так дешее,

где W|g, V/i, W - логические функции, соот ветстБуюЕцие управл ющим импульсам i-вентил .

Рассмотрим два варианта реализаци устройства.

Первый вариант. Импульс -Z формируетс  nepBfcJM врем задающим блоком 5, импульс R - врем задающим блоком 6. Синхронизаци  импульса Z тактовыми импульсами осуществл етс  в триггере 8, с выхода которого на распределитель 7 поступает импульсы Z, синхронизированные с моментом перехода токов параметрического источника через нуль, что обеспечивает изменение структуры силовой, схемы при нулевых токах. Блок б может быть выполнен в виде триггера со счетным запуском, о выдает на распределитель импульсы R, синхронизированные Z.

Второй вариант. Импульс R формируетс  первым врем задакщим блоком 5, его синхронизаци  тактовыми импульсами также осуществл етс  триггером 8. Формирование импульса нулевой паузы Z происходит йо втором блоке б, который выполн етс  в виде одновибратора с регулируемой задержкой. Синхронизаци  конца импульса паузы не нуждаетс  в тактировании, так как конец паузы определ етс  временем естественной коммутации вентилей. .

Оба варианта требуют одинаковых аппаратурных затрат и их выбор должен диктоватьс  структурой входных устройств преобразовател .

Таким образом, устройство дл  уп равлени  реверсивным выпр мителем выгодно отличаетс  от прототипа тем, что дл  переключени  силовой схемы происход т при нулевых значени х токов , что позвол ет улучшить характер переходных процессов, уменьшить типовую мощность силовой схемы, повысить ее надежность. Схема обеспечивает максимальную скорость регулировани  при формировании в нагрузке

0 тока, регулируемого методами одноимпульсного ШИР. Схема может найти применение в электроприводе переменного тока с моментными характеристиками и в электротермии, например дл  питани  5 электрошлаковых печей.

Claims (2)

1.Труды МЭИ, вып. 159, М., 1973, с. 57-62.

2.Авторское свидетельство СССР № 554598, кл. Н 02 Р 13/16, 1976 (прототип).

9

№

rf

M

М.

IS fl

24

Т/:

гг

f

w

2t

IS

iS

If

J7