SU892650A1 - Устройство дл управлени преобразователем - Google Patents

Description

I

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к управлению тиристорными преобразовател ми с зонно-фазовым регулированием напр жени , и может быть использовано на электроподвижном составе.

Известно устройство управлени  тиристорными преобразовател ми, содержащее индивидуальные дл  его плеч усилители импульсов с включенными на входе дополнительными (шунтирующими) тиристорами , выходы усилителей, фаза выходных сигналов которых соответствует углу опрежедени  инвертора, соединены с входами тех усилителей, фаза выходных сигналов которых соответствует регулируемым углам открыти  13Недостатком этого устройства  вл етс  сложность схемы из-за наличи  дополнительных (шунтирующих входы Уси-. лителей) тиристоров и схемы управлени  ими.

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  устройство дл  управлени  преобразователем, содержащее задатчики напр жени  управлени  и смещени , регул тор угла опережени  инвертора, элемент И-НЕ, выход которого подключен ко входу формировател  импульсов, первый его вход через нуль-орган и элемент сравнени  соединены с выходом синхронизированного сетью генератора пилообразного напр жени , второй вход через транзисторный ключ соединен с выходом датчика угла коммутации, третий вход в режиме управлени  выпр мителем соединей с выходом фазоре гул тора минимального угла управлени , а в режиме управлени  инвертором - с выходом элемента НЕ 2).

Цель изобретени  - повышение надежности .

Поставленна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  управлени  выпр мительио-инверторным преобразователем , содержащее задатчики напр жени  управлени  и смещени , элемент И-НЕ, выход которого подключен ко входу формировател  импульсов, а первый его вход через нуль-орган и элемент сравнени  соединен с выходом синхронизированного сетью генератора пилообразного напр жени , второй вход че рез транзисторный ключ соединен с вы ходом датчика угла коммутации, подклю ченного ко входу регул тора угла опе режени  инвертора, третий вход через первый управл емый ключ соединен с выходом фазорегул тора минимального угла управлений, а через второй управл емый ключ - с выходом элемента НЕ, снабжено элементом временной задержки , делителем напр жени , вторым элементом сравнени , интегрирующим элементом, причем вход делител  напр жени  соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход интегрирующего элемента подключен ко второму входу первого элемента сравнени , выходы задатчиков напр жени  управлени  и смещени  подключены ко входу второго элемента сравнени , а элемент временной задержки включен между выходом регул тора угла опережени  инвертора и входом элемента НТ, На фиг, 1 приведена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2 временные диаграммы напр жений в отдельных узлах устройства, управл юще го работой преобразовател  в режиме выпр млени , на фиг. 3 временные диаграммы напр жений в узлах устройства , управл ющего инверторным режимом работы преобразовател . Устройство содержит,задатчик 1 напр жени  управлени ,.задатчик 2 от рицательного напр жени  смещени , регул тор 3 угла опережени  инвертор вход которого соединен с выходом дат чика i угла коммутации, элемент И-НЕ 5, формирователь 6 импульсов, последовательно соединенные нуль-орган 7, первый элемент 8 сравнени  и генератор 9 пилообразного напр жени , тран зисторный ключ 10, фазорегул тор 11 минимального угла управлени , выход которого через первый управл емый ключ 12 соединен с третьим входом элемента И-НЕ, к которому через второй управл емый ключ 13 подключен эл мент НЕ 1, последовательно соединен ными делителем 15 напр жени , вторым элементом 16 сравнени , интегрирующи элементом 17, причем вход делител  1 напр жени  соединен с выходом элемента И-НЕ 5. а выход интегрирующего 0 . 4 элемента 17 соединен со вторым входом первого элемента 8 сравнени , и элемент 18 временной задержки, включенный между выходом регул тора угла опережени  и входом элемента НЕ Tt. Работа устройства осуществл етс  следующим образом, В режиме выпр млени  ключ 12 замкнут , блок 13 разомкнут, транзисторный ключ 10 открыт. На выходе фазорегул тора 11 минимального угла управлени  формируютс  сигналы и пр моугольной формы, фаза переднего фронта которых соответствует минимальному (начальному) углу открыти  ло отрегулированной ступени преобразовател , а фаза заднего фронта совпадает с li (фиг. 2). Эти сигналы через нормально закрытые блок-контакты ключа 12 подаютс  на третий вход элемента И-НЕ 5- На второй его вход подаютс  инвертированные транзисторным ключам 10 сигналы пр моугольной формы Ug с выхода датчика 4 угла коммутации. Фаза переднего фронта этих сигналов соответствует минимальному углу о от срыти  тиристоров, а фаза заднего фронта совпадает с моментом окончани  коммутации токов отрегулированной ступени преобразовател . Одновременно с этим на первом элементе 8 сравнени  сигналы Uj с выхода генератора 9 пилообразного напр жени  сравниваютс  с выходным напр жением U интегрирующего элемента 17 (фиг. 2). В зависимостиот знака напр жени  на выходе элемента 8 сравнени  нуль-орган 7 находитс  в одном из двух состо ний - включено или выключено , а на его выходе формируютс  си|- налы пр моугольной формы U, которые подаютс  на первый вход элемента И-НЕ 5. При временном совпадении входных сигналов на выходе элемента И-НЕ 5 выдел ютс  инверторные импульсы Ug, которые подаютс  на вход формировател  6 импульсов. Фаза переднего фронта его выходных сигналов U7 совпадает с фазой заднего фронта сигналов U на выходе элемента И-НЕ 5- Через делитель 15 напр жени  сигналы U подаютс  также на вход второго элемента 16 сравнени , где они суммируютс  с выходным напр жением управлени  Uj задатчика 1 напр жейи  управлени  и входным отрицательным напр жением смещени  J(. задатчика 2 отрицательного наг1р жени  5 смещени . Результирующее напр жение суммировани  Ug (фиг. 2) с выхода эл мента 1 сравнени  подаетс  на вход и . тегрирующего элемента 17, который уп равл ет работой нуль-орган 7. На вхо интегрирующего элемента 17 воздействует знакопеременное напр жение пр моугольной формы Ug. Если за период квантовани  Т, определ емый частотой следовани  импульсов синхронизации , на входе интегрирующего элемента 17 вольтсекундна  площадь суммы входных напр жений равна нулю, т.е. площадь положительного и отрицательного импульсов напр жени  Ugне равны между собой, то начинает мен тьс  напр жение U на выходе интегрируемо го элемента 17, что сопровождаетс  изменением длительности выходных сиг налов и5 нуль-органа 7. При изменении фазы сигналов на выходе нуль-органа 7 orlf до момента окончани  основной коммутации, т.е. до значени  , все сигналы на входе элемента И-НЕ 5 совпадают по времени, а выходные сигналы и5 нуль-органа 7 имеют минимальную . длительность и на выходе элемента И-НЕ 5 формируютс  инвертированные сигналы, совпадающие с ними по фазе и длительности. Изменение длительности (фазы) си1- налов на выходе элемента И-НЕ 5 прекращаетс  в том случае, если за период квантовани  Т вольт секундные площади положительного и отрицательного импульсов напр жени  U на входе интегрирующего элемента 17 станов тс  равными между собой или когда фаза перднего фронта выходного сигнала нуль-органа равна или меньше T-d oПри неизменной амплитуде сигналов на выходе элемента И-НЕ 5 и неиз менном напр жении смещени  выходе задатчика 2 каждому значению выходного напр жени  управлени  Uy задатчика 1 соответствует вполне определенна  длительность сигналов на выходе нуль-органа 7, а следовательно и на выходе элемента И-НЕ 5, ори которой напр жение на выходе элемента 16 сравнени  за период квантовани  Т сохран етс  равнь(м нулю. В исходном состо нии схемы устрой ства, т.е. до начала регулировани , напр жение управлени  Uv, на выходе задатчика 1 равно нулю. 0А На выходе нуль-органа 7 формируютс  импульсы Ug, фаза переднего фронта которых соответствует максимальному (начальному) углу регулировани  / „ахт ° этих импульсов определ етс  величиной напр жени  смещени  и,-. на выходе задатчика 2, При изменении напр жени  управлени  и на выходе задатчика 1 фаза импульсов на выходе, логического элемента И-НЁ 5 -юн етс  от максимального значени  oiyyjQ55 7 ДО знамени  . соответствующего моменту окончани  основной коммутации. В этом же диапазоне мен етс  фаза и выходные сигналы U.- формировател  6 импульсов, т.е. устройство обеспечивает не только регулирование фазы выходных сигналов в заданном диапазоне , но и обеспечивает запрет на их прохождение в интервале от О до момента окончани  основной коммутации токов по плечам отрегулированного моста преобразовател . При переводе схемы устройства из режима управлени  выпр мителем (режим т ги) в режим управлени  ш-шерто ром (режим рекуперации) ключ 12 размыкаетс , а ключ 13 замыкаетс , транзисторный ключ 10 закрываетс , а на выходе регул тора 3 угла опережени  формируютс  импульсы пр моугольной формы, фаза переднего фронта которых равна отсчитываемому от О уГ лу оперох ени  Po-ic- (-Тор ли fjo ТС-|Ь, где О - угол запаса инвертора (Гор угол основной коммутации, а 1 сГ-Гор. Так как в момент перевода схемы устройства из одного режима работы а .другой напр жение управлени  Uy на выходе задатчика 1 становитс  равным Нулю, а напр жение смещени  Jci таетс  неизменным, то на выходе нульоргана 7 формируютс  импульсы пр моугольной формы (фиг. 3), фаза переднего фронта которых соответстеу-ет максимальному дл  режима выпр млени  углу регулировани  о упахт импульсы подаютс  на первый вход логического элемента И-НЕ 5На второй вход элемента И-НЕ 5 с выхода транзисторного ключа 10 вместо инвертированного сигнала с выхода датмйка 4 угла коммутации подаетс  напр жение Ui (потенциальна  единица), а на третий вход элемента И-НЕ 5 через ключ 13 вместо сигнала с выхода фазорегул тора 11 подаетс  задержанный элементом 18 задержки на угол А и инвертированный элемент НЕ Н сигнал и с выхода регул тора 3 угла опережени  {фиг. З).

Обьмно величина угла опережени  )% инвертора меньше максимального (начальный) угла открыти  тиристоров oi поэтому при ма.юй величине задержки Ь. сигнала с выхода регул тора 3 временное совпадение сигналов , U2 , УЗ на входе элемента И-НЕ 5 отсутствует и на его выходе формируетс  посто нное напр жение (потенциальна  единица), которое через делитель 15 напр жени  подаетс  на один из входов второго элемента 16 сравнени  (фиг. 1).

На выходе элемента 16 сравнени  результирующее напр жение суммировани  вместо знакопеременной формы становитс  посто нным, вольтсекундна  площадь суммы напр жений на вход интегрирующего элемента 17 перестает быть равной нулю и его выходное напр жение начинает измен тьс , что сопровождаетс  изменением (увеличением длительности сигналов U, на выходе нуль-органа 7.

Увеличение длительности сигналов и на выходе нуль-органа 7 будет продолжатьс  до по влени  временного совпадени  входных сигналов U , U2, иrt на выходе элемента И-НЕ 5 при котором площади положительного и отрицательного импульсов напр жени  U на входе элемента 17 вновь станут равными между собой. Указанное равновесие наступает если фаза сзС yyictxp переднего фронта выходного сигнала и нуль-органа 7, а следовательно, и фаза заднего фронта выходного сигнала и элемента И-НЕ 5 принимает значение

d.

hnaxp

.-c -Top-«-uf

oi,

maxp

Итак, при подключении выхода элемента И-ИЕ 5 через делитель 15 напр жени , второй элемент 16 сравнени  и

интегрирующий элемент 17 ко входу первого элемента сравнени , вводитс  св зь между завис щими от режима работы инвертора углом опережени  р- (угол (Ь зависит от величины угла коммутации tPop) и максимальным

92650.8

(начальным) углом регулировани  который ранее устанавливалс  посредством только напр жени  смещени  U., на выходе задатчика 2. При этом, неJ зависимо от величины установленного в режиме выпр млени  начального угла регулировани  О упрлри величины угла опережени  J3 после перевода схемы устройства в режим управлени  инверto тором величина максимального (начального ) угла регулировани  а.„„ „ всегrt -fLГПСЛ л

да меньше Tt - рВключение элемента 18 задержки между выходом регул тора 3 угла опе ,j режени  и логическим элементом НЕ 14 позвол ет при необходимости регулировать величину а; шах рв пределах от

oi т ( fl° о wi а X т

Следует учесть, что перевод сило- ,. вой схемы из выпр мительного в инверторный режим работы совпадает с моментом перевода схемы устройства и занимает значительно больший промежуток времени, чем врем , за которое

25 в схеме устройства наступает установившийс  (исходный) режим работы.

ЕСЛИ по каким-либо причинам к моменту перевода схемы устройства а

, режим управлени  инвертором величина угла опережени  инвертора о -/Г-0+%р окажетс  больше максимального угла регулировани  ( величину ДТ, равную (TO за счет наличи  временного совпадени 

35 входных сигналов логического элемента И-НЕ 5 на его выходе формируетс  сигнал минимальной длительности ДС, который через делитель 15 напр жени  подаетс  на один из входов второго

элемента 16 сравнени . Так как вели чина AT, равна  7Г-с --сГ- ор, меньше длительности1Т-то(.1а;1Т сигналов UA на выходе нуль-органа 7, формируе .мых в исходном состо нии схемы уст ройства, настроенного дл  управлени  выпр мителем (фиг. 2), то вольтсекундна  площадь суммы напр жений на входе интегрируемого элемента 17 перестает быть равной нулю и его вы50 ходные напр жени  начинают измен тьс .

Изменение выходного напр жени  интегрирующего элемента 17 сопровождаетс  изменением (увеличением) дли55 тельности сигналов UA на выходе нуль органа 7.

Claims (2)

1. Увеличение длительности cиj-нaлoв ид будет продолжатьс  до по влени  такого совпадени  сигналов U Uo и%на входе элемента И-НЕ 5, при котором площади положительного и отрицательного импульсов напр жени  на выходе элемента 17 вновь станут равными между собой. Такое состо ние наступает в том случае, если ФазаоС „дхр переднего фронта сигналов U на выходе нуль-ор гана 7, а следовательно, фаза, заднего фронта выходных сигналов Ug элемента И-НЕ 5 и фаза импульсов У- на выходе формировател  принимает значение р . Здесь, как и в предыдущем случае, величина максимального (начального) угла открыти  тиристоров инвертора всегда меньше угла опережени  tt-|i,. о При изменении величины напр жени  управлени  на выходе задатчика 1 (немало регулировани ) фаза выходных сиг налов 7 Формировател  6 импульсов измен етс  до нул  (фиг. 3). Таким образом, введение новых элементов в предлагаемое устройство повы шает надежность работы. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  преобразователем , содержащее задатчики напр  жени  управлени  и смещени , элемент И-НЕ, выход которого подключен ко вхо50 .10 ДУ формировател  импульсов, а первый его вход через нуль-орган и элемент сравнени  соединен с выходом синхронизированного сетью генератора пилообразного напр жени , второй вход через транзисторный ключ соединен с выходом датчика угла коммутации, подключенного ко входу регул тора угла опережени  инвертора, третий вход через первый управл емый ключ соединен с выходом фазорегул тора минимального угла управлени , а через второй управл емый ключ - с выходом эле-. мента НЕ, отличающеес  тем, что, с целью повышени  надежности , оно снабжено элементом временной задержки, делителем напр жени , вторым элементом сравнени  и интегрирующим элементом, причем вход делител  напр жени  соединен с выходом элемента И-НЕ, а выход интегрирующего элемента подключен ко второму входу первого элемента сравнени , выходы задатчиков напр жени  управлени  и смещени  подключены ко входу второго элемента сравнени , а Элемент временной задержки включен между выходом регул тора угла опережени  инвертора и входом элемента НЕ. Источники информации, рин тые во внимание при экспертизе 1. Электрическа  и тепловозна  т а , 1976, № 5, с. 28.
2. 2. Электрическа  и тепловозна  т рис . 3.