Claims (3)
25 последовательно включенные интегральный усилитель, систему 1импульонофазового управлени и блок переключени , два выхода которого соединены с управл ющими .электродами соответ30 ствуюсдих групп тиристоров, и блок логики, один вход которого подключен к выходу интегрального усилител , второй вход - к датчику тока преобразовател , включенного в цепь, соедин ющую группы тиристоров со входными выводами, а выход подключен овторому входу блока переключени 3 Однако известный преобразователь обладает низким быстродействием изза неполной управл емости Т1 ристоров Целью изобретени вл етс повышение быстродействи . Поставленна цель достигаетс тем что преобразователь дополнительно снабжен последовательно соединенными блоком дифференцировани , блоком не линейного коэффициента передачи, бло ком формировани зоны нечувствитель ности, блоком формировани управл ющих импульсов и блоком коммутации, причем вход блока дифференцировани подключен к выходу интегрального ус лител , а выход коммутации соединен с дополнительной обмоткой упом нутого дроссел , а также блоком модул с зоной нечувствительности, включен ного между выходом интегрального усилител и вторым входом нели нейного коэффициента передачи. Па фиг. 1 приведена принципиальна схема реверсивного тиристорного преобразовател , выполненного по нулевой схеме выпр млени ; на фиг.. 2 - то же, преобразовател , выполненного по мостовой схеме выпр млени ; на фиг. 3 - временные диаграм мы, по сн ющие работу реверсивного тиристорного преобразовател с раздельным управлением группами тиристоров , собранного по нулевой схеме выпр млени . Реверсивный тиристорный преобразователь (фиг.1) содержит блок 1 коммутации, KL-нагрузку 2, подсоединенную одной клеммой к нулю преобразовател 3, а другой - к средне точке обмотки 4 дроссел 5, концы которой св заны с анодной 6 и катод ной 7 группами тиристоров преобразо вател 3, подсоединенного к последо вательно включенным блоку 8 переключени групп тиристоров, системе 9 импульсно-Лазового управлени и интегральному усилителю 10. Выход последнего подключен к блоку 11 логики , причем другой вход блока 11 логики и вход блока i коммутации соединены со входом преобразовател 3, дроссель 5 снабжен дополнительно обмоткой 12, котора через блок 1 коммутации св зана с последовательн соединенными блоком 13 формировани управл ющих импульсов, блоком 14 формировани зоны нечувствительност блоком 15 нелинейного коэффициента передачи, блоком 16 дифференцировани , вход которого и вход блока 17 модул подключены к выходу интеграл ного усилител 10, причем выход блока 17 модул св зан с управл ющим , входом блока 15 нелийнейного коэффициента передачи. Реверсивный тиристорный преобразователь имеет четыре режима работч. Первый режим характеризует работу силового реверсивного тиристорного преобразовател с раздельным управлением группами тиристоров при малых амплитудах входного сигнала, т.е. тогда, когда реверсивный тиристорный преобразователь минимальную временную задержку на переключение групп тиристоров и когда преобразователь может пропускать частоту входного сигнала, вплоть до граничной частоты, определ емой по теореме Котельникова: где m - количество фаз преобразовател ; кругова частота сети. Второй режим характеризует работу -реверсивного тиристорного преобразовател при большой амплитуде входного сигнала управлени , но со скоростью его изменени , не превышающей критическую, равную частоте сети. Третий режим характеризует работу реверсивного тиристорного преобразовател при большой амплитуде входного сигнала управлени , т.е. тогда, когда реверсивными тиристорный преобразователь пропускает частоту входного сигнала, превышающую частоту сети. Четвертый режим характеризует работу реверсивного тиристорного преобразовател при средней амплитуде входного сигнала управлени , т.е. тогда, когда преобразователь еще не может пропускать частоту входного сигнала, превышающую частоту сети. Работа преобразовател в каждом режиме осуществл етс следующим образом. В первом режиме при подаче на вход интегрального усилител 10 сигнала управлени с малой амплитудой происходит его усиление интегральным усилителем 10. Сигнал, снимаемый с выхода интегрального усилител 10, поступает на систему 9 импульсно-фазового управлени и на блок 11 логики. С выхода системы 9 импульсно-фазового управлени импульсы управлени поступают на блок 8 переключени групп тиристоров, который в зависимости от сигнала, снимаемого с блока 11 логики, подключает анодную б или катодную 7 группу тиристоров к нагрузке 2, При подключенной к нагрузке 2 анодной 6 группе тиристоров выпр глленный ток протекает по цепи: ноль преобразовател 3 - RL-нагрузка 2 - средн точка обмотки 4 дроссел 5 - анодна группа 6 тиристоров - вход преобразовател 3. При подключенной к нагрузке 2 катодной 7 группе тиристоров выпр мленный ток протекает по цепи: вход преобразовател 3 - катодна группа 7 тиристоров - начало обмотки 4 дроссел 5 - RL-нагрузка 2 ноль преобразовател 3. Блок 11 логики при реверсе сигна ла управлени обеспечивает задержку на переключение групп тиристоров преобразовател 3, необходимую дл спадани тока в работающей группе тиристоров до нул восстановлени запирающих свойств тиристоров преобразовател 3. Во втором режиме при подаче сигн ла управлени с большой амплитудой и со скоростью изменени , равной ча тоте сети, реверсивный тиристорный преобразователь работает по описанной схеме, а вйпр мленное напр жени реверсируетс по отрезку синусоиды напр жени . Осциллограмма реверса выпр мленного напр жени при этом режиме показана штрихпунктирной линией на фиг. За. Ток нагрузки 2 про текает по цеп м, указанным в первом режиме работы преобразовател . В Т ретьем режиме работы при скорости изменени управл ющего сигнала Uy с амплитудой , превышающей кри тическую скорость изменени управл ющего сигнала (фиг.Зв), определ емого по приведенному выражению, дополнительно вступают в работу последовательно соединенные блок 16, дифференцировани , блок 15 нелинейного коэффициента передачи, блок 14 формировани зоны нечувствительност формирователь 13 управл ющих импуль сов, блок 1 коммутации, обмотка 12 дроссел 5. Блок 16 дифференцирован измер ет скорость изменени управл ющего сигнала и подает. свой,выходнр сигнал (фиг.Зг) на блок 15 нелинейного коэффициента передачи, коэффициент передачи которого при максимальных по амплитуде входных сигналах минимален. Сигнал, снимаемый с выхода блока 15 нелинейного коэффициента пере- дачи, подаетс на блок 14 формирова ни зоны нечувствительности, не про пускающей на выход сигналы, скорост изменени которых меньше критической , определ емой по приведенному выражению. После прохождени сигнал через блок формировани зоны нечувс вительности он поступает на вход блока 13 формировател управл ющих импульсов (фиг.Зд), где формируетс сигнал подключени блока 1 коммута ции (фиг. За) к обмотке 12 дроссел 5. В результате этого в обмотку 12 поступает мощный импульс тока, который , трансформиру сь в обмотку 12 дроссел 5, кратковременно обесточивает цепь дл протекани выпр мленного тока, чем и обеспечиваетс закрытие тиристоров в работающей группе тиристоров преобразовател 3. Осциллограммы реверса выпр мленного напр жени и тока изображены на фиг.За и 36 соответственно. Как видно из фиг.1, протекающий через обмотку 4 дроссел 5 ток создает одно и то же направление потока в дросселе 5, независимо от направлени тока нагрузки 2. Это обсто тельство позвол ет создать блок 1 коммутации с одной выходной обмоткой 12 дроссел 5, в которой импульсы отключени групп тиристоров имеют только одну пол рность. в четвертом режиме работы при скорости изменени управл ющего сигнала Uy со средней амплитудой, превышающей критическую скорость изменени управл ющего сигнала, (в отличие от третьего режима) дополнительно вступает в работу блок 17 модул . Как известно , производна сигнала управлени зависит как от амплитуды, так и от частоты входного сигнала, а величина производной на выходе блока 16 дифференцировани при одной и той же частоте, но при разных амплитудах уптравл ющего воздействи , будет отличатьс в непропорциональной зависимости . Дл исключени этого влени вводитс блок 15 нелинейного коэффициента передачи, который как бы линеаризует данную особенность дифферен-цировани , т.е.при малом по амплитуде управл ющем сигнале коэффициент передачи блока 15 нелинейной передачи будет несколько выше, чем при большом. Блок 17 модул выполнен с зоной нечувствительности дл того, чтобы малый по амплитуде сигнал управлени не усиливалс блоком 15 нелинейного коэффициента передачи и задерживалс блоком 14 формировани зоны нечувствительности . Такое выполнение блока 17 модул сделано в св зи со спецификой работы преобразовател ,заключающейс в том,что во-первых,при малых амплитудах управл ющего сигнала пре-« образователь может пропускать частоты (выше,чем частота сети),вплоть до частоты , определ емой по теореме Котельникова ,во-вторых,использование принудительного гашени тиристоров в области малых ( прерывистых токов, когда интервал проводимости тиристора может быть меньше паузы) токов нагрузки, когда временна задержка на реверс преобразовател достаточно мала, неэффективно , так как не удаетс ощутимо повысить быстродействие преобразовател 3. В остальном реверсивный тиристор ный преобразователь работает аналогично тому, как описано р третьем режиме. Обмотки дроссел 5 включены так, что при возникновении аварийно режима, например короткого замыкани между фазами групп тиристоров, инду тивность обмотки 4 дроссел 5 увели чивает врем нарастани тока короткого замыкани и позвол ет также эффективно отключать преобразовател по цепи управлени через дроссель 5 независимо от направлени тока в нагрузке. Отличие силовой схемы реверсивно тиристорного преобразовател , выпол ненного по мостовой схеме выпр млени (фиг.2 ), состоит в том, что) дроссель Ь содержит три обмотки, т. ранее используема обмотка 4 ( в ну левой схеме Преобразовател 3, фиг. разделена пополам (обмотки 4-1 и 4-2). Полуобмотки подключены между выходами анодной 6 и катодной 7 гру пы тиристоров,, а RL-нагрузка 2 подключена между концами этих полуобмоток и другими выходами катодной 7 и анодной групп тиристоров.Такое включение (фИ1.2) полуобмоток обмот ки 4 обеспечивает нереверсивное выполнение блока коммутации. Разнесение полуобмоток выполнено дл того, чтобы можно было отключить преобразователь в аварийных режимах (например , при коротком замыкании межд фазами разных групп тиристоров) по цепи управлени . На фиг.За приведены адеализированные диаграммы изменени ЭДС е (t) реверсивного тиристорного преобразовател 3 (фиг,1), изображенные сплошными лини ми при максимальном значении управл ющего сигнала и его скачкообразном реверсировании . Области, заштрихованные косыми лини ми и ограниченные штрих пунктирными лини ми, характеризуют по вление зоны неуправл емости преобразовател (временна задержка в преобразователе), когда включенный последним тиристор пропускает ток ЭДС сети и ЭДС самоиндукции нагрузки в то врем , как сигнал управлени сменил скачком знак (фиг.Зв). Эта временна задержка не обходима дл спадани тока в нагруз ке, она не позвол ет включить другой мост из-за возможности возникновени короткого зa ыкaни между группами тиристоров. Из ocдиллoгpa п I (фиг. За,б) видно что предлагаемое устройство реверсивного тиристорного преобразовател позвол ет уменьшить до минимума задержку на реверс преобразовател с одной пол рности на другую в момент мгновенного реверса сигнала управлени , чем и обеспечиваетс увеличение быстродействи . Формула изобретени Реверсивный тиристорный преобразователь , содержащий две группы тиристоров , включенные через две обмотки дроссел встречно-параллельно и св занные с выходными выводами, последовательно включенные интегральный усилитель, систему импульсно-фазового управлени и блок переключени , два выхода которого соединены с управл ющими электродами соответ ствуюиих групп тиристоров, и блок логики, один вход которого подключен к выходу интегрального усилител , второй вход - к датчику тока преобразовател , включенного в цепь, соедин ющую группы тиристоров со Входными выводами, а выход подключен ко второму входу блока переключени , отличающийс тем, что, с целью повышени быстродействи , он дополнительно снабжен , последовательно соединенными блоком дифференцировани , блоком нелинейного коэффициента передачи, блоком формировани зоны нечувствительности , блоком формировани управл ющих импульсов и блоком к оммутации, причем вход блока дифференцировани подключен к выходу интегрального усилител , а выход блока коммутации соединен с дополнительной обмоткой упом нутогчэ дроссел , а также блоком модул с зоной нечувствительности , включенного между выходом интегрального усилител и вторым входом блока нелинейного коэффициента передачи . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Солодухо Я.Ю. и др. Электроприводы с реверсорами. М., Энерги , 1977, с.39. 25 series-integrated amplifier, impulse-phase control system and a switching unit, two outputs of which are connected to control electrodes of the corresponding thyristor groups, and a logic unit, one input of which is connected to the output of the integrated amplifier, the second input to the current sensor of the converter included in a circuit connecting the thyristor groups to the input pins, and the output is connected to the second input of the switching unit 3. However, the known converter has a low speed due to incomplete controllability T1 Ristori object of the invention is to increase the operating speed. The goal is achieved by the fact that the converter is additionally equipped with a serially connected differentiation unit, a non linear gain unit, a deadband formation unit, a control pulse shaping unit and a switching unit, the differentiation unit input is connected to the integral amplifier output, and the switching output is connected with the additional winding of the mentioned throttle, as well as a module of the module with the dead zone included between the output of the integral and the second input of the nonlinear transmission coefficient. Pa figs. 1 shows a schematic diagram of a reverse thyristor converter made according to the zero rectifier circuit; Fig. 2 shows the same, a converter made according to a bridge rectifying circuit; in fig. 3 - timing diagrams that illustrate the operation of a reverse thyristor converter with separate control of thyristor groups assembled according to the zero rectifier pattern. The reverse thyristor converter (Fig. 1) contains a switching unit 1, a KL load 2 connected by one terminal to zero of the converter 3, and the other to the middle point of the winding 4 throttle 5, the ends of which are connected to the anode 6 and cathode 7 thyristors a converter 3 connected to the thyristor group switching unit 8, the LSS control system 9 and the integrated amplifier 10 sequentially connected. The output of the latter is connected to the logic unit 11, the other input of the logic unit 11 and the input of the switching unit i are connected to On the input of the converter 3, the choke 5 is additionally provided with a winding 12, which through the switching unit 1 is connected to series-connected control pulse generation unit 13, the insensitivity zone formation unit 14 by the non-linear gain unit 15, the differentiation unit 16, which input and input unit 17 the module is connected to the output of the integrated amplifier 10, and the output of the module 17 module is connected with the control, the input of the block 15 of nonlinear transmission coefficient. The reverse thyristor converter has four operation modes. The first mode characterizes the operation of a power reversible thyristor converter with separate control of thyristor groups at small amplitudes of the input signal, i.e. when the reversive thyristor converter has a minimum time delay for switching thyristor groups and when the converter can pass the frequency of the input signal, up to the limit frequency determined by the Kotelnikov theorem: where m is the number of phases of the converter; circular frequency network. The second mode characterizes the operation of a-thyroid thyristor converter with a large amplitude of the control input signal, but with a rate of change, not exceeding the critical one, equal to the network frequency. The third mode characterizes the operation of a reverse thyristor converter with a large amplitude of the control input signal, i.e. then, when the reverse thyristor converter transmits the frequency of the input signal, exceeding the frequency of the network. The fourth mode characterizes the operation of a reverse thyristor converter with an average amplitude of the control input signal, i.e. then, when the converter still cannot pass the frequency of the input signal exceeding the network frequency. The operation of the converter in each mode is as follows. In the first mode, when the control signal with a small amplitude is fed to the input of the integrated amplifier 10, it is amplified by the integrated amplifier 10. The signal taken from the output of the integrated amplifier 10 is fed to the system 9 of the pulse-phase control and the logic unit 11. From the output of the pulse-phase control system 9, the control pulses are sent to the thyristor group switching unit 8, which, depending on the signal removed from logic unit 11, connects the anode b or cathode 7 thyristor group to the load 2, With the anode 6 group connected to the load 2 thyristor rectified current flows through the circuit: zero converter 3 - RL load 2 - middle point of winding 4 droplets 5 - anode group of 6 thyristors - input of converter 3. When the cathodic 7 group of thyristors connected to load 2 is rectified to flows through the circuit: converter input 3 — cathode group of 7 thyristors — beginning of winding 4 chokes 5 — RL load 2 zero of converter 3. Logic block 11, when reversing the control signal, provides a delay for switching the thyristors of converter 3, necessary for current to fall into to the working group of thyristors down to zero, the restoration of the blocking properties of the thyristors of the converter 3. In the second mode, when a control signal is given with a large amplitude and with a rate of change equal to the network frequency, the reverse thyristor The device operates according to the described scheme, and the voltage voltage is reversed along a segment of a sinusoid voltage. The oscillogram of the rectified voltage reverse in this mode is shown by the dash-dotted line in FIG. Behind. The load current 2 flows through the circuits specified in the first operation mode of the converter. In the T mode of operation, at the rate of change of the control signal Uy with an amplitude exceeding the critical rate of change of the control signal (Fig. D3), determined by the above expression, the serially connected block 16, differentiation, block 15 of the nonlinear coefficient transmission, block 14 of forming the insensitive zone, driver of the control pulses 13, switching block 1, winding 12 throttles 5. Block 16 differentially measures the rate of change of the control signal and delivers. its own output signal (Fig. 3g) to the block 15 of the nonlinear transmission coefficient, whose transmission coefficient at the input signals with maximum amplitude is minimal. The signal taken from the output of block 15 of the nonlinear transmission coefficient is fed to block 14 of the formed dead zone, which does not transmit to the output signals whose rate of change is less than the critical one determined by the given expression. After passing the signal through the block of formation of the inactivity zone, it is fed to the input of the block 13 of the control pulse generator (FIG. 3C), where the connection signal of the switching unit 1 (FIG. 3) to the winding 12 of the throttles 5 is formed. As a result, the winding 12 a powerful current impulse is received, which, transforming into the winding 12 droplets 5, briefly de-energizes the circuit for the flow of the rectified current, which ensures the closure of the thyristors in the operating group of the thyristors of the converter 3. Oscillograms of the reverse of the rectified voltages and currents are shown in FIG. 3 and 36, respectively. As can be seen from Fig. 1, the current flowing through the winding 4 of the throttle 5 creates the same flow direction in the choke 5, regardless of the direction of the load current 2. This circumstance allows to create the switching unit 1 with one output winding 12 of the throttles 5, which the tripping pulses of the thyristor groups have only one polarity. in the fourth mode of operation, at the rate of change of the control signal Uy with an average amplitude exceeding the critical rate of change of the control signal, (unlike the third mode), the module 17 of the module additionally comes into operation. As is known, the derivative of the control signal depends both on the amplitude and on the frequency of the input signal, and the value of the derivative at the output of differentiation unit 16 at the same frequency, but at different amplitudes of the control action, will differ in a disproportionate relationship. To eliminate this phenomenon, a nonlinear gain coefficient block 15 is introduced, which, as it were, linearizes this differentiation feature, i.e., if the control signal is small in amplitude, the gain coefficient of the nonlinear transfer block 15 will be slightly higher than with a large one. Module 17 is configured with a dead zone so that a small amplitude control signal is not amplified by a nonlinear gain coefficient block 15 and delayed by a dead zone block 14. This embodiment of module 17 is made in connection with the specifics of the converter operation, which consists in the fact that, firstly, at small amplitudes of the control signal, the converter can skip frequencies (higher than the network frequency), up to the frequency determined by according to Kotelnikov's theorem, secondly, the use of forced quenching of thyristors in the region of small (intermittent currents, when the thyristor conduction interval may be less than a pause) of load currents, when the time delay for inverting the converter is small, non-effect clearly, since it fails to significantly improve the performance of the converter 3. In other respects the reversing ny thyristor converter operates similarly as described in the third mode p. The windings of the throttles 5 are turned on so that when an emergency mode occurs, for example, a short circuit between the phases of the thyristor groups, the inductance of the winding 4 of the throttles 5 increases the rise time of the short circuit current and also allows you to effectively disconnect the converter through the control circuit through the choke 5 regardless of the current direction in load. The difference in the power circuit of the reversive thyristor converter, performed by the bridge rectifying circuit (Fig. 2), is that) the choke B contains three windings, i.e., the previously used winding 4 (in the inverter 3 in the left circuit, the figure is divided in half (windings 4-1 and 4-2). Semi-windings are connected between the outputs of the anode 6 and cathode 7 thyristors, and the RL-load 2 is connected between the ends of these semi-windings and the other outputs of the cathode 7 and anode groups of the thyristors. Such switching on (FI1. 2) winding half-winding 4 provides irreversible execution switching unit. The separation of the half-windings is done so that the converter can be disconnected in emergency conditions (for example, during a short circuit between the phases of different thyristor groups) along the control circuit. Fig. 3a shows the modified EMF change diagrams of the reverse emistor 3 (FIG. 1), shown as solid lines at the maximum value of the control signal and its jump reversal. Areas shaded by slanting lines and limited by dashed dotted lines characterize the occurrence of the transducer's uncontrollability zone (time delay in the transducer), when the thyristor switched on by the last EMF and the self-induced load EMF jumped the signal ( fig.Sv). This time delay is not necessary to decrease the current in the load; it does not allow switching on another bridge due to the possibility of a short distance between the thyristor groups. It can be seen from the OSI of the pillar I (fig. Za, b) that the proposed device of the reverse thyristor converter minimizes the delay for reversing the converter from one polarity to another at the moment of instantaneous reversal of the control signal, which ensures an increase in speed. Claims An inverse thyristor converter containing two groups of thyristors connected through two windings of throttle anti-parallel and connected to output terminals, a series-connected integrated amplifier, a pulse-phase control system and a switching unit, two outputs of which are connected to control electrodes of the corresponding thyristor groups, and a logic unit, one input of which is connected to the output of the integrated amplifier, the second input - to the current sensor of the converter connected to the circuit, Connecting thyristor groups with input terminals, and the output is connected to the second input of the switching unit, characterized in that, in order to improve speed, it is additionally equipped with a series-connected differentiation unit, a block of non-linear transmission coefficient, a dead zone formation unit, pulses and a unit for switching, the input of the differentiation unit is connected to the output of the integrated amplifier, and the output of the switching unit is connected to the auxiliary winding nutogche said second choke and modulation unit with dead band between the output of the integral amplifier and a second input of the nonlinear transmission coefficient. Sources of information taken into account in the examination 1.Soloduho I.Yu. and others. Electric drives with reversers. M., Energie, 1977, p.39.
2.Данюшевска Е.Ю. Тиристорные реверсивные электроприводы посто нного тока. М., Энерги , 1970, с,6. 2. Danyushevska E.Yu. Thyristor reversible electric drives of direct current. M., Energie, 1970, p. 6.
3.Труды У1 Всесоюзной конферен-: ции по автоматизированному электроприводу . М., Энерги , 1977, с. 290.3. Works U1 of the All-Union Conference on automated electric drive. M., Energie, 1977, p. 290.