Устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем
Цель изобретения - повышение надежности управления и увеличение надежности отключения в предаварийных режимах. Для этого устройство, содержащее блок синхронизации, входы которого подключены к силовым входам вентильного преобразователя, блок задания режима с двумя p и q выходами и 2 m-канальный распределитель, дополнительно снабжено вторым 2 m-канальным распределителем импульсов, схемой 2 ИЛИ - НЕ, генератором прямоугольных импульсов и формирователем меандра, причем оба 2 m-канальных распределителя выполнено в виде элементов логики с тремя состояниями, одноименные информационные входы которых объединены и подключены к входам блока синхронизации, первые входы управления распределителей связаны с выходами формирователя меандра, вторые входы объединены и подключены к выходу схемы 2 ИЛИ - НЕ, входы которой связаны с выходами p и q блока задания, а одноименные выходы 2 m-канальных распределителей соответственно подключены к парафазным входам двухтактных тиристорных ключей выходных каскадов. Кроме того, устройство снабжено схемой защиты, выполненной в виде элементов, чувствительных к амплитуде и длительности тока в первичной обмотке импульсных трансформаторов выходных каскадов, позволяющей контролировать цифровым методом длительность управляющего импульса силовых вентилей и отключать источник питания в предаварийных режимах. 1 з.п.ф-лы, 5 ил.
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть испоользовано при разработке систем управления многофазными вентильными преобразователями для питания многообмоточгых электромагнитных сваебойных молотов.
Известно устройство для управления многофазным вентильным преобразователем [1], содержащее блок синхронизации, снабженное тремя формирователями импульсов и тремя преобразователями фазных напряжений, причем входы блока синхронизации подключены к фазным напряжениям и входам преобразователей фазных напряжений, блок задания, снабженный задатчиком режима, и распределитель импульсов, содержащий идентичные каналы по числу вентилей, причем каждый канал содержит схему 2И-2И-ИЛИ, вход одного элемента 2И и вход другого элемента 2И которой соответственно подключены к прямому и инверсному выходам задатчика режима блока задания, а выходы схем 2И-2И-ИЛИ предназначены для подключения к преобразователю. Известное устройство сложно и не может быть использовано для питания и управления многообмоточных электромагнитных машин ударрного действия. Известны также устройства для управления вентильными преобразователями [2], в которых выходные каскады содержат импульсные трансформаторы, средняя точка первичных обмоток которых связана с шиной питания через предохранительные элементы, отключающие аварийные токи в цепи танзисторных ключей, а вторичные обмотки через выпрямители и RC-фильтры подключены к управляющим электродам силовых вентилей. Недостатками устройств являются низкая надежность отключения в предаварийных режимах, обусловленная нечетным срабатыванием плавкой вставки предохранителей, завышенные установленная мощность и габариты вспомогательного источника питания из-за потерь электрической энергии на активных токоограничивающих резисторах. Прототипом является устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем [3], содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения к выводам питающей сети, снабженный 2m основными выходами, первым и вторым управляющими выходами, причем каждый из основных выходов является выходом формирования первого, второго и третьего коротких импульсов, соответствующих углам управления соответствующего вентиля преобразователя соответственно 0, 60 и 150 эл. град. за период частоты питающей сети, первый управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с первыми и вторыми импульсами, формируемыми на основных выходах, а второй управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с третьими импульсами, формируемыми на основных выходах, блок задания режима, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока синхронизации, снабженный первым и вторым выходами, каждый из которых при задании режимов соответственно выпрямления и инвертирования является выходом формирования импульсов, аналогичных поступаемым соответственно на первый и второй входы, первый 2m-канальный распределитель импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующим основным выходам блока синхронизации, а выходы соединены с первыми входами соответствующих выходных усилителей, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам соответствующих вентилей преобразователя. Однако известное устройство не обеспечивает достаточную надежность управления m-фазным вентильным преобразователем, питающим нагрузку с большой величиной индуктивности. Целью изобретения является повышение надежности управления. Цель достигается тем, что в устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем, содержащее блок синхонизации, входы которого предназначены для подключения к выводам питающей сети, снабженный 2m основными выходами, первым и вторым управляющими выходами, причем каждый из основных выходов является выходом формирования первого, второго и третьего коротких импульсов, соответствующих углам управления соответствующего вентиля преобразователя соответственно 0, 60 и 150 эл. град. за период частоты питающей сети, первый управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с первыми и вторыми импульсами, формируемыми на основных выходах, а второй управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с третьими импульсами, формируемыми на основных выходах, блок задания режима, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока синхронизации, снабженный первым и вторым выходами, каждый из которых при задании режимов соответственно выпрямления и инвертирования является выходом формирования импульсов, аналогичных поступаемым соответствено на первый и второй входы, первый 2m-канальный распределитель импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующим основным выходам блока синхронизации, а выходы соединены с первыми входами соответствующих выходных усилителей, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам соответствующих вентилей преобразователя, введены 2m-канальный распределитель импульсов, элемент 2ИЛИ-НЕ, генератор прямоугольных импульсов и триггер, причем в качестве первого и второго 2m-канальных распределителей импульсов использованы 2m-канальные ключевые элементы с высокоимпедансным состоянием выходов при отсутствии активного уровня сигналов на первом и втором управляющих входах, при этом информационные входы второго 2m-канального распределителя импульсов соединены с одноименными информационными входами первого 2m-канального распределителя импульсов, выход генератора прямоугольных импульсов соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым управляющим входам соответственно первого и второго 2m-канальных распределителей импульсов, вторые управляющие входы которых подключены к выходу элемента 2ИЛИ-НЕ, входы которого соединены с выходами блока задания режима, каждый из выходных усилителей снабжен вторым парафазным входом, подключенным к соответствующему выходу второго 2m-канального распределителя импульсов, и выполнен по двухтактной трансформаторной схеме с выпрямителем на выходе, причем средние выводы первичных обмоток трансформаторов всех выходных усилителей соединены с выводом для подключенрия вспомогательного источника питания. Кроме того, в устройство введен блок защиты, ыполненный в виде первого и второго герконовых реле, RS-триггера, элемента 3И, счетчика импульсов, дешифраторов, первого и второго усилителей, тиристорного оптрона, генератора импульсов, элементов памяти и индикации, причем обмотка первого герконового реле включена между объединенными средними выводами первичных обмоток трансформаторов всех выходных усилителей к выводам для подключения вспомогательного источника питания через размыкающий контакт второго герконового реле, обмотка которого подключена между выводами для подключения вспомогательного источника питания через фототиристор тиристорного оптрона, светоизлучатель которого подключен к выходу первого усилителя, замыкающий контакт первого герконового реде подключен к входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента 3И, инверсный выход подключен к входу сброса счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора, выход которого подключен к входу первого усилителя, входу элемента памяти, через второй усилитель подключенного к элементу индикации, и второму входу элемента 3И, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика импульсов. На фиг.1 изображена блок-схема устройства для управления m-фазным вентильным преобразователем; на фиг.2 - схема выходного усилителя и функциональная схема блока защиты; на фиг.3 - принципиальная схема блока защиты; на фиг. 4 - временные диаграммы работы устройства; на фиг.5 - временные диаграммы работы блока защиты. Устройство для управления m-фазным вентильным преобразователем, например, при m=3 (фиг.1) содержит блок 1 синхронизации, распределитель 2 импульсов, блок 3 задания режима, дополнительный 2m-канальный распределитель 4, элемент 2ИЛИ-НЕ 5, генератор 6 прямоугольных импульсов и триггер 7. Основной 2 и дополнительный 4 2m-канальные распределители импульсов содержат элемент 8 управления и управляемые ключи 9-14. Входы блока 1 синхронизации подключены к силовым входам фаз А,B,C вентильного преобразователя, выходные информационные каналы l1-l6 шины D связаны с входами управляемых ключей 9-14 2m-канальных распределителей 2,4, а выходные управляющие каналы g, h шины Е подключены к входам блока 3 режима задания. Выходы р и q блока 3 подключены к входам элемента 2ИЛИ-НЕ 5. Генератор 6 прямоугольных импульсов связан со счетным входом триггера 7, выходы которого соответственно подключены к первым входам элемента 8 управления основного 2 и дополнительного 4 2m-канальных распределителей. Вторые входы элементов 8 объединены и подключены к выходу элемента 2ИЛИ-НЕ 5. На фиг. 2 представлены ячейки 15, 16 выходных усилителей силовых вентилей 17, 18, например, фазы А, входы которых K1-






















Формула изобретения
1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ M-ФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее блок синхронизации, входы которого предназначены для подключения к выводам питающей сети, снабженный 2m основными выходами, первым и вторым управляющими выходами, причем каждый из основных выходов является выходом формирования первого, второго и третьего коротких импульсов, соответствующих углам управления соответствующего вентиля преобразователя соответственно 0,60 150,0 эл.град. за период частоты питающей сети, первый управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с первыми и вторыми импульсами, формируемыми на основных выходах, а второй управляющий выход является выходом формирования импульсов, совпадающих по времени с третьими импульсами, формируемыми на основных выходах, блок задания режима, первый и второй входы которого соединены соответственно с первым и вторым управляющими выходами блока синхронизации, снабженный первым и вторым выходами, каждый из которых при задании режимов соответственно выпрямления и инвертирования является выходом формирования импульсов, аналогичных поступаемым соответственно на первый и второй входы, первый 2m-канальный распределитель импульсов, информационные входы которого подключены к соответствующим основным выходам блока синхронизации, а выходы соединены с первыми входами соответствующих выходных усилителей, выходы которых предназначены для подключения к управляющим входам соответствующих вентилей преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены второй 2m-канальный распределитель импульсов, элемент 2ИЛИ - НЕ, генератор прямоугольных импульсов и триггер, причем в качестве первого и второго 2m-канальных распределителей импульсов использованы 2m-канальные ключевые элементы с высокоимпендансным состоянием выходов при отсутствии активного уровня сигналов на первом и втором управляющих входах, при этом информационные входы второго 2m-канального распределителя импульсов соединены с одноименными информационными входами первого 2m-канального распределителя импульсов, выход генератора прямоугольных импульсов соединен со счетным входом триггера, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым управляющим входам соответственно первого и второго 2m-канальных распределителей импульсов, вторые управляющие входы которых подключены к выходу элемента 2ИЛИ - НЕ, входы которого соединены с выходами блока задания режима, каждый из выходных усилителей снабжен вторым парафазным входом, подключенным к соответствующему выходу второго 2m-канального распределителя импульсов, и выполнен по двухтактной трансформаторной схеме с выпрямителем на выходе, причем средние выводы первичных обмоток трансформаторов всех выходных усилителей соединены с выводом для подключения вспомогательного источника питания. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в него введен блок защиты, выполненный в виде первого и второго герконовых реле, RS-триггера, элемента ЗИ, счетчика импульсов, дешифратора, первого и второго усилителей, тиристорного оптрона, генератора импульсов, элементов памяти и индикации, причем обмотка первого герконового реле включена между объединенными средними выводами первичных обмоток трансформаторов всех выходных усилителей и выводом для подключения вспомогательного источника питания через размыкающий контакт второго герконового реле, обмотка которого подключена между выводами для подключения вспомогательного источника питания через фототиристор тиристорного оптрона, светоизлучатель которого подключен к выходу первого усилителя, замыкающий контакт первого герконового реле подключен к входу RS-триггера, прямой выход которого соединен с первым входом элемента ЗИ, инверсный выход подключен к входу сброса счетчика импульсов, выходы которого соединены с входами дешифратора, выход которого подключен к входу первого усилителя, входу элемента памяти, через второй усилитель подключенного к элементу индикации, и второму входу элемента ЗИ, третий вход которого подключен к выходу генератора импульсов, а выход - к входу счетчика импульсов.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5