Устройство для управления тиристорным преобразователем частоты с непосредственнойсвязью

О Гги с х тт и е

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

Заявлено 19Х111.1968 (№ 1264634 24-7) с присоединением заявки ¹â€”

Приоритет—

Опубликовано 20.Х1.1969. Бюллетень ¹ 36

Дата опубликования описания 5.IV.1971

Кл. 21(Р 14/02

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР.ЧГ1К Н 02m

УДК 621.314.27 (088.8) Авторы изобретения

Ю. И. Лозовой, А. Л. Апександров и Г. Н. Шафранов

Заявитель Новочеркасский политехнический институт им. Серго Орджоникидзе

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ

СВЯЗЬЮ

Известные устройства управления тиристорным преобразователем частоты = непооредствен ной связью, содержащие источник выпрямительных и ин верторных импульсов, генераT0Pbl HIIkIx IbcoB kiH3K0H kk высокой tk3cTDT, фоР- 5 миро ватель и распределитель импульсов управления, не позволяют исключить короткого замыкания источника питания при резком изменении частоты выходного напряжения преобразователя. 10

Предлагаемое устройство отлнчает."я от известных тем, что оно снабжено реверсивным двоичным счетчиком импульсав..вход которого ттодключен к генератора м импульсов низкой и высокой частот, а выход соединен с распреде- 15 лителем импульсов упр а вления.

В результате этого вероятность короткого замыкания источника питания значительно

yм ен ь ш а ется.

Работа данного устройства основана на 20 п ринципе временной коммутации, прп котором время работы каждой прямой (обратной) группы силовых тиристаров в инверторном режиме всегда поддерживается ра вным времени ее работы ikk предшествующем выпрями- 25 тельном, режиме.

Этот принцип построения системы управления непосредственным гтреооразс вателем частоты может быть наиболее эффективным лри нагрузке преобразователя ча"тоты, имеющей низкий и мало изменяющийся в процессе работы коэффициент мощности.

На чертеже изображена принципиальная схема предлагаемого устройства, где 1 — тумблер установки нуля для установки триггера в исходное состояние; 2 — генератор управляющих импульсов несущей частоты (в ра=сма"риваемом устройстве частота этик импульсов

5 кгт1); 8 — формирователь импульсов управления, служащий для передачи импульсов несущей частоты иа управляющие электроды силовых тнристоров; 4 — генератор импульсов низкой ча,=тотьг, определяющих выходную частоту преобразователя; 5 — блок управления реверсивным счетчиком; 6 — генератор импульсов высокои частоты, определяющий моменты перехода через «нуль» синусоиды питающего напряжения; 7 — источник выпрямительных и и нверторных импульсов; 8 — реверсивный двоичный счетчик, служащий для сложения и вычитания импульсов вьб окой частоты, укладывающихся в течение выпрямительного или инверторного режима работы одной группы тиристоров; 9 — распределитель имп)ль. сов, распределяющий управляющие импульсы по вьгходным фазам; 10 — силовая часть преоб р азователя частоты с нулевой точкой.

Тирнсторы, соединенные вместе катодами„ образуют прямую группу тиристоров, а соединенные вместе анодами — обратную группу.

257588

Устройство работает следующим образом.

Пр и включении всех питающих иапряжений и положения тумблера 1 во включенном состоянии коллекторы всех правых транзисторов триггеров с установкой нуля находятся под нулевым потенциалом.

Управляющие импульсы несущей частоты с генератора 2 поступают на базы тра нзисторов типа и — р — n-блока формирователя 8 импуль сов управления.

Импульсы низкой частоты, которая в четыре раза превышает требуемую часготу,на выходе преобразователя, с генератора 4 посту,пают на счетный вход триггера блока 5.

Импульсы высокой частоты, равной удвоeHiHoH частоте питающей сети, с отрицательной полярностью с блока генератора 6 посгупают на входы мультивибраторов задержки блока источника 7 H на входы схем совпадения блока 5.

Импульсы высокой частоты положительной поляр ности поступают на вход 11 триггера блока источника 7 для установления его в исходное состояние.

Формиро|вание импульсов высокои частоты в блоке генератора б происходит следующим образом.

Напряжение частоты питающей сети, ограничен ное по .положительной полуволне стабилитранами, поступает на раздельные входы гр иггера. Полученные от каждой .полуволны .перепады напряжений с выходов триггера подаются через дифференцирующие цепочки на входы усилителей, с выходов которых положительные импульсы поступают на схему

«И — HE» этого же блока и на входы 12 и 18 триггера распределителя 9 таким образом, что на входе 12 импульс появляется в момент начала положительной полуволны питающего напряжения на конце 14 силового тра нсформато ра, а на входе 18 — |в момент начала отрицательной полуволны питающего напряжения.

При переводе тумблера 1 в выключенное положение включаются в работу все блоки.

Первый импульс низкой частоты, поступающий с генератора 4,,переводит правый тра нзистор триггера со счегным входом блока 5 управления в закрытое состояние. Пр и этом на входе 15 схемы «ИЛИ вЂ” HE» блока 5, разрешающей вычитание импульсов высокой частоты со счетчика 8, появляется нулевой потенциал:и, наоборот, на выходе 16 другой схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» блока 5, разрешающей сложение им пульсов высокой частоты в счетчике

8,,появится отрицательный потенциал. Од|повременно с выхода 17 претьей схемы «ИЛИ—

НЕ» блока 5 начинают,поступать на вход счетчика 8 импульсы высокой частоты.

На выходе 18 схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» блока 5 появляегся:положительный перепад напряжений, который поступает,на раздельный вход

19 гр иггера распределителя 9.

При этом только на выходе 20 одной из схем «ИЛИ вЂ” НЕ» блока распределителя 9 по10

50 бО

65 является отрицательный перепад напряжений, который подается на две соот|ветствующие схемы совпадения этого же блока. На эти же схемы «И» постчпают отрицательные перепады напряжен|ий с блока источника 7 выпрямительных и инверторных импульсов, задержанные огносительно начала каждой полувол ны питающего напряжения на угол и, и перепады с выходов 21 и 22 триггера блока распределителя 9.

С выходо в схемы «И» отрицательные перепады напряжений через схемы «ИЛИ» поступают на вход 28 или 24 первых двух каскадов блока формирователя 8, т. е. управляющие импульсы с выходов этих каскадов будут поступать на управляющие электроды тиристоров прямой группы блока силовой части преобразователя 10.

Таким образом, после.прихода первого импульса низкой частоты до п1рихода второго будет работать прямая группа тиристоров в выпрямитель ном режиме.

Второй импульс низкой частоты с выхода генератора 4 переводит левый транзистор триггера со счетным входом блока 5 в закрытое состояние. При этом на выходе 16 схемы

«ИЛИ вЂ” НЕ», разреша:ошей сложение импульсов в счетчике, появится нулевой потеяциал, а на выходе 15 — отрицательный.

Импульсы высокой частоты будут вычитаться из кода, записанного за время между первым и вторым импульсами низкой частоты.

На выходе 25 с.,емы «ИЛИ вЂ” НЕ» появляется положительный перепад напряжений, который поступает на вход 26 триггера с раздельными входами блока распределителя 9 импульсов. При этом только на выходе 27 схемы «ИЛИ вЂ” НЕ» этого блока появляется отрицательный перепад:напряжений, который подается на две,соотвегсгвующие схемы совпадения этого же блока. На эти схемы «И» также поступают отрицательные перепады напряжений с блока источника 7 вы прямительных и инве нторных им пульсов, задержанные относительно каждой полуволны питающей сети на угол Р и перепады с выходов 21 и 22.

С выходов схем «И» отрицательные перепады напряжений через схемы «ИЛИ»,поступают также на входы 23 или 24 выходных каскадов блока формирователя 8. Таким образом, после второго импульса низкой частоты прямая группа тиристоров работает в ин верторном режиме.

Третий импульс .на выходе 18 блока 5 появится только с пр иходом послед него из следующих двух импульсов: третьего импульса низкой частоты с генератора 4;и импульса с выхода 28 нулевой шины счетчика 8, хара ктеризующего установление в счетчике кода

« нуль».

Если третий импульс с генератора 4 придет раньше, чем иипульс со счетчика 8, то состояние выходов 15 и 16 схем «ИЛИ вЂ” НЕ» блока

5 не изменится, и в счетчике будет продол257588 жаться вычитание. Если ze импульс со счетчика:придет раньше, то на обоих выходах 15 и 16 появятся нулевые, потенциалы, и счетчик будет находиться в нулевом состоянии до прихода импульса с генератора 4.

После, прихода послед него из рассмотренных двух импульсов в счетчике 8 |начнется сложение, а на выходе 25 появится положительный перепад напряжений, который подается на те же входы блока распределителя 9

:импульсов, что и после перьвого импульса низкой частоты. При этом на выходе 29 блока распределителя 9 импульсов появляется отрицательный перепад, который поступает на две соответствующие схемы «И», на которые также поступают отрицательные:перепады с блока источника 7 выпрямитель ных и инверторных импульсов, задержанные относительно каждой полуволны почитающего напряжения на угол а, и с выходов 21 и 22 триггера блока распределителя 9 им пульсов. С выходов схем

«И» огрицательные перепады напряжений через схемы «ИЛИ» поступают на входы 80 и 81 двух других выходных каскадов блока формирователя 8 импульсов управления, т. е. управляющие импульсы будут подаваться на силовые тиристоры обратной группы.

Таким образом, после прихода третьего импульса низкой частоты будет работать обратная группа силовых тиристоров в выпрямител ыно м р ежил е.

Четвертый импульс низкой частоты с генератора 4 производит во всех блока.:, кроме блока .распределителя 9 импульсов, действия

B HBJlopH÷Ho второму:импульсу низкой частоты.

В блоке распределителя 9 импульсов " его пр иходом отрицательный перепад напряжений ,появляется На выходе 82 схемы «ИЛИ вЂ” HE» и подается на соответствующиедве схемы «И».

С выходов схемы «И» отрицательные перепады,напряжений с задержкой на угол Р относительно полувол н питающего напряжения подаются на входы 80 и 81 каскадов блока формирователя 8, т. е. после прихода четвертого импульса iHизкой частоты работает обрат10 ная группа силовых тиристоров в инверторном режиме.

Пятый импульс низкой частоты производит

:все действия, аналогичные первому, шестой— второму и т. д.

Таким образом, даже при изменении выходной частоты схема автоматически поддерживает равенство времени работы одной и той же группы в выпрямительном и инверторном

20 режимах, Предмет изобретения

Устройство для управления тиристорным преобразователем частоты с,непосредственной связью, содержащее источник выпрям ительных и инверторных импульсов, генераторы импульсов:низкой и высокой частот, формирователь и распределитель импульсов управления, ЗО отличающееся тем, что, с целью исключения короткого замыкания источника питания при резком изменении частоты выходного напряжения преобразователя, оно снабжено реверсивным двоичным счетчиком импульсов, вход

35 которого подключен к генераторам импульсов низкой и высокой частот, а выход соединен с распределителем импульсов управления.

257588

Составитель М. Юхнина

Техред 3. H. Тараненко КорректорО. М. Ковалева

Редактор Э. Рубан

Заказ 423 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитеза по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская паб., д. 4. 5

Тип, Харьк. фпл. пред, «Патент»