Устройство управления непосредственным преобразователем частоты на симисторах

м сок» н-<>

»»о- -.;.

:.»-яот;-- g

ОПИСАНИЕ

ИЗОЫ ЕТ ЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

265261

Сова Советокик

®оциалистическик

Республик

Зависимое от авт. свидетельства J¹

Заявлено 2 6. IV.1968 (№ 1236851/24-7) с присоединением заявки ¹

Приоритет

Опубликовано 09.111.1970, Бюллетень М 10

Дата опубликования описания 23Х1.1970

Кл. 21d - 14/01

21d-, 15

МПК, Н 02m

Н 02р

УДК 621.314.27(088.8) Комитет по делам каобретений и открытий пои Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

И Я. Довганюк и В. К. Стрюцков

Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики

Заявитель

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ НА СИМИСТОРАХ

Известно устройство управления непосредственным преобразователем частоты на симисторах с группой RC-цепочек, содержащее трансформаторы, генератор высокочастотных периодических колебаний и блок фазового управления, вход которого соединен через логический элемент с источником управляющего напряжения.

Однако известное устройство не обеспечивает высокой надежносги и широкого диапазона выходных частот.

В предлагаемом устройстве с целью повышения надежности и расширения диапазона выходных частот трансформаторы соединены первичными обмотками последовательно с группой RC-цепочек, причем один из них вторичной обмоткой подключен к генератору высокочастотных периодических колебаний, а другой — к управляющей цепи логического элемента.

На фиг. 1 дана блок-схема устройства управления непосредственным преобразователем частоты на симисторах; на фиг. 2 предсгавлена упрощенная схема и временная диаграмма напряжений и токов, поясняющая работу индикатора состояний р — n-переходов симисторов.

Устройство управления непосредственным преобразователем на симисторах l с группой

RC-цепочек 2 содержит трансформаторы 8, 4, генератор высокочастотных периодических колебаний 5 и блок фазового управления 6, вход которого соединен через логический элемент (ключ) 7 с источником управляющего напряжения.

Кроме того, трансформаторы 3, 4 соединены первичными обмотками 8 последовательно с группой RC-цепочек 2, причем трансформатор

8 вторичной обмоткой 9 подключен к генера10 тору высокочастотных периодичес»<нх колебаний 5, а трансформатор 4 — к управляющей цепи 10 логического элемента 7 через усилитель-компаратор 11.

Устройство управления с высокой надежностью должно обеспечивать раздельную подачу импульсов управления, соответствующих прямому и обратному направлению тока на выходе. В противном случае наступает короткое замыкание питающей сети через включен20 ные в разных направлениях симисторы 1 и как следствие повреждение их пли срабатывание защиты. Как в тиристорном преобразователе без уравнительных реакторов, так и в симисторном реверс выходного тока должно обес25 печивать бесконтактное логическое переключающее чстройсгво.

Бесконтактное переключающее устройство для симисторного преобразователя частоты с непосредственной связью снабжено индикато30 ром состояний р — n-переходов симисторов, что

265261 позволяет переключать направление силового тока в такие моменты, когда симисторы 1 выключены. Это знач; тельно снижает вероятность возникновения сквозного тока через симисторы, и прп этом не требуется введения значительной паузы между положительной и отрицательной полуволнами выходного тока преобразователя.

Спмисторный преобразователь частоты с таким переключающим устройством целесообразно применять в тех случаях, когда требуется получить при минимальном весе и габаритах максимальный диапазон изменения выходной частоты (Π— 50% частогы питающей сети). Это могут быть системы возбуждения автономных генераторов нестационарных установок, где требуется поддерживать постоянной частоту на выходе при переменной скорости вращения привода, а также системы регулирования оборотов машин переменного тока и ряд други.; установок.

Реверсивный непосредственный преобразователь частоты на спмисторах 1, работающий на нагрузку 12, питается от сети через силовой трансформатор 18. Ограничение скорости нарастания напряжения на симисторах 1 при их комм x тацип осуществляется ЯС-цепочками 2.

Трансформаторы 8, 4 выполнены на тороидальных ферритовых кольцах типа НМ-2000. Обмотки 8, включаемые последовательно в общий провод, содержат по нескольку витков.

Силовая цепь ключа 7 соединена с выходом формирователя знака сигнала управления. Выход ключа 7 подсоединен на вход триггера 14, выходные цепи которого соединены с управляющим входом формирователя 15.

Схема индикации состояний переходов симисторов обра"îâàíà блоками 8, 4, 5, 11.

В обесточенном состоянии преобразователя (см. фиг, 2), когда все симисторы 1 выключены (I=O, где 1 — силовой ток преобразователя), контур, показанный стрелкой, для тока высокой частоты практически разомкнут, и на входе усилителя 11 существует минимальный уровень высокочастотного напряжения U z, обусловленньш наличием емкостей С, переходов анод — катод симисторов и монтажной емкостью силовой схемы. Напряжение порогочувствительности усилителя-компаратора 11

U„,ð выбирается большим минимального уровня входного сигнала. При этом на выходе усилителя 11 сигнал не проходит, и на управляющую цепь 10 логического устройства поступает нулевой уровень напряжения. Ключ 7 управленпя находится в закрытом состоянии.

Выделение знака сигнала управления с1 осуществляется транзисторным формирователем.

При положительном С на выходе формирователя уровень напряжения положительный, а при отрицательном — отрицательный. При положительном знаке Г (соответствующем, например, выпрямительному режиму для отрицательной полуволны выходного тока) триггер 14 ставится в положение, когда его выходной сигнал (нулевой уровень) блоки5

65 рует управляющие импульсы, соответствующие положительному направлению силового тока, а другой сигнал (отрицательный уровень) разрешает формировать отрицательную полуволну тока.

В момент включения одного из симисторов

1 (1ФО) контур, содержащий этот симистор, RC-цепочку 2 и трансформаторы 8, 4 для высокочастотного сигнала, замыкается через включившийся симистор. Сигнал, снимаемый с трансформатора 4, превышает порог чувствительности усилителя-компаратора 11. На выходе усилителя форм ируется отрицательный уровень напряжения U>, который подается на ключ 7. Триггер 14 остается в прежнем положении до тех пор, пока ток в нагрузке

12 не уменьшится до нуля, и последний,симистор не выключится.

В момент выключения симистора высокочастотный контур практически разрывается, а сигнал на входе усилителя 11 становится меньше порога чувствительности. По истечении выдержки времени И= 100 л ксек, необходимой для восстановления выключившимся симистором запирающих свойств, на выходе усилителя 11 возникает нулевой уровень напряжения, который воздействует на ключ 7.

Указанная выдержка времени М обеспечивается выбором различных постоянных времени заряда и разряда конденсатора в усилителе 11. Ключ 7 вновь подключает ко входу триггера 14 сигнал с блока lб, и триггер 14 переводится в другое устойчивое состояние.

При этом запрещающий сигнал (блокировавший управляющие импульсы, соответствующие положительному направлению силового тока) с одного выхода триггера 14 снимается и подается на другой. В соответствии с этим формирователь 15 вырабатывает управляющие импульсы для положительной полуволны выходного тока. B момент включения какоголибо симистора ключ 7 снова отключает вход триггера 14 от блока lб.

Устройство является двухпозиционным, причем переключение его из одного положения в .другое осуществляется в соответствии со знаком сигнала управления. Переключение производится только в моменты времени, когда симисторы 1 выключены, что контролируется индикатором состояний р — и-переходов симисторов. Такое построение переключающего устройства значительно снижает вероятность возникновения сквозного тока в преобразователе, и тем самым повышается надежность преобразователя.

Преобразователь частоты с таким переключающим устройством может использоваться в установках, где требуется максимальный диапазон выходной частоты при минимальном весе и габаритах силовой части преобразователя.

Предмет изобретения

Устройство управления непосредственным преобразователем частоты на симисторах с

265261

Фиг. 1 группой КС-цепочек, содержащее трансформаторы, генератор высокоча=тотных периодических колебаний и блок фазового управления, вход которо",î соединен через логический элемент с источником управляющего напря кения, отличтощееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения диапазона выходных частот, трансформаторы соединены пспвпчнымп обмотками последовательно с

Я группой КС-цепочек, причем один из нпх вторичной обмоткой подключен к генератору высокочастотных периодических колебаний, а другой — к управляющей цепи логического элемента.

265261

Cc=T

9 иг 2

Co"TàâHTåëü Л. Борисова

Тсхред Т. П. Курилко Корректор Г. П. Шильман

Редактор В, В. Фельдман

Заказ 1567)3 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2