SU1295487A1 - N-channel generator of thyristor drive pulses - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в узлах управлени  тиристорами преобразователей. Целью изобретени   вл етс  повьшение надежности и снижение уровн  помех. Выходные сигналы системы 1 импульсно-фазового управлени  поступают на входы узла 2 дифференцировани  сигналов и на вторые входы всех каналов п-канального формировател  импульсов. В узле 2 осуществл етс  формирование последовательности узких импульсов, длительность которых выбираетс  такой, чтобы одним импульсом надежно включались все тиристоры. Дп  того, чтобы в режимах прерывистых токов импульсы прерывистого тока начинались с одинаковой фазой относительно напр жени  сети нужно, чтобы первый выходной импульс генератора 3 поступал через посто нный промежуток времени после окончани  импульса с узла 2. Дп  этого в блоке 3 имеетс  синхровход, на который поступает сигнал с выхода узла 2. Совокупность выходных импульсов узла 2 и генератора 3 через элемент ИЛИ 4 поступает на входы всех каналов формировател  импульсов. 3 ил. (С (Л чThe invention relates to electrical engineering and can be used in thyristor control nodes of converters. The aim of the invention is to increase the reliability and reduce the level of interference. The output signals of the pulsed-phase control system 1 are fed to the inputs of the signal differentiation unit 2 and to the second inputs of all channels of the n-channel pulse generator. In node 2, a sequence of narrow pulses is formed, the duration of which is chosen such that all thyristors are reliably switched on with one pulse. In intermittent current modes, intermittent current pulses start with the same phase relative to the mains voltage, it is necessary that the first output pulse of generator 3 comes after a constant period of time after the end of the pulse from node 2. In block 3, there is a synchronous input the signal comes from the output of node 2. The set of output pulses of node 2 and generator 3 through the element OR 4 is fed to the inputs of all channels of the pulse generator. 3 il. (C (L h

Description

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в узлах управлени  тиристорами агрегатов посто нного тока и преобра- зователей частоты.The invention relates to electrical engineering, in particular, to converter technology, and can be used in thyristor control units of direct current units and frequency converters.

Цель изобретени  - повышение надежности устройства дл  формировани  импульсов управлени  тиристорами и снижение уровн  создаваемых им помех .The purpose of the invention is to increase the reliability of the device for generating thyristor control pulses and reduce the level of interference created by it.

На фиг.1 приведена блок-схема п- канального формировател  импульсов управлени  тиристорами; на фиг.2 - схема узла дифференцировани  сигналов и возможный набор его входных сигналов; на фиг.З - схема генератора УЗКИХ импульсов.Figure 1 shows the block diagram of the p-channel thyristor control pulse generator; Fig. 2 is a diagram of a signal differentiation unit and a possible set of its input signals; on fig.Z - diagram of the generator of the ultrasonic pulses.

п Канальный формирователь импульсов управлени  тиристорами состоит из системы 1 импульсно-фазового управлени ,.узла 2 дифференцировани  сигналов, генератора 3 узких импульсов , элемента ИЛИ 4 и п каналов, каждый из которых содержит импульсйьш трансформатор 5 с обмотками 6 и 7, транзисторный ключ 8 балластный резистор 9, конденсатор 10, включенньм параллельно балластному резистору, воз- вратньй диод I1, накопительный конденсатор 12, ограничительный резистор 13, источники 14 и 15 посто нного йапр жени , последовательно вклю- чениы.е первый 16, второй 17 и третийThe channel driver of the thyristor control pulses consists of a system 1 of pulse-phase control, a node 2 differentiation of signals, a generator of 3 narrow pulses, an OR 4 element and n channels, each of which contains a pulse transformer 5 with windings 6 and 7, a transistor switch 8 ballast resistor 9, capacitor 10, connected in parallel with the ballast resistor, return diode I1, storage capacitor 12, limiting resistor 13, sources 14 and 15 of constant voltage, successively turn on second 17 and third

18резисторы, ключи 19 и 20, эле мент И 21, выпр мительный диод 22, установленный в цепи обмотки 7 импульсного трансформатора 5.18resistors, keys 19 and 20, element I 21, a rectifying diode 22 installed in the winding circuit 7 of the pulse transformer 5.

Транзисторный ключ 8 подключен эм иттером к общей точке, а коллектором подключен через возвдзатньй диод 11 к источнику 15 посто нного напр жени  и через балластный резистор 9 к первому концу обмотки 6 импульсного трансформатора 5, подключенной вторым концом к накопительному конденсатору }2 и через ограничительньй резистор 13 к точке соединени  источников 14 и 15 посто нного напр жени  и резистору 16, включенному последовательно с резисторами 17 и 18. Точка соединени  резисторов I6 и 17 подключена через канал проводимости ключаThe transistor switch 8 is connected by an emulator to a common point, and the collector is connected via a return diode 11 to a source 15 of a constant voltage and through a ballast resistor 9 to the first end of the winding 6 of a pulse transformer 5 connected to the storage capacitor 2 and through a limiting resistor 13 to the point of connection of sources 14 and 15 of constant voltage and a resistor 16 connected in series with resistors 17 and 18. The connection point of resistors I6 and 17 is connected via a key conduction channel

19к общей точке. Точка со.единени  резисторов 17 и 18 подключена к базе транзисторного ключа и через канал проводимости ключа 20 к общей точке. Резистор 18 подключен к общей точке.19 to a common point. The connection point of the resistors 17 and 18 is connected to the base of the transistor switch and through the conduction channel of the switch 20 to a common point. Resistor 18 is connected to a common point.

5five

Управл ющие входы ключей 19 и 20 соединены с выходом элемента PI 21, входы которого  вл ютс  соответствующими входами канала и подключены первый к выходу элемента ИЛИ 4, и второй к соответствующему выходу системы 1 импульсно-фазового управлени . Выходы .системы 1 импульсно-фазового управлени  подсоединены также к узлу 2 дифференцировани  сигналов, выход которого соединен с входом гене ратора 3 узких импульсов и с первым входом элемента ИЛИ 4, второй вход которого соединен с выходом генератора 3 узких импульсов. Устройство работает следующим образом .The control inputs of the keys 19 and 20 are connected to the output of the PI element 21, the inputs of which are the corresponding channel inputs and connected first to the output of the OR 4 element, and the second to the corresponding output of the pulse-phase control system 1. The outputs of the pulse-phase control system 1 are also connected to the signal differentiation unit 2, the output of which is connected to the generator input of 3 narrow pulses and to the first input of the OR 4 element, the second input of which is connected to the generator output of 3 narrow pulses. The device works as follows.

Выходные сигналы системы 1 импульсно-фазового управлени  (всего п вы- ходньгх сигналов) поступают на входыThe output signals of the system 1 of the pulse-phase control (total n output signals) are fed to the inputs

узла 2 дифференцировани  сигналов и на вто рые входы всех каналов п-ка- нального формировател  импульсов, В блоке 2 осуществл етс  формирование последовательности узких импульсов , передние фронта которых совпа- дают с передними фронтами выходных сигналов блока 1. Длительность данных импульсов выбираетс  такой,node 2 of the differentiation of signals and the second inputs of all channels of the n-channel pulse former, in block 2, a sequence of narrow pulses is formed, the leading edges of which coincide with the leading edges of the output signals of block 1. The duration of these pulses is chosen such

чтобы одним импульсом надежно включались все соединенные параллельно или последовательно тиристоры. Сигнал, представл ющий собой указанную последовательность узких импуль5 сов, поступает с выхода блока 2 на синхронизирующий вход генератора 3 узких импульсов и на элемент РШИ 4. Блок 3 предназначен дл  формировани  модулирующих импульсов, которые должны поступать с его выхода в промежутках времени между выходными импульсами блока 2.so that all thyristors connected in parallel or in series are reliably switched on with one pulse. The signal, which is the specified sequence of narrow pulses, comes from the output of block 2 to the clock input of the generator 3 narrow pulses and to the element of RSHI 4. Block 3 is designed to form modulating pulses that must come from its output in the intervals between the output pulses of the block 2

5five

00

Дл  того, чтобы в режимах преры- вистых выходных токов тиристорных преобразователей импульсы прерьтис- того тока начинались с одинаковой фаг- ЗОЙ относительно напр жений сети. ;нужно, чтобы первьй выходной им- пульс блока 3 всегда поступал через неизменный промежуток времени после окончани  выходного импульса блока 2. Дл  этого в блоке 3 имеетс  синхровход, на который поступают вы- ходные импульсы блока 2. Совокупность выходных :импульсов блоков 2 и 3 поступает через элемент ИЛИ 4 на первые входы всех каналов п-каналь- ного формировател  импульсов. Уста3In order for discontinuous output currents of thyristor converters, intermittent current pulses began with the same phage relative to the mains voltage. It is necessary that the first output pulse of block 3 always comes after a fixed period of time after the end of the output pulse of block 2. For this, in block 3 there is a synchronous input to which the output pulses of block 2 arrive. The set of output: pulses of blocks 2 and 3 enters through the OR 4 element to the first inputs of all channels of the n-channel pulse former. Usta3

новленный на входе каждого канала элемент И 21 обеспечивает поступление в канал выходного сигнала элемента ИЛ11 4 на интервале поступлени  на второй вход элемента И 21 соответ- ствующего выходного сигнала блока .The newly added element 21 on the input of each channel ensures that the output signal of the IL11 4 element enters the channel in the interval to the second input of the element 21 on the corresponding output signal of the block.

Длительность импульсов, необходимых дл  надежного отпирани  тиристоров , составл ет 20-30 мкс, следовательно , такую длительность должны иметь выходные импульсы блока 2. Выходные импульсы блока 3 могут быть существенно меньшей длительности. При этом мощность сигналов управлени  тиристорами оказываетс  небольшой, и источник 14 можно застабилизиро- вать.The duration of the pulses necessary for reliable unlocking of the thyristors is 20-30 µs, therefore, the output pulses of block 2 must have such a duration. The output pulses of block 3 can be significantly shorter. At the same time, the power of the thyristor control signals is small, and the source 14 can be stabilized.

При поступлении очередного импульса (сформированного в блоке 2 или блоке 3 ) с выхода элемента И 21 на уп- равл ющие входы ключей 19 и 20 они размыкаютс , и на базу транзисторного ключа 8 поступает открывающий его ток через резисторы 16 и 17. При отпирании транзисторного ключа 8 к цепи: балластный резистор 9, конденсатор 10, первична  обмотка 6 импульсногоWhen the next pulse arrives (formed in block 2 or block 3) from the output of the element 21 to the control inputs of keys 19 and 20, they open, and the opening current through the resistors 16 and 17 goes to the base of transistor switch 8 when unlocked key 8 to the circuit: ballast resistor 9, capacitor 10, the primary winding 6 pulse

трансформатора 5, прикладываетс  напр жение накопительного конденсатора 12. Во вторичной обмотке 7 импульсно- го трансформатора 5 индуктируетс  ЭДС, под действием которой через выпр мительный диод 22 в цепи управл ющего электрода тиристора протекает ток, причем величина ЭДС и тока  transformer 5, a voltage of storage capacitor 12 is applied. In the secondary winding 7 of pulsed transformer 5, an EMF is induced, under the action of which a current flows through a rectifying diode 22 in the control electrode circuit of the thyristor

.определ ютс  параметрами данной цепи . Напр жение первичной обмотки 6 импульсного трансформатора 5 мейьше напр жени  накопительного конденсатора 12 на величину падени  напр жени  на параллельно включенных балластном резисторе- 9 и конденсаторе 10 от протекани  приведенного тока нагрузки трансформатора 5. За счет этого вольт секундна  характеристика трансформа- тора определ етс  приведенными параметрами нагрузки, а не напр жением накопительного конденсатора 12.. are determined by the parameters of the circuit. The voltage of the primary winding 6 of the pulse transformer 5 is lower than the voltage of the storage capacitor 12 by the amount of voltage drop on the parallel connected ballast resistor 9 and the capacitor 10 from the flow of the transformer's reduced load current. Due to this, the volt second characteristic of the transformer is determined by the above parameters load, not the voltage of the storage capacitor 12.

Пб окончании действи  очередного управл ющего импульса транзисторный ключ 8 запираетс , прерыва  цепь протекани  тока в обмотке 6 импульсного трансформатора 5, в результате чего в последней индуктируетс  противр- ЭДС. Нагрузка при этом отсекаетс  от вторичной обмотки 7 импульсного трансформатора 5 вьтр мительным диодом 22. Величина противо-ЭДС об25At the end of the next control pulse, the transistor switch 8 is locked, interrupting the current flow circuit in the winding 6 of the pulse transformer 5, as a result of which the counter-emf is induced in the latter. In this case, the load is cut off from the secondary winding 7 of the pulse transformer 5 by a switching diode 22. The magnitude of the counter-emf is 25

- 5 - five

0   0

о о к - 30 35about about to - 30 35

40 т- 45 40 t- 45

0 -0 -

954874954874

мотки 6 достигает значени  напр жени  источника 15, после чего открываетс  возвратный диод 11, создава  цепь протекани  размагничивающего тока . Таким образом,, размагничивание сердечника импульсного трансформатора 5 осуществл етс  напр жением источника 15. После возврата сердечника в исходное состо ние размагничивающий ток спадает до нул , возвратный диод 11 запираетс , устройство готово к формированию следующего импульса . С помощью конденсатора 10 обеспечиваетс  форсирование переднего фронта выходного импульса, так как в момент открывани  транзисторного ключа 8 конденсатор 10 разр жен и шунтирует балластный резистор 9, т.е. в момент открывани  транзисторного ключа 8 вне напр жение накопительного конденсатора 12 прикладываетс  к обмотке 6 импульсного трансформатора 5. После завершени  цикла перемагничива- ни  сердечника импульсного трансформатора 5 конденсатор 10 разр жаетс  через баластный резистор 9.The coil 6 reaches the value of the voltage of the source 15, after which the return diode 11 is opened, creating a demagnetizing current flow circuit. Thus, the demagnetization of the core of the pulse transformer 5 is performed by the voltage of the source 15. After the core returns to its initial state, the demagnetizing current drops to zero, the return diode 11 is closed, the device is ready to form the next pulse. The capacitor 10 is used to force the leading edge of the output pulse, since at the time of opening the transistor switch 8, the capacitor 10 is discharged and shunts the ballast resistor 9, i.e. at the moment of opening the transistor switch 8, the voltage of the storage capacitor 12 is applied to the winding 6 of the pulse transformer 5. After the cycle of remagnetization of the core of the pulse transformer 5 is completed, the capacitor 10 is discharged through the ballast resistor 9.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula ,1- :,one- : 1 п-Канальный формирователь импуль- ;сов управлени  тиристорами, содержащий в каждом канапе импульсный транс- .форматор, транзисторный ключ, эмиттер которого соединен с общей точкой , а коллектор соединен через бал- ластный резистор с первым концом первичной обмотки импульсного трансформатора , последовательно включенные первый и второй источники посто нного напр жени , подключенные первый к общей точке, а второй через возвратный диод к коллектору транзисторного ключа, отличающийс  тем, что, с целью повышени  надежности и снижени  уровн  создаваемых помех, он снабжен узлом дифференцировани  сигналов, генератором узких импульсов и элементом ИЛИ, а каждый канал снабжен первым конденсатором , накопительным конденсатором, ограничительным резистором, первым, вторым и третьим резистором, первым и вторым ключом, элементом И, причем первый конденсатор включен параллельно балластному резистору, накопительный конденсатор.включен между общей точкой и вторым концом первичной обмотки импульсного трансорматора и точкой соединени  перво - го и второго источников посто нного напр жени  через ограничительный резистор, первый, второй и третий резисторы включены последовательно , первый и второй входы элемента И  влютс  первым и вторым вхоами канала, а вькод соединен с управл ющими входами первого и второго ключей, канал проводимости первого ключа включен между общей точкой и точкой соединени  первого и второго р.езисторов, канал проводимости второго ключа включен между общей точйой и точкой соединени  второго.1 p-channel pulse shaper; thyristor control satellites, containing in each canape a pulse transformer, a transistor switch, the emitter of which is connected to a common point, and the collector is connected through a ballast resistor to the first end of the primary winding of a pulse transformer, connected in series The first and second sources of DC voltage, the first connected to a common point, and the second through a return diode to the collector of the transistor switch, characterized in that, in order to increase reliability and reduce ur Aries generated interference, it is equipped with a signal differentiation unit, a narrow pulse generator and an OR element, and each channel is equipped with a first capacitor, a storage capacitor, a limiting resistor, a first, second and third resistor, a first and second key, and an element, the first capacitor is connected in parallel the ballast resistor, the storage capacitor is connected between the common point and the second end of the primary winding of the pulse transformer and the point of connection of the first and second sources of constant voltage through the limiting resistor, the first, second and third resistors are connected in series, the first and second inputs of the AND element are controlled by the first and second inputs of the channel, and the code is connected to the control inputs of the first and second keys, the conduction channel of the first key is between the common point and the point the connection of the first and second R. resistors, the conduction channel of the second switch is connected between the common point and the point of connection of the second. третьего резисторов и базы транзисторного ключа, первый резистор соединен с точкой соединени  первого и второго источников посто нного напр жени , трети резистор соединен с общей точкой, выход элемента ИЛИ подсоединен к первым входам всех каналов , вторые входы которых подключены к входам узла дифференцировани  сигналов, выход которого соединен с входом генератора узких импульсов и с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом генератора узких импуль - сов.The third resistor and transistor switch base, the first resistor is connected to the connection point of the first and second DC voltage sources, the third resistor is connected to the common point, the output of the OR element is connected to the first inputs of all channels, the second inputs of which are connected to the inputs of the signal differentiation node, the output which is connected to the input of the generator of narrow pulses and to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the generator of narrow pulses. г-пgp ппpp Р1P1 ргИrgI I I I I п п п  I I I I p p p p JHtLJhtl I I II I I в н п в 1Lin n n in 1L аbut фиъ ZFi Z Редактор Н.БобковаEditor N. Bobkova Фиг.FIG. Составитель В.Бунаков Техред Л.СердюковаCompiled by V. Bunakov Tehred L. Serdyukova Корректор И.МускаProofreader I. Muska Заказ 625/60 Тираж 661ПодписноеOrder 625/60 Circulation 661 Subscription ВНИИПИ Государственного комитета СССРVNIIPI USSR State Committee по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5for inventions and discoveries 113035, Moscow, Zh-35, Raushsk nab., 4/5 Производственно-полиграфическое предпри тие, г. Ужгород, ул.Проектна , 4Production and printing company, Uzhgorod, Projecto st., 4