SU1410240A1 - Method of shaping control pulses for thyristors of a rectifier - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано дл  управлени  тиристорным преобразователем в автономных источниках электропитани  с магнитоэлектрическим синхронным генератором в качестве первичного источника питани  с целью повьшени  надежности управлени  преобразователем. Дл  управлени  преобразователем формируют опорные напр жени , синхронизированные с напр жением питающей сети, формируют напр жение управлени , которое сравнивают с опорными напр жени ми, формируют импульсы управлени , передние фронты которых совпадают с моментами равенства опорных напр жений, и напр жение управлени  и длительностью большей, чем врем , необходимое дл  включени  тиристора, но меньшей , чем интервал проводимости тиристора , и подают их на тиристоры преобразовател . С целью увеличени  надежности управлени  преобразователем при измерении частоты напр жени  питающей сети измер ют частоту напр жени  питающей сети, формируют сигнал , пропорциональный измеренной частоте , и регулируют длительность импульсов управлени  обратно пропор- циональцо сформированному сигналу. 3 ил. (ЛThe invention relates to the field of electrical engineering and can be used to control a thyristor converter in autonomous power sources with a magnetoelectric synchronous generator as a primary power source in order to increase the reliability of control of the converter. To control the converter, voltage voltages are generated that are synchronized with the mains voltage, control voltages are generated, which are compared with voltage voltages, control pulses are generated, the leading fronts of which coincide with the moments of equality of the reference voltages than the time required to turn on the thyristor, but less than the conductivity interval of the thyristor, and serves them to the thyristors of the converter. In order to increase the reliability of the converter control, when measuring the frequency of the mains voltage, they measure the frequency of the mains voltage, form a signal proportional to the measured frequency, and adjust the duration of the control pulses to the inverse of the formed signal. 3 il. (L

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при управлении тиристорными преобразовател ми , работающими в автономных источниках электропитани  с синхронным генератором, имеющим переменную скорость вращени  вала.The invention relates to electrical engineering and can be used to control thyristor converters operating in autonomous power sources with a synchronous generator having a variable shaft rotation speed.

Цель изобретени  - повышение надежности при изменении частоты напр жени  питающей сети.The purpose of the invention is to increase reliability when changing the frequency of the supply voltage.

На фиг. 1 приведена функциональна  схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2,3 - диаграммы, по сн ющие способ.FIG. 1 shows a functional diagram of the device that implements the method; in fig. 2.3 - diagrams illustrating the method.

Устройство содержит три одинаковых канала 1,2 и 3 формировани - импульсов , общие дл  всех каналов первичный источник 4 питани , преобразователь 5 частоты в напр жение, источник 6 управл ющего напр жени  и управл емый вьшр митель 7. Каждый канал 1,2 и 3 содержит генератор 8 опорного напр жени , вход которого подключен к соответствующей фазе источника 4, а выход соединен с первым входом компаратора 9. К второму входу компаратора 9 подключен выход источника 6, выход компаратора 9 соединен с входом управл емого формировател  10 длительности импульсов, управл ющий вход которого подключен к выходу преобразовател  5. Выход формировател  Ю подключен к входу выходного каскада 11, выход которого подключен к соответствующему управл ющему входу выпр мител  7.The device contains three identical channels 1, 2 and 3 of formation — pulses, common for all channels are primary source 4 of power, frequency to voltage converter 5, control voltage source 6, and controlled expander 7. Each channel 1, 2 and 3 contains the generator 8 of the reference voltage, the input of which is connected to the corresponding phase of the source 4, and the output is connected to the first input of the comparator 9. The output of the source 6 is connected to the second input of the comparator 9, the output of the comparator 9 is connected to the input of the controlled former 10 impulse duration sov, the control input of which is connected to the output transducer 5. The output of the U is connected to the input of the output stage 11, whose output is connected to the corresponding control input rectifier 7.

Способ По сн етс  эпюрами, приве- Денными на фиг. 2 и 3, где показана форма токов и напр жений выпр мител  И импульсов управлени  дл  двух зна- 1чений частоты сети f, и f, причем f больше f2. Так на фиг. 2а, фиг.За Приведены эпюры положительных полуволн напр жений источника 4 (вд, е„, Cj) и напр жени  на нагрузке выпр мител  7 (Ugbijj). На фиг. 25 и фиг. ЗБ приведены эпюры токов тиристоров выпр мител . На фиг. 25 и фиг. Зв Приведены эпюры импульсов управлени  Uy, длительность t, которых не менее времени нарастани  тока тиристора до величины тока включени  (, ) Method Described in the diagrams shown in FIG. 2 and 3, which shows the shape of the currents and voltages of the rectifier AND control pulses for two values of the mains frequency f, and f, with f greater than f2. So in FIG. 2a, fig. 3a. The diagrams of positive half-waves of the source 4 (Vd, e, Cj) and the voltage on the load of the rectifier 7 (Ugbijj) are shown. FIG. 25 and FIG. The ZB shows the current plots of thyristor rectifier. FIG. 25 and FIG. Sv The diagrams of control pulses Uy are given, the duration t, which is not less than the rise time of the thyristor current to the value of the switching current (,)

Особенность работы вьшр мител  заключаетс  в обратной пропорциональной зависимости скорости нарастани  тока тиристора (от нул  до тока включени  Хркд ) от частоты напр жени  первичного источника питани . КакThe peculiarity of the top performance is the inversely proportional dependence of the rate of rise of the thyristor current (from zero to the switch-on current Hrkd) on the voltage frequency of the primary power source. how

41-| 41- |

1515

0 5 0 5

00

5five

0 5 Q 0 5 Q

5five

следует из фиг. 25, фиг. Зв ток ia через тирийтор нарастает от момента его включени  до момента равенства ЭДС источника 4 и противо-ЭДС нагрузки (Ugyjj ) . При этом, чем выше частота напр жени  источника 4, тем за меньшее врем  ток через тиристор нарастает до значени  тока включени ,  вл ющегос  неизменной дл  тиристора данного типа величиной. Это позвол ет уменьшить длительность импульсов управлени  тиристорами при повьш1ении частоты напр жени  питающей сети и обеспечить высокую надежность включени  тиристоров. Дл  регулировани  длительности импульсов управлени  обратно пропорционально частоте источника , измер ют частоту напр жени  и формируют сигнал, пропорциональный частоте с помощью преобразовател  5. С помощью формирователей 10 формируют импульсы управлени , длительность которых на нижней частоте превьшает врем , необходимое дл  включени  тиристора (врем  включени  плюс врем  нарастани  тока до тока включени ). В. свою очередь длительность импульсов устанавливают меньше интервала протекани  тока через тиристор, что обеспечивает надежное управление выпр мителем (в инверторном режиме) и снижает энергоемкость системы управлени  выпр мителем.follows from FIG. 25, FIG. The signal current ia through the thyritor increases from the moment it is turned on until the moment when the emf of source 4 and the counter-emf of the load are equal (Ugyjj). In this case, the higher the voltage frequency of source 4, the shorter the current through the thyristor increases to the value of the switching current, which is the same value for a thyristor of this type. This makes it possible to reduce the duration of thyristor control pulses while increasing the frequency of the mains voltage and to ensure high reliability of turning on the thyristors. To control the duration of the control pulses inversely proportional to the frequency of the source, the voltage frequency is measured and a signal proportional to the frequency is generated using converter 5. The driver 10 generates control pulses whose duration at the lower frequency exceeds the time required for the thyristor to turn on (switch-on time plus rise time of the current to the switching current). B. In turn, the pulse duration is set to be less than the current flow through the thyristor, which ensures reliable control of the rectifier (in the inverter mode) and reduces the power consumption of the rectifier control system.

1one

Устройство по фиг. 1 работает следующим образом. В каждом канале 1,2,3 генератор 8 формирует опорное напр жение , которое синхронизировано с напр жением питающей сети от источника 4. Источник 6.формирует напр жение управлени , которое поступает во все каналы 1,2,3 на вход компаратора 9. Компаратор 9 сравнивает напр жение управлени  с опорным напр жением и формирует импульсы управлени , передние фронты которых совпадают с моментами равенства опорного напр жени  и напр жени  управлени . Импульсы с выхода компаратора 9 поступают на вход формировател  10, который формирует импульс, передний фронт которого совпадает с передним фронтом импульса компаратора 9, и длительностью, большей , чем врем  включени  тиристора в управл емом выпр мителе 7, но меньше , чем интервал проводимости тиристора при 1У1Инимальной частоте напр жени  источника 4. Частота напр жени  источника 4 измер етс  преобразователем 5, который формирует сигнал, пропорциональный измеренной частоте. При минимальной частоте напр жени  источника 4 выходной сигнал преобразовател  5 минимален и воздействует на управл ющий вход формировател  10, задава  максимальную длительность импульса управлени , котора  остаетс  однако меньше, чем интервал проводимости тиристора. Выходные импульсы формировател  10 через выходной каскад 11, который усиливает импульсы по мощности, поступают на тиристоры вьтр мител  7.The device of FIG. 1 works as follows. In each channel 1,2,3, generator 8 forms a reference voltage, which is synchronized with the supply voltage from source 4. Source 6. generates a control voltage that flows into all channels 1,2,3 at the input of the comparator 9. Comparator 9 compares the control voltage with the reference voltage and generates control pulses, the leading edges of which coincide with moments of equality of the reference voltage and the control voltage. The pulses from the output of the comparator 9 are fed to the input of the shaper 10, which forms a pulse whose leading edge coincides with the leading edge of the pulse of the comparator 9 and a duration longer than the turn-on time of the thyristor in the controlled rectifier 7, but less than the conduction interval of the thyristor at 1У1 The minimum frequency of the voltage of source 4. The frequency of the voltage of source 4 is measured by converter 5, which generates a signal proportional to the measured frequency. At the minimum frequency of the voltage source 4, the output signal of the converter 5 is minimal and affects the control input of the driver 10, setting the maximum duration of the control pulse, which remains however less than the thyristor conductivity interval. The output pulses of the imaging unit 10 through the output stage 11, which amplifies the pulses in power, are sent to the thyristors of the mitter 7.

При повьшении частоты напр жени  питающей сети источника А выходной сигнал преобразовател  5 увеличиваетс  пропорционально измеренной частоте и воздействует на вход формирова- тел  10, который при этом регулирует длительность импульсов управлени  обратно пропорционально уровню выходного сигнала преобразовател  5, т.е. уменьшает длительность импульсов , что обеспечивает повьш1ение надежности управлени , так как исключаетс  возможность превышени  длительности импульса управлени  над интервалом проводимости тиристора.When the voltage of the supply network of source A increases, the output signal of converter 5 increases in proportion to the measured frequency and affects the input of the driver 10, which at the same time adjusts the duration of control pulses inversely proportional to the level of the output signal of converter 5, i.e. reduces the duration of the pulses, which increases the reliability of control, since it eliminates the possibility of exceeding the duration of the control pulse over the conduction interval of the thyristor.

С повьшгением частоты сети повьшха- етс  напр жение преобразовател  5, вследствие чего.уменьшаетс  длительность импульсов управлени . Уменьшение длительности импульсов управлени  с ростом частоты позвол ет сформироWith decreasing network frequency, the voltage of converter 5 is increased, as a result of which the duration of control pulses decreases. Reducing the duration of the control pulses with increasing frequency allows

вать импульсы управлени  с посто нной скважностью.control pulses with a constant duty cycle.

Формирование импульсов управлени  с приблизительно посто нной скважностью при изменении частоты позвол в ет обеспечить посто нство мощности, потребл емой выходными каскадами 11 от источника питани  устройства, в отличие от формировани  импульсов посто нной длительности, при котором мощность потреблени  выходными каскадами возрастает с ростом частоты сети . Это позвол ет уменьшить энергоемкость и массу устройства дл  управлени  П1 еобразователем.The formation of control pulses with an approximately constant duty cycle when the frequency changes allows for the constancy of the power consumed by the output stages 11 from the device power source, in contrast to the formation of a constant pulse duration at which the power consumption by the output stages increases with increasing network frequency. This makes it possible to reduce the energy consumption and weight of the device for controlling the P1 generator.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ формировани  импульсов управлени  тиристорами выпр мител , заключающийс  в том, что формируют опорное напр жение, синхронизированное с напр жением питающей сети, фор- мируют напр жение управлени , которое сравнивают с опорным напр жением и в момент сравнени  формируют импульсы управлени  длительностью боль- щей, чем врем  включени  тиристоров, отличающийс  тем, что, с цепью повьщ1ени  надежности при изменении частоты питающей сети, измер ют частоту питак цей сети и при ее изменении измен ют длительность импульсов управлени  обратно пропор- . ционально ей.The method of forming the thyristor control pulses of the rectifier, which consists in forming a reference voltage synchronized with the supply voltage, generates a control voltage that is compared with the reference voltage and at the time of comparison generates a control pulse of a longer, the switching time of the thyristors, characterized in that, with a chain of increase in reliability when changing the frequency of the supply network, the frequency of the supply network is measured and when it changes, the duration of the control pulses is changed inversely proportional. nationally to her. о( /. о . ОС /. о( (Хo (/. o. OS /. o ((X lala t8t8 аbut AjAiAAjAiA i ff j i ff j I I I I iuiu «e-"E- иВыкand wyk ///r/7./// r / 7. фиг. 2FIG. 2 cXcX 4four 1  one фигЗfigs VV yy iPiP