синхронизатор для управления вентильным преобразователем

Формула изобретения

СИНХРОНИЗАТОР ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащий компаратор фазового напряжения сети, RS-триггер и дизъюнктор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, он снабжен компаратором линейного напряжения сети и двумя узлами задержки, причем выход компаратора фазового напряжения сети через первый узел задержки с временем выдержки, равным 1/12 части периода сети, связан с первым входом дизъюнктора, выход которого подключен к S-входу RS-триггера, а второй вход к выходу компаратора линейного напряжения сети, выход RS-триггера через второй узел задержки связан с R-входом RS-триггера.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для управления ведомыми сетью вентильными преобразователями.

Известные устройства фазового управления с ШИМ-1 и ШИМ-2 в качестве синхронизаторов используют компараторы сетевого напряжения [1]. При несинусоидальности сети точность работы устройств фазового управления снижается. В [2] напряжение сети предварительно фильтруется, что неэффективно, так как при несинусоидальной сети первая гармоника имеет фазовый сдвиг относительно сигнала неискаженной сети.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является синхронизатор, примененный в устройстве фазового управления выпрямителем и содержащий компараторы фазового напряжения сети, дизъюнктор и RS-триггер [3].

В этом устройстве отсутствуют меры защиты от коммутационных выбросов и оно эффективно только в системах с замкнутым контуром управления. В разомкнутых системах управления, а также в динамических режимах возникает фазовая ошибка, снижающая точность работы.

Целью изобретения является повышение точности.

Для этого синхронизатор для управления вентильным преобразователем, содержащий компаратор фазового напряжения сети, RS-триггер и дизъюнктор, снабжен компаратором линейного напряжения сети и двумя узлами задержки, причем выход компаратора фазового напряжения сети через первый узел задержки с временем выдержки, равным 1/12 части периода сети, связан с первым входом дизъюнктора, выход которого подключен к S-входу RS-триггера, а второй вход - к выходу компаратора линейного напряжения сети, выход RS-триггера через второй узел задержки связан с его же R-входом.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства. Компаратор фазового напряжения сети 1 через первый узел задержки 2 связан с первым входом дизъюнктора 3, к второму входу которого подключен компаратор линейного напряжения сети 4. К выходу дизъюнктора 3 подключен S-вход RS-триггера 5, выход которого является выходом синхронизатора, а также второй узел задержки 6, выход которого связан с R-входом триггера 5.

Временные диаграммы приведены на фиг. 2, где 7 - фазовое напряжение сети, 8 - сигнал на выходе компаратора фазового напряжения сети 1, 9 - линейное напряжение сети, 10 - сигнал на выходе компаратора линейного напряжения сети 4, 11 - сигнал на выходе первого узла задержки, 12 - сигнал на выходе дизъюнктора 3, 13 - сигнал на выходе RS-триггера 5, 14 - сигнал на выходе второго узла задержки. На диаграммах представлены два характерных режима сети.

Принцип действия устройства заключается в следующем. При работе трехфазных вентильных преобразователей момент синхронизации соответствует естественной коммутации вентилей, т.е. прохождению через ноль линейного напряжения сети 9 (точка t₂). При неискаженной сети на 1/12 часть периода сети ранее проходит через ноль фазовое напряжение сети 7 (момент t₁). В широко распространенных трехфазных симметричных сетях с выпрямительной нагрузкой при коммутационных искажениях моменты t₁ и t₂ могут смещаться только в сторону отставания, причем один из моментов смещен больше. В данном устройстве используется для синхронизации один из моментов: тот, который смещен меньше.

Компаратор фазового напряжения сети 1 фиксирует момент t₁ и запускает узел задержки 2 с выдержкой на 1/12 часть периода сети, на выходе узла 2 импульс 11. При искажениях сети на выходе дизъюнктора 3 возникают 2 импульса (диаграмма 12). Ближе к моменту перехода через ноль неискаженной сети первый из них. Этот импульс включает RS-триггер 5, фронт напряжения 13 используется для синхронизации фазового управления. Исходное состояние RS-триггера восстанавливается после срабатывания второго узла задержки 6 (диаграмма 14), время выдержки последнего меньше периода повторения компараторов, но больше максимального рассогласования поступления на дизъюнктор импульсов с первого узла задержки 2 и компаратора линейного напряжения сети 4.

Таким образом, устройство позволяет определять момент синхронизации с большей точностью, чем в известных устройствах, что повышает точность работы фазового управления. Возможно применение устройств как при однократной за период синхронизации (одноканальные устройства), так и при многократной синхронизации, тогда используют несколько аналогичных синхронизаторов.