Интегрирующая интервало-кодовая синхронизация реверсивных тиристорных преобразователей

Применение методов интегрирующего развертывающего преобразования для синхронизации систем импульсно-фазового управления (СИФУ) тиристорными преобразователями (ТП) является одним из наиболее эффективных способов повышения их помехоустойчивости, статической и динамической точности [1,2].

В большинстве случаев основу развертывающих систем составляет базовая структура интегрирующего развертывающего преобразователя (РП), включающая в себя сумматор S , интегратор (И) и релейный элемент (РЭ) с симметричной относительно «нуля» петлей гистерезиса (рис. 1, а), выходной сигнал которого меняется дискретно в пределах ±А . Инвертор (Ин) предназначен для преобразования биполярных выходных импульсов РЭ в однополярные для последующей стыковки РП с элементами цифровой электроники.

РП представляет собой автоколебательную систему с частотно-широтно-импульсной модуляцией и знакопеременной обратной связью. При воздействии на вход гармонического сигнала

Х_с (t) = А_с • sin tot с кратностью (^А_с = = |Д-/Л|)>2,0 РП переходит в режим широтноимпульсной модуляции с частотой сигнала синхронизации 2^(0 [3]. При равенстве частоты собственных автоколебаний РП и частоты сигнала X_c(t) между входным и выходным сигналами РП устанавливается фазовый сдвиг - 90 эл. град.

При этом в диапазоне частот входных воздействий f_BX < 0,5 • (/_с = 1 / Т_с ) РП имеет свойства близкие к апериодическому фильтру первого порядка с постоянной времени Т_э « иТ_сА_с /16, автоматически перестраиваемой в функции параметров синхронизирующего воздействия (напряжения сети), что делает данный класс РП весьма эффективным при построении устройств синхронизации (УС) СИФУ ТП, в частности, интервало-кодового типа (рис. 1, б).

В рассматриваемом устройстве синхронизации каналы УС-А, УС-В, УС-С выполнены на основе РП (см. рис. 1, а), который сдвигает свой

в)

г)

Д)

е)

ж)

з)

и)

к)

Рис. 1. Структурные схемы РП (а), интервало-кодового двоичного устройства синхронизации (б) и временные диаграммы его сигналов (б - к)

выходной логический сигнал («О» или «1») на -90 эл. град относительно соответствующей фазы А, В, С напряжения сети (рис. 1, в-е).

Здесь выходному сигналу У С-А присваивается значение Q^ младшего разряда, а выходу УС-С - значение g₂ старшего разряда двоичного кода.

В результате на каждом из интервалов в 60 эл. град формируется своя трехразрядная двоичная последовательность, десятичное значение которой показано на рис. 1, ж. Так, интервалу коммутации 7^2 (см. рис. 1, в, «1-2») соответствуют числа «4-5-1», интервалу Т3_4 («3-4») - числа «1-3-2», а

Преобразовательная техника интервалу Т5_б («5-6») последовательность чисел «2-6-4». Затем с помощью трехразрядного двоичного дешифратора и логических элементов Л1 -ЛЗ функции «ЗИЛИ» для каждого из перечисленных интервалов коммутации формируется сигнал синхронизации (рис. 1, з-к).

Таким образом, несмотря на начальный фазовый сдвиг - 90 эл. град, который формирует РП в режиме внешней синхронизации, интервалокодовый алгоритм обеспечивает получение сигнала с требуемой длительностью, соответствующей заданному интервалу синхронизации ТП.

Аналогичный алгоритм обработки сигналов с выходов УС-А, УС-В, УС-С (рис. 2, а) может быть получен с помощью программируемых логических матриц (ПЛМ), входящих в состав микроконтроллеров.

В этом случае на каждом из интервалов синхронизации Т_1-2, Т₃_₄, Т₅_₆ для участков M_t = 60 эл. град (см. рис. 1, в-к) составляется система уравнений

^Ч ⁼ 6о ‘ 6г 6г 6о ' 6г 6з

^2 = 6о ’ 6г 6з ’ 6о ’ 6г 6з

^^з = 6о ' 6г 6з ‘ 6о ‘ 6г 6з

^1-2 = ^3-4 = ^5-6 = ^1 + ^2 + ^3 ’

а)      Выходы

Логический элемент	Произведение                 |						||       Сумма
	q2	Qi	Qo	q2	Qi	Qo |	Tl-2	T3-4	T5-6
	Интервал синхронизации Т)2
Л1	1	0	0	0	1	1	1	-	*
Л2	1	0	1	0	1	0	1	-	-
ЛЗ	0	0	1	1	1	0	1		-
	Интервал синхронизации Т3_4
Л4	0	0	1	1	1	0 I		1	-
Л5	0	1	1	1	0	0 I	*	1	*
Л6	0	1	0	1	0	1 I		1	-
	Интервал синхронизации Т5_6
Л7	0	1	0	1	0	1 I		lilies	1
Л8	1	0	1	0	1	0 I	I *	iiiiie	1
Л9	1	1	0	0	0	1 I		■■^	1

б)

Рис. 2. Интегрирующее устройство синхронизации на основе программируемой логической матрицы (а) и ее кодовая таблица (б)

Цытович Л.И., Качалов А.В.

на основании которой заполняется кодовая таблица ПЛМ (рис. 2, б).

Входы логических элементов Л1-Л9 матрицы схем «И» (см. рис. 2, а) подключаются к тем «вертикальным» шинам, которым в кодовой таблице соответствует символ «1».

С помощью матрицы схем «9ИЛИ» (см. рис. 2, а) формируется результирующий выходной сигнал для соответствующего интервала синхронизации , Т₃_₄, Т₅__б .

Рассмотренные УС полностью адаптируются к колебаниям напряжения сети благодаря наличию в РП цепи обратной связи и интегратора в прямом канале регулирования, а также имеют высокую помехоустойчивость, что делает их применение особенно эффективным в ТП, работающих с сетью ограниченной мощности.