CS267425B1

CS267425B1 - Pulse converter control circuit wiring

Info

Publication number: CS267425B1
Application number: CS884348A
Authority: CS
Inventors: Milos Ing Csc Fridrich; Vladimir Ing Potucek
Original assignee: Fridrich Milos; Vladimir Ing Potucek
Priority date: 1988-06-21
Filing date: 1988-06-21
Publication date: 1990-02-12
Also published as: CS434888A1

Abstract

K řízení proudu a napětí záteže je užito zdroje zapínacich a vypínacích impulsů s nadproudovou ochranou omezující dobu vedení tyristoru typu GTO a se zpětným hlášením o skutečné době vedení tyristoru typu GTO do regulátoru. Regulátor srovnává požadovanou dobu vedení tyristoru typu GTO, kterou sám vytváří, se skutečnou dobou vedení tyristoru typu GTO a na základě těchto informací provádí rozběh motoru event. blokuje tyristory typu GTO v případě poruchy. K přenosu informaci lze užít světlovodů.To control the load current and voltage, a source of on and off pulses with overcurrent protection limiting the GTO thyristor conduction time and with feedback on the actual GTO thyristor conduction time to the controller is used. The controller compares the required GTO thyristor conduction time, which it creates itself, with the actual GTO thyristor conduction time and, based on this information, starts the motor or blocks the GTO thyristors in the event of a fault. Light guides can be used to transmit information.

Description

Vynález se týká zapojení regulačního obvodu pulsního měniče, zvláště s tyristory typu GTO, zejména pro stejnosměrné motory, které tvoří induktivní zátěž, připojenou s nulovou diodou k stejnosměrnému zdroji napětí přes pulsní měnič, tvořený tyristorem typu GTO, se zdrojem zapínacích a vypínacích impulsů, s regulátorem, s čidlem napětí stejnosměrného zdroje, jehož výstup je připojen na vstup regulátoru, se zdrojem žádané hodnoty napětí zátěžě, připojeným na další vstup regulátoru.The invention relates to the connection of a control circuit of a pulse converter, in particular to thyristors of the GTO type, in particular for DC motors which form an inductive load connected with a zero diode to a DC voltage source via a pulse converter consisting of a thyristor of the GTO type. a controller, with a DC source voltage sensor, the output of which is connected to the controller input, with a load voltage setpoint source connected to the next input of the controller.

Dosud známá zapojení regulačních obvodů pulsních měničů pro řízení induktivně odporové zátěže vyžadují čidla napětí a proudu zátěže se zpětnými vazbami do regulátoru. Dále vyžadují galvanické oddělení zpětnovazebních signálů i řídících impulsů od stejnosměrného zdroje napětí. Regulační obvody jsou přitom poměrně složité a jejich odrušení je obtížné.Previously known circuits of pulse converter control circuits for controlling an inductively resistive load require load voltage and current sensors with feedback to the controller. They also require galvanic isolation of feedback signals and control pulses from a DC voltage source. The control circuits are relatively complex and difficult to interrupt.

Uvedené nedostatky odstraňuje zapojení regulačního obvodu pulsního měniče, zvláště s tyristory typu GTO, zejména pro stejnosměrné motory, které tvoří induktivní zátěž, podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že k prvnímu řídícímu výstupu zdroje zapínacích a vypínacích impulsů s nadproudovou ochranou je připojena řídicí elektroda tyristoru typu GTO, k druhému řídicímu výstupu je připojena katoda tyristoru typu GTO, k signalizačnímu výstupu je připojen signalizační vstup regulátoru, ke zpětnovazebnímu vstupu je připojen výstup čidla proudu zátěže a k řídicímu vstupu je připojen výstup regulátoru.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the connection of the control circuit of the pulse converter, in particular with thyristors of the GTO type, in particular for DC motors which form an inductive load, according to the invention. Its essence lies in the fact that the first electrode of the GTO type thyristor is connected to the first control output of the source of on and off pulses with overcurrent protection, the cathode of the thyristor type GTO is connected to the second control output, the signaling input of the controller is connected to the signaling output, to the feedback input the output of the load current sensor is connected and the output of the controller is connected to the control input.

Dalším význakem vynálezu je, že spoj mezi výstupem regulátoru a řídicím vstupem zdroje zapínacích a vypínacích impulsů a spoj mezi signalizačním výstupem zdroje zapínacích a vypínacích impulsů a signalizačním vstupem regulátoru jsou tvořeny optoelektronickými vazebními členy.Another feature of the invention is that the connection between the output of the controller and the control input of the on and off pulse source and the connection between the signal output of the on and off pulse source and the signal input of the controller are formed by optoelectronic couplers.

Výhodnost řešení podle vynálezu spočívá v tom. že dochází k podstatnému zjednodušení a ke zvýšení spolehlivosti celého zařízení. K přenosu informací mezi zdrojem zapínacích a vypínacích impulsů a mezi regulátorem o žádaném a skutečném poměrném otevření pulsního měniče lze použít optoelektronických vazebních členů, čímž se zaručí kromě galvanického oddělení regulačních a silových obvodů i vysoká odolnost regulace proti rušení.The advantage of the solution according to the invention lies in that. that there is a significant simplification and increase in the reliability of the whole device. Optoelectronic couplers can be used to transmit information between the source of the on and off pulses and the controller about the desired and actual relative opening of the pulse converter, thus guaranteeing, in addition to galvanic separation of control and power circuits, high resistance to interference.

Vynález bude v dalším textu blíže objasněn na příkladu provedení, jehož schéma zapojení je znázorněno na výkresu.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment, the circuit diagram of which is shown in the drawing.

K prvnímu řídicímu výstupu 11 zdroje 7 zapínacích a vypínacích impulsů je připojena řídicí elektroda tyristoru 3 typu GTO. K druhému řídicímu výtupu 12 je připojena katoda tyristoru 3 typu GTO, na kterou je připojena rovněž zátěž 6, tvořena např- stejnosměrným motorem, přes čidlo 4 proudu a dále katoda nulové diody 5, jejíž anoda, stejně jako jeden pól zátěže 6 jsou uzemněny. Na zpětnovazební vstup 14 zdroje 7 zapínacích a vypínacích impulsů je připojen výstup čidla 4 proudu zátěže 6. Na řídicí vstup 15 zroje 7 zapínacích a vypínacích impulsů je prostřednictvím spoje A připojen výstup 9 regulátoru 1 a na signalizační výstup 1.3 zdroje 7 zapínacích a vypínacích impulsů je připojen prostřednícThe control electrode of the thyristor 3 of the GTO type is connected to the first control output 11 of the source 7 of switching on and off pulses. The cathode of a GTO thyristor 3 is connected to the second control output 12, to which a load 6, formed by a DC motor, for example, is connected via a current sensor 4 and a cathode of a zero diode 5, the anode and one pole of the load 6 being earthed. The output of the load current sensor 6 is connected to the feedback input 14 of the on and off pulse source 7. The output 9 of the controller 1 is connected to the control input 15 of the on and off pulse source 7 via connection A and to the signaling output 1.3 of the on and off pulse source 7. connected via

CS 267425 Bl tvím spoje B signalizační vstup 8 regulátoru χ. Zdroj 7 zapínacích a vypínacích Impulsů je opatřen nastavitelnou nadproudovou ochranou, která při překročení nastavené hodnoty proudu omezuje poměrné otevření pulsního měniče s tyristorem typu GTO nezávisle na poměrném otevření požadovaném z regulátoru. Zdroj 7 zapínacích a vypínacích impulsů je dále opatřen zpětnou signalizací doby vedení tyristoru 3 typu GTO prostřednictvím spoje B.CS 267425 B via signal B signal input 8 of controller χ. The source of 7 switching on and off pulses is provided with an adjustable overcurrent protection, which limits the relative opening of the pulse converter with a GTO thyristor independently of the relative opening required from the controller when the set current value is exceeded. The source 7 of switching on and off pulses is further provided with a feedback signaling of the conduction time of the thyristor 3 of the GTO type via the connection B.

Spoje A a B mohou být realizovány pomocí optoelektronických vazebních členů, čímž se dosáhne kromě galvanického oddělení regulačních a silových obvodů i vysoké odolnosti regulace proti rušení. Na vstup 16 žádané hodnoty je připojen výstup neznázorněného zroje žádané hodnoty napětí zátěže. Na vstup 10 je připojen výstup čidla 2 napětí UF stejnosměrného zdroje, který není znázorněn .The connections A and B can be realized by means of optoelectronic couplers, which, in addition to the galvanic separation of the control and power circuits, also achieves a high resistance of the control to interference. An output of a load voltage setpoint source (not shown) is connected to the setpoint input 16. The output of the UF DC voltage sensor 2, which is not shown, is connected to the input 10.

Funkce zapojení je následující.The connection function is as follows.

Výstupním signálem uF čidla 2 napětí je do vstupu 10 regulátoru 1 předávána informace o napětí UF napájecího stejnosměrného zdroje. Informace o napětí uM na zátěži 6 pulsního měniče s tyristorem 3 typu GTO je získávána v regulátoru 1, kam je prostřednictvím spoje B ze signalizačního výstupu 13 zdroje 7 zapínacích a vypínacích impulsů přiváděna informace o skutečné době t2 vedení tyristoru 3 typu GTO. Tato informace o napětí uM na zátěži 6 se získá ze vztahu uF . t2uM - ,The output signal uF of the voltage sensor 2 transmits to the input 10 of the regulator 1 information about the voltage UF of the DC supply source. Information on the voltage uM on the load 6 of the pulse converter with a thyristor 3 of the GTO type is obtained in the controller 1, where information on the actual time t2 of the line of the thyristor 3 of the GTO type is supplied via the connection B from the signaling output 13 of the on / off pulse source 7. This information on the voltage uM on the load 6 is obtained from the relation uF. t2uM -,

T kde T je celková perioda pulsního měniče. Řídicí signál vedený spojem A je v regulátoru 1 vytvářen na základě vztahuT where T is the total period of the pulse converter. The control signal carried by the connection A is generated in the controller 1 on the basis of the relationship

Vu tl - .Vu tl -.

uF . T kde tl je žádaná doba vedení tyristoru 3 typu GTO,uF. T where tl is the required lead time of thyristor 3 type GTO,

Vu je žádaná hodnota napětí zátěže 6. Řídící signál je pak přiveden na vstup 15 zdroje 7 zapínacích a vypínacích impulsů.Vu is the setpoint of the load voltage 6. The control signal is then fed to the input 15 of the source 7 of on and off pulses.

Řízení zátěže 6, to je stejnosměrného motoru může probíhat dvěma způsoby.The control of the load 6, i.e. the DC motor, can take place in two ways.

Při prvním způsobu je podle žádané hodnoty napětí Vu regulátorem 1 vysílán signál po vedení A se stálým žádaným poměrným otevřením al tyristoru 3 typu GTO přičemž tl al -------.In the first method, according to the voltage setpoint Vu, the signal 1 is transmitted by the regulator 1 along line A with a constant desired relative opening of the al thyristor 3 of the GTO type, where tl al -------.

TT

Při rozběhu stejnosměrného motoru tvořícího zátěž 6 je ve zdroji 7 zapínacích a vypínacích impulsů vyhodnocen nadproud a zkrácena doba vedení tyristoru 3 typu GTO tak, aby odpovídala právě dosaDuring the start-up of the DC motor forming the load 6, the overcurrent is evaluated in the source 7 of switching on and off pulses and the lead time of the thyristor 3 of the GTO type is shortened so that it corresponds to just the

CS 267425 Bl zenému napětí stejnosměrného motoru. Zpětnovazební signál po vedení B tedy odpovídá svým skutečným poměrným otevřením a2 okamžitému napětí zátěže 6, to je stejnosměrného motoru během rozběhu, přičemž t2 a2 =------ .CS 267425 DC motor voltage. The feedback signal along line B thus corresponds with its actual relative opening a2 to the instantaneous voltage of the load 6, i.e. the DC motor during start-up, where t2 a2 = ------.

TT

Z rovnosti dob tl a t2 žádaného a skutečného poměrného otevření tyristoru 3 typu GTO obdrží regulátor 1 informaci o ukončení rozběhu. Velikost rozběhového proudu je dána nastavením nadproudové ochrany ve zdroji 7 zapínacích a vypínacích impulsů.From the equality of the times t1 and t2 of the desired and actual relative opening of the thyristor 3 of the GTO type, the controller 1 receives information about the termination of the start-up. The magnitude of the starting current is determined by the setting of the overcurrent protection in the source of 7 on and off pulses.

Při druhém způsobu je při rozběhu stejnosměrného motoru vysílán regulátorem 1 signál po spoji A s rostoucím poměrným otevřením al, jehož nárůst △ ^al △ ^t je úměrný při známé a neměnné zátěži stejnosměrného motoru rozběhovému proudu. Zpětnovazební signál, vysílaný zdrojem 7 zapínacích a vypínacích impulsů po spoji B nese informaci o skutečném poměrném otevření a2 a tím i o napětí stejnosměrného motoru. Během rozběhu i po něm musí platit tl = t2, protože ke zkrácení doby vedení tyristoru 3 typu GTO zásahem nadproudové ochrany ve zdroji 7 zapínacích a vypínacích impulsů vzhledem k nastavení nadproudu za normálních okolností nedochází. Pokud neplatí tl = t2. znamená to, že došlo k poruše a regulátor 1 by měl pulsní měnič zablokovat. .In the second method, during the start-up of the DC motor, the signal 1 sends a signal along the connection A with increasing relative opening al, the increase of which △ ^al △ ^t is proportional to the starting current at a known and constant load of the DC motor. The feedback signal transmitted by the source 7 of switching on and off pulses via the connection B carries information about the actual relative opening a2 and thus also about the voltage of the DC motor. During and after start-up, tl = t2 must apply, because the conduction time of the GTO thyristor 3 is shortened by the overcurrent protection in the source 7 of on and off pulses due to the overcurrent setting under normal circumstances. If tl = t2 does not apply. this means that a fault has occurred and controller 1 should block the pulse converter. .

Zapojení regulačního obvodu pulsního měniče podle vynálezu je využitelné zejména ve výzbroji elektrických lokomotiv.The connection of the control circuit of the pulse converter according to the invention can be used especially in the armament of electric locomotives.

Claims

1. Connection of control circuit of pulse converter, especially with thyristors of GTO type, especially for DC motors, which form inductive load, connected with zero diode to DC voltage source via pulse converter, formed by thyristor type GTO, with source of on and off pulses, with regulator , with DC voltage sensor. whose output is connected to the input of the controller, with a load voltage setpoint source connected to another input of the controller, characterized in that. that a control electrode is connected to the first control output / 11 / of the source / 7 / of switching on and off pulses with overcurrent protection! thyristor / 3 / type GTO. the cathode of the thyristor / 3 / of the GTO type is connected to the second control output / 12 /, the signaling input / 8 / of the controller / 1 / is connected to the signaling output / 13 /, the output of the load current sensor / 4 / is connected to the feedback input / 14 / / 6 / and to the control input / 15 / is

CS 267425 Bl connected output / 9 / of controller / 1 /.

2. Connection according to item 1, characterized in that the connection / A / between the controller output / 1 / and the control input / 15 / of the source / 7 / of switching on and off pulses and the connection / B / between the signaling output / 13 / of the source / 7 / switching pulses on and off and the signaling input / 8 / of the controller / 1 / are formed by optoelectronic couplers.