Устройство для управления тиристорным выпрямителем

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИ РИС ТОРНЫМ ВЫПРЯШТЕЛЕН содержащее последовательно включенные задатчик величины тока, регулятор тока и блок импульснб-фаэового управления, выход которого подключен к входу тиристорного выпрямителя, датчик тока, выход которого подключен к входу регулятора тока, и датчик напряжения , входы обоих датчиков подключены к выходу тиристорного выпрямителя , отличающееся тем. , что, с целью повышения качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник, оно снабжено генератором ортогональных гармонических функций U,)3in ) ц Octft , умножителями, элементами выборки-хранения с усреднением на интервгше выборки, формирователями , импульсов и сумматором, причем одни из вхоцов первых двух умножителей подключены к выходу датчика напряжения , а выходы через элемент выборки-хранения - к первым входам вторых двух умножителей, другие входы умножителей и входы формирователей импульсов объединены по группам и подключены к выходам генерато- Э ра ортогональных функций, синхрони (Л зирующей вход которого предназначен для подключения к питающей сети, выходы формирователей импульсов подключешз к управляющим входам соответствующих элементов выборки-хранения , а выходы вторых двух умножителей через суМматор подключены к входу блока импульсно-фазового управления .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК.3(50 Н 02 P 13 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3458590/24--07 (22) 25.06.82 (46) 23.01.84. Вюл. Ф 3 (72 ) В .П.Шипилло, Я.В .Щербак, Н.Н.Страхов, С.И.Дрейслер и A.Ï.Ìîòûëü (71) Харьковский ордена Ленина. политехнический институт им. В .И.Ленина (53) 623.316.727 (088.8) (56) 1. Изв. вь3сш. учеб. заведений. Энергетика, 1970, 9 l l, с. 106-109 ..

2. Патент США. 9 3453526, кл. Н 02 Р 13/24, 1969. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ содержащее последовательно включенные задатчик величины тока, регулятор тока и блок импульсно-фазового управления, выход которого подключен к входу тиристорного выпрямителя, датчик тока, выход которого подключен к входу регулятора тока, и датчик напряжения, входы обоих датчиков подключены к выходу тиристорного выпрямителя, о т л и ч а ю щ е е с я тем,, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник, оно снабжено генератором ортогональных гармонических функций О з п 9(et щ

Ц =боз %e)t, умнсжителями, элементами выборки-хранения с усреднением на интервале выборки, формирователями,импульсов и сумматором, причем одни из входов первых двух умножителей подключены к выходу датчика напряжения, а выходы через элементы выборки-хранения — к первым входам вторых двух умножителей, другие входы умнежителей и входы формирователей импульсов обьединены по группам и подключены к выходам генерато- 3 ра ортогональных функций, синхронизирующей вход которого предназначен для подключения к питающей сети, выходы формирователей импульсов под- % ключены к управляющим входам соответствующих элементов выборки-хране- ф ния, а выходы вторых двух умножителей через сумматор подключены к входу блока импульсно-фазового управления.

10б912(.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано н системах регулирования с управляемыми тиристорными ныпрямителями.

Известно устройство управления тиристорным выпрямителем, содержащее блок импульсно-фазового управления, фаэосдвигающие элементы которого объединены по группам, дополнитель ные обмотки силового трансформатора, элементы сравнения. Напряжения н, 1О фазах питающей сети сравнивают между собой и.в случае их нераненстна ,увеличинают угол включения тиристорон с повышенным напряжением независимо от основного канала управле- 35 ния ГП .

Однако нелинейная зависимость между амплитудой низкочастотной гармоники и углом управления приводит к неравномерности эффекта поданления при различных его значениях, Кроме того, устройство не подавляет неканонические гармоники, вызванные другими причинами, например несимметрией системы, управления. 25

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту янляется устройство управления тиристорным выпрямителем при регулировании мощности постоянного тока, содержащее блок импульсно фазового управления, контур регулирования тока и контур подавления низкочастотной гармоники, содержащий частотную селективную цепь, вход которой связан с датчиком выходного напряжения вентиль ного прео бр азов ателя Г22.

В устройстве амплитуда низкочастотной гармоники на выходе вентиль- 4О ного преобразователя зависит от ее исходной величины и коэффициента усиления контура подавления. Исходная величина гармоники, зависящая от несимметрии системы управления или питающей сети, может изменяться в широких пределах, Это приводит к тому, что при достаточно большой несимметрии ампиитуда низкочастотнойй гармоники превышает допустимый для нее уровень, определяемый требованиями потребителя энергии постоянного тока.

Недостатком этого устройства является зависимость величины коэффициента усиления контура подавления от ряда факторов. Пульсация сигнала обратной связа регулятора тока, вызванные пульсациями тока нагрузки, снижают усиление тиристорного выпрямителя в эанисимости от уг- 60 ла управления. Вторым источником пульсаций янляется сам контур подавления низкочастотных гармоник, н котором выходной сигнал селективной цепи наряду с низкочастотной, содержит и оснонную гармонику преобразователя. Зависимость фактора пульсаций от угла упранления вызывает неоднозначность коэффициента передачи преобразователя но всем диапазоне управления. Под дейстнием изменения коэффициента передачи преобразователя уменьшается величина коэффициента усиления КоНТура подавления, Уменьшение коэффициента усиления контура подавления происходит и при изменении коэффициента передачи селективной цепи, имеющей резонанс" ную характеристику, Это изменение может быть вызвано изменением парамет- . рон элементов от температуры, что ,приводит к нарушению равенства между частотой резонанса селективной цепи и частотой гармоники, или изменением частоты питающей сети. Изменение коэффициента усиления контура подавления приводит к увеличению амплитуды низкочастотной гармоники и снижению эффективности подавления.

Целью изобретения янляется повышение качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник, Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления тиристорным выпрямителем, содержащее по- следовательно включенные эадатчик величины тока, регулятор тока и блок импульсно-фазового управления, выход которого предназначен для подключения к входу тиристорного выпрямителя, датчик тока, выход которого подключен к входу регулятора тока, и датчик напряжения, входы обоих датчиков подключены к выходу тиристорного выпрямителя, снабжено генератором ортогональных гармонических функций U -Sin 4cdt и 0 агкМЫ, умножителями, элементами выборки-хранения с усреднением на интервале выборки, Формирователями импульсов и сумматором, причем одни из входов первых двух умножителей подключены к выходу датчика напряжения, а выходы через элементы ныборки-хранения к первым входам вторых двух умножителей, другие входы умножителей и нходы формирователей импульсов объединены по группам и подключены к выходам генератора ортогональных функций, синхрониэирующий вход которого предназначен для подКлючения к питающей сети, выходы формирователей импульсов подключены к управляющим нходам соответствующих элементов выборки-хранения, а выходы вторых двух умножителей через сумматор подключены к входу блока импульсно-Фазового управления.

Подавление низкочастотной гармо" ники выполняют, подавая компенсирующее воздействие Uy. на вход блока

1069120 импульсно-фазового управления. Компенсирующее воздействие получают суммированием ортогональных гармонических составляющих, амплитуды которых определяются величинами выходных сигналов генератора ортого.нальных функций 0», 0< и выходными сигналами элементов выборки-хранения

С4у, Ьу . Величины сигналов С и 6 пропорциональны коэффициентам ряда

Фурье для 4 -й подавляемой гармони- 1О ки. Их получают умнОжением выходного напряжения тиристорного выпрямителя Од на ортогональные функции с полжедующим выделением среднего значения и его запоминанием на вре- 15 мя, равное периоду ортогональной функции.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - векТорная диаграмма, иллюстрирующая получение. компенсирующего воздействия.

° Устройство содержит задатчик 1 величины тока, регулятор 2 тока, блок 3 импульсно-фазового управления, тиристорный выпрямитель 4, 25 датчик 5 тока, нагрузку 6, датчик 7 напряжения, генератор 8 ортогональных функций, умножители 9 и 10, элементы 11 и 12 выборки-хранения, которые могут быть выполнены на базе коммутационных фильтров, формирователи 13 и 14 импульсов, умножители 15 и 16, сумматор 17..

Выход эадатчика 1 величины тока подключен к входу регулятора 2 тока, второй вход которого подкл ючен к 35 выходу датчика 5 тока. Выход регулятора 2 тока подключен к входу блсв .. ка 3 импульсно-фазового управления, второй вход которого подключен к выходу сумматора 17, а выход к вхо- 4О ду тиристориого выпрямителя 4, к выходу которого подключены входы нагрузки 6, датчиков тока 5 и напряжения 7.

Первые входы умножителей 9 и 10 45 подключены к выходу датчика 7 напряжения, а выходы - к информационным входам элементов 11 и 12 выборки-хранения, выходы которых подключены к первым входа умножителей 15 и 16. Вторые входы умножителей 9, 10, 15 и 16 и входы формирователей 13 и 14 импульсов, выходы которых подключены к управляющим входам элементов 11 и 12 выборкихранения, подключены к выходам генератора 8 ортогональных функций, синхрониэируниций вход которого подключен к сети, питающей тиристорный выпрямитель 4, Выходы умножителей 15 и 16 подключены к входам суммато- 60 ра 17.

Устройство работает следующим обр аэ ом.

На вход регулятора 2 тока подается сигнал задатчика 1 веяичины то- g5 ка и сигнал обратной связи, поступающий с датчика 5 тока. Выходной сигнал регулятора 2 тока через блок 3 импульс но- фа зов ого управления в оэдействует на тири сторный выпрямитель 4, Выходной сигнал датчика 7 напряжения, несущий информацию о низкочастотной гармонике Од, перемножается умножителями 9 и 10 с ортогональными функциями U»-зЪ 96Dt и U «coa0(gt.. Элементы 11 и 12 выборки-хранения, управляемые формирователями 13 и 14 импульсов, вычис- ляют средние хначения выходных сигналов умножителей 9 и 10 за период ортогональных функций в соответствии с выражениями ют

Ц.1«() Ug(йб ) с03М1d (96 )

Г о .„=- - Щ(Ы) sink(et dug% о и запоминают их значения на время, равное периоду ортогональной функции . Величины выходных сигналов с1 и 5у элементов 11 и 12 выборки-хранения зависят от амплитуды и фазы низкочастотной гармоники Щ (фиг. 2), Умножение выходных сигналов U»и Ug генератора 8 ортогональных функций на сигналы 5у и 5g элементов ll и 12 выборки-.хранения умножителями 15 и и 16 дает ортогональные составляющие компенсирующего сигнала Ок, просуммировав которые при помощи сумматора 17., и с учетом знака отрицательной обратной связи подают на вход блока 3 импульсно-фазового управления.

Таким образом амплитуда и фаза компенсирующего сигнала Ок автоматически изменяются под действием низкочастотной гармоники ю в выходном напряжении тиристорного выпрямителя 4. Для исключения влияния изменения частоты питающей сети íà 9ффект подавления низкочастотной гармоники осуществляют синхронизацию генератора 8 ортогональных функций питающей тиристорный выпрямитель сетью. В этом случае колебания частоты питающей сети вызывают пропорциональные им изменения частоты генератора ортогональных функций.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого устройства заключается в снижении устанавливаемой мощности пассивного и активного фильтров, входящих в состав стабилизированного источника тока.

Применение предлагаемого устройства также снижает требования к несимметрии сети, что особенно важно при питании тиристорного выпрямителя от сети соизмеримой мсщности.

ВНИИПИ . Заказ 11488/54

Тирам 671 Подписное

Филиал ППП Патент, Г.. Ужгород, ул. Проектная, 4