Регулятор тока параллельно включенных выпрямителей с несимметричным управлением

 

РЕГУЛЯТОР ТОКА ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С НЕСИММЕТ--, РИЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, каждый из которых снабжен блоком импульсно-фазового управления с входом задания выпрямленного напряжения, содержащий трансформаторы тока, предназначенные для включения первичными обмотками в питающую сеть каждого выпрямителя, выпрямительные блоки, включенные в цепь вторичных обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок, входы которого соединены с разноименными полюсами выпрямительных блоков, инвертор , выход которого предназначен для подключения к входу задания одного блока импульсно-фазового управления , отличающийся тем) что, с целью повышения точности рес гулирования, он снабжен управляемым ключом и элементом И, причем выход (Л суммирующего блока предназначен для подключения к входу задания другос: го блока импульсно-фазового управления и подключен к инвертору через управляемый ключ, входы элемента И соединены с выходами выпрямительных блоков, а выход элемента И соединен с управляющим входом ключа. | со 00 Ч О

(19) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 02 P 13/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1(":

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ (21) 3474001/24-07 (22) 19 . 07. 82 (46) 15.02.84. Бюл. Р 6 (72) М.Э.Гольденталь, - В.Д.Латышко и Н.В.Шевелев (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) и Ленинградское проектно-экспериментальное отделение Всесоюзного научно-исследовательского и проектного института

Проектэлектромонтаж" (53) 621.316.721(088.8) (56) 1. Лебедев Е.Д., Неймарк В.Е., Пистрак М.Я., Слежановский О.В.

Управление вентильными электроприводами постоянного тока. N. "Энергия", 1970, с. 59, рис. 3-13.

2. ОБП.355.206.01. Агрегат тиристорный реверсивный типа ТВР4-10000/

/1050 Т1У4. Схема электрическая принципиальная. (54 ) (57) РЕГУЛЯТОР ТОКА ПАРАЛЛЕЛЬНО

ВКЛЮЧЕННЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕИ С НЕСИММЕТ

РИЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, каждый из которых снабжен блоком импульсно-фазово- го управления с входом задания выпрямленного напряжения, содержащий трансформаторы тока, предназначенные для включения первичными обмотками в питающую сеть каждого выпрямителя, выпрямительные блоки, включенные в цепь вторичных обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок, входы которого соединены с разноименными полюсами выпрямительных блоков, инвертор, выход которого предназначен для подключения к входу задания одного блока импульсно-фазового управления, отличающийся тем, что, с целью повышения точности регулирования, он снабжен управляемым 3 ключом и элементом И, причем выход суммирующего блока предназначен для подключения к входу задания другого блока импульсно-фазового управления и подключен к инвертору.через управляемый ключ, входы элемента И ф соединены с выходами выпрямительных блоков, а выход элемента И соединен с управляющим входом ключа.

1073876

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для схем тиристорных преобразователей с улучшенными энергетическими характеристиками, например, для схемы несимметричного управления тиристорным преобразователем, состоящим из двух параллельно включенных трехфазных мостовых выпрямительных схем.

Известны устройства деления выпрямленного тока между двумя парал- f0 лельно включенными трехфазными мос товыми выпрямительными схемами с использованием в качестве датчиков выпрямленного тока многокаскадных операционных усилителей с большим f5 коэффициентом усиления, на вход которых подается напряжение с шунтов, включенных в цепь выпрямленного тока 11 3.

Однако эти регуляторы имеют недостаточную помехозащищенность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор выпрямленного тока между двумя параллельно включенными трехфазными мостовыми выпрямителями с несимметричным управлением, каждый из которых снабжен блоком импульсно-фазового управления с входом задания выпрямленного напряжения, содержащий трансформаторы тока, предназначенные для включения первичными обмотками в питающую сеть каждого выпрямителя, выпрямительные блоки, включенные в цепь вторичных 35 обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок, входы которого соединены с разноименными полюсами выпрямительных блоков, инвертор, выход которого предназначен для подключения 4р к входу задания одного иэ блоков импульсно-фазового управления (2).

Однако этот регулятор имеет недостаточную точность, которую он обеспечивает в схемах тиристорных преобразователей с улучшенными энергетическими характеристиками, например, в схемах несимметричного управления двумя параллельно включенными трехфазными мостовыми выпрямительными схемами. В указанном режиме управления в выходном напряжении суммирующего устройства имеют место прямоугольные пульсации, следующие через 120 (c частотой 150 Гц ), ширина которых зависит от соотношения углов регулирования, а амплитуда пропорциональна выпрямленному току, что вызывает увеличение неравномерности деления выпрямленного тока между двумя параллельно включенными 69 трехфазными мостовыми выпрямительными схемами в функции величины выпрямленного тока. Кроме того, это приводит к насыщению уравнительного реактора, включенного между выпрямительными мостами в режиме несимметричного управления.

Целью изобретения является повышение точности регулирования деления токов»

Поставленная цель достигается тем, что регулятор тока параллельно включенных выпрямителей, каждый иэ которых снабжен блок м импульсно-фазового управления с входом задания выпрямленного напряжения, содержащий трансформаторы тока, предназначенные для включения первичными обмотками в питающую сеть каждого выпрямителя, выпрямительные блоки, включенные в цепь вторичных обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок, входы которого соединены с разноименными полюсами выпрямительных блоков, инвертор, выход которого предназначен для подключения к входу задания одного из блоков импульсно-фазового управления, дополнительно снабжен управляемым ключом и элементом И, причем выход суммирующего блока предназначен для подключения к входу задания другого блока импульсно-фазового управления и подключен к инвертору через управляемый ключ, входы элемента И соединены с выходами выпрямительных блоков, а выход элемента И соединен с управляющим входом ключа.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 временные диаграммы.

Регулятор деления тока между выпрямителями 1 и 2, соединенными через параллельно уравнительный реактор 3, содержит трансформаторы 4 тока в питающей сети каждой трехфазной мостовой выпрямительной схемы, выпрямительные блоки 5, включенные в цепи вторичных обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок б, входы которого подключены к разноименным полюсам выхода выпрямительных .блоков 5, а выход включен последовательно с ключом 7 на вход системы

8 импульсно-фазового управления, управляющий трехфазным мостовым выпрямителем 2, непосредственно и через инвертор 9 включен на вход системы

10 управления, управляющей трехфазным мостовым выпрямителем 1, элемент И 11, входы которого подключены к выходам выпрямительных блоков 5, а выход подключен к управляющему входу ключа 7, коммутирующий блок 12.

На фиг.2 представлены следукщие временные диаграммы.

АВ,АС,BC — линейные напряжения питающей сети;

Р - выпрямленное напряжение выпрямительного моста 1; — .фазные токи питающей сети;

1073876

65

К, К вЂ” напряжения на выходе выпрямительных блоков

Й2

5; с °

К(1 -1 ) — выходной сигнал суммир 7 2 ющего устройства б;

I И ° 0 а

)(р — i< ) — выходной сигнал электронного ключа 7.

Особенностью несимметричного управления тиристорным преобразователем, состоящим из двух параллельно включенных через уравнительный реактор 3 трехфазных мостовых выпрямителей 1 и 2 является использование двух систем отпирающих импульсов: формируемых в системах 8 и

10 в каждый период напряжения питающей сети, н

0 2 и 0 2- формируемых коммутирующим блоком 12 через период напряжения питающей сети т.е. с частотой 25 Гц.

Начальные и предельные углы регулирования устанавливаются с помощью регулируемых напряжений .d U< и д 02 на входе систем 8 и 10 и коммутирующего устройства 12: о(2нач Р н - 30 о4нан=180 -Рмин = 150 мин о(„,рн -- amcos (2cos р„ „ин-1)й43

Условно считая, что синусоида питающего напряжения сети состоит иэ четных и нечетных периодов, а управляющие импульсы тиристора трехфазного выпрямительного моста, подключенного анодом к фазе А (фиг.1}, соответствуют каналу "1" схемы им пульсно-фазового управления (СИФУ), порядок чередования управляющих импульсов oL и c(должен быть следующим.

В четные периоды управляющие импульсы о должны поступать на

}тиристоры каналов "1" "2" "5"

I I

"б" выпрямителя 1 (т.е. соответственно к тиристорам, подключенным: анодом к фазе А, катодом к фазе С, анодом к фазе С и катодом к фазе В), а управляющие импульсы g2 K тиристорам каналов "3" и "4" (т.е. соответственно — к тиристорам, подключенным анодом к фазе В и катодом к фазе A ) выпрямительного моста 2 °

В нечетные периоды управляющие импульсы Ы должны быть приложены к тиристорам каналов "3" и "4" выпрямителя 1 и к тиристорам каналов

"1", "2", "5" и "б" выпрямителя 2.

В момент времени t2 соответствующий точке естественной коммутации тиристора канала. "2", управляющий импульс о(2 -0 открывает тиристор выпрямителя 1, подключенный катодом к фазе С, а тиристор канала

"1" (подключенный анодом к фазе A), открытый ранее управляющим импульсом 32 = 0 в момент времени 1 в момент времени tg продолжает находиться в открытом состоянии (ширина управляющих импульсов. ) б0 о). у- Следовательно, с момента времени выпрямленное напряжение равно линейному напряжению АС, а в питающей сети выпрямителя 1 протекают фаэные токи i> и i<, равные по величине выпрямленному току д, что приводит к формированию на выходе выпрямительного блока 5 напряжения, пропорционального выпрямленному току, Так как в рассматриваемый четный период на вентили каналов "3" и "4" выпрямителя 1 поступают только управ15 ляющие импульсы о(„=90, тиристор канала "3" откроется в момент времени t4 (отстающий на 90 от точки естественной коммутации тиристора канала "3", соответствующей моменту времени 1 (и, следовательно, с момента времени t< в цепи питающего напряжения выпрямительного моста

1 протекают фаэные токи 8 и

В дальнейшем, в связи с тем, что на вентиль канала "4" поступает управляющий импульс g(z= 90, а на о вентиль канала "5" — управляющий импульс о(0, это приводит к oneо режению формирования управляющего импульса канала "5" по сравнению с управляющим импульсом канала "4" на величину о „= о(- 60 =30

Вследствйе этого в момент времени одновременно открываются тиристоры каналов "2" и "5", подключенные соответственно катодом и анодом к одной и той же фазе (фазе С/. Выпрямленный ток с этого момента начинает протекать через укаэанные тиристоры, минуя фазы питающей сети (за счет

40 энергии, запасенной в индуктивностях цепи выпрямленного тока ). Следовательно, с момента открытия тиристора канала "5" до момента открытия тиристора канала "4" (интервал време45 ни t - t ) выходные напряжения транс6 форматоров. тока 4, а следовательно,,.и выходное напряжение К1@ выпрями1 тельного устройства 5 равны нулю.

В последующем (нечетном } nepuo5p . де (интервал вРемени tz- t ),когда управляющие импульсы el< поступа,ют на тиристоры каналов "3" и "4", подобное опережение (управляющим импульсом канала "4" управляюшего импульса канала "3"} приводит также (на участке ts - t> ) к провалу до нуля выходного напряжения К; „ выпрямительного блока 5.

Как видно иэ фиг.2, интервал времени между провалами выходного на-! пряжения К1 д выпрямителя блока 5 о составляет 240, следовательно, частота этих провалов равна 75 Гц. Аналогичные провалы, как видно из фиг. 2, имеют место и в выходном напряжении

1073876

К(выпрямительного блока 5, измеряющего выпрямленный ток трехфазно 2

2 го выпрямителя 2, фазовый сдвиг между провалами в ! . I выходных напряжениях Kig и К,,как видно из фиг,2, составляет 120 . Это р объясняется тем, что если в один из периодов на управляющие электроды тиристоров трехфазного выпрямителя моста 1 поступают, например, управляющие импульсы d каналов "1" и

"2", то на управляющие электроды трехфазного выпрямителя 2 поступают в этот период управляющие импульсы ф ., каналов "3" и "4", сдвинутые соответственно по фазе от управляющих 15 импульсов каналов "1" и "2" на 120 .

Таким образом, как показано на фиг. 2, результирующее напряжение на,. выходе cóììèðóþöåão блока 6 К(" „--1g ) 7п имеет пульсации прямоугольной формы, ширина которых составляет Ъ= - -60 =30, следующие через 120, т.е, с частотой 150 Гц и с амплитудой, пропорциональной величине выпрямлен- 2 ного тока (максимальная ширина указанных пульсаций Ь =60 имеет месо то на участках фазовых характеристик

СИФУ, где Ы - с =120 1. приведенные (фиг.21 временные диаграммы построены для случая равного делению тока между двумя параллельно включенными трехфазными мостовыми выпрямителями 1 и 2 т.е. для случая, когда -,, при кот тором результирукщее напряжение на выходе суммирующего блока 6, т.е.

К(d - ) должно быть равно нулю.

Однако наличие пульсаций на выходе суммирующего устройства искажает регулирующее воздействие и обуславливает ложную работу регулятора.

Наличие в выходной цепи суммирующего блока 6 ключа 7 исключает ложную работу регулятора, благодаря разрыву цепи регулирующего воздействия на время прохождения ложного сигнала. Размыкание ключа обеспечивает элемент И 11 в интервалы времени, когда на одном из его входов имеет место провал напряжения, поступающего с выхода выпрямительного блока 5.

Как показано на фиг.2, выходное напряжение K(igÄ-ig ) т.е. регулирующее воздействие регулятора при наличии электронного ключа 7, равно нулю и не имеет ложных выбросов,искажающих процесс регулирования.

107 387,6

K(df

К(ФД !б2

Составитель A.Ïðèäàòêoâ Редактор A,Õèì÷óê Техред Ж.Кастелевич Корректор М. Демчик

Закаэ 376/53 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4