Способ управления выпрямителем с неуправляемой катодной и несколькими управляемыми анодными группами вентилей

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ С НЕУПРАВЛЯЕМОЙ КАТОДНОЙ И НЕСКОЛЬКИМИ УПРАВЛЯЕМЫМИ АНОДНЫМИ ГРУППАМИ ВЕНТИЛЕЙ, заключающий в том, что фиксируют моменты тественной коммутации.вентилей анодных групп, формируют импульсы управления вентилями первой анодной группы в указанные моменты, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения КПД и коэффициента мощности, фиксируют время коммутации вентилей каждой анодной группы, формируют импульсы управления вентилями каждой следующей анодной группы с задержкой по отношению к моментам естественной коммутации на время, равное суммарному времени коммутации вентилей анодных групп, включен- И 9 ных ранее. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) Н 02 P. 13 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАЧ изоБРетений и ОтнРытий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "." -К ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВ, 1 (21) 3528706/24-07 (22) 29.12.82 (46) 23.03.84. Бюл. 9 11 (72) В.Н.Цаллагов и B.N.Âûáîðoâ (71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторскийи технологический институт электротермического оборудования (53) 27 (088. 8) (56) 1. Заборнок Г.Ф. и др. Электронная плавка металлов. М., "Металлургия", f972.

2. Лысин В.М. и др. Энергоблок мощностью 500 кВт для электронно:лучевой печи. - Электротермия,, 19781 с.13-15. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ С НЕУПРАВЛЯЕМОЙ КАТОДНОЙ И

НЕСКОЛЬКИМИ УПРАВЛЯЕМЫМИ АНОДНЫМИ

ГРУППАМИ ВЕНТИЛЕЙ, заключающий в том, что фиксируют моменты тественной коммутации. вентилей анодных групп, формируют импульсы управления вентилями первой анодной группы в укаэанные моменты, о т л и ч а ющ и и с. я тем, что, с целью повышения КПД и коэффициента мощности, фиксируют время коммутации вентилей каждой анодной группы, формируют импульсы управления вентилями каждой следующей анодной группы с задержкой по отношению к моментам естественной коммутации на время, равное суммарному времени коммутации вентилей анодных групп, включен- ф ных ранее.

1081775

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электронно-лучевых установок °

Известен способ управления выпрямителем, при котором формируют импульсы управления вентилями в моменты естественной коммутации f13.

Недостатком этого способа является то, что в момент коммутации токов в управляемых группах из-за разброса пусковых характеристик вентилей коммутация в одной из управляемых групп начинается раньше и вентили других групп, которые должны вступить в работу, оказываются зашунтированными вентилями группы, где началась коммутация.

Если ширина импульса меньше угла коммутации плеча, вступившего в работу, та вентили других групп остаются запертыми и в кривой выпрямленного напряжения появляются провалы.

Наиболее близким к изобретению является способ управления выпрямителем с неуправляемой катодной и управляемыми анодными группами вентилей, заключающийся в том, что фиксируют моменты естественной коммутации вентилей, формируют импульсы управления вентилями первой анодной группы в указанные моменты времени Е2 3.

Недостатком этого способа является то, что при работе первой группы вентилей включение вентилей второй группы происходит в моменты, соответствующие максимальному анодному току вентилей первой группы, что приводит к значительным искажениям кривой выпрямленного напряжения, снижению коэффициента мощности и

КПД источника питания и неоптимальным условиям коммутации вентилей.

Целью изобретения является повышение КПД н коэффициента мощности.

Поставленная цель достигается тем, что фиксируют время коммутации вентилей каждой анодной группы, формируют импульсы управления вентилями каждой следующей анодной группы с задержкой по отношению к моментам естественной коммутации на время, равное суммарному времени коммутации вентилей анодных групп, включенных ранее °

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ управлэния.

На схеме показаны высоковольтный трансформатор 1, соединенный через блок 2 реакторов с выпрямителем, состоящим из катодной группы 3 неуправляемых вентилей, и анодных групп,4-6 управляемых вентилей, .датчики 7-9 токов нагрузки, нагруз5

10 ки 10-12 (катоды электронных пушек), блоки 13-15 ключей, формирователи

16-18 импульсов управления, блок 19 управления ключами, блоки 20-22 сравнения, блок 23 синхронизации, блок 24 уставки напряжения, блоки

25 и 26 сложения, блоки 27-29 защиты и автоматического повторного включения.

Устройство реализует. предлагаемый способ следующим образом.

Через трансформатор 1, блок 2 и выпрямитель с группами 4-6 вентилей нагрузки 10 -12 питаются от сети. Входы блока 23, представляющего собой трехфазный фазорегулятор, соединены с сетью. В исходном состоянии ключи блоков 13-15 разомкнуты и не пропускают импульсы формирователей 16-18 на управляющие электроды вентилей. Блок 24 формирует постоянное напряжение уставки, которое сравнивается в блоке 20 с тремя выходными сигналами блока 23. Сравнение тех же сигналов осуществляют и блоки 21 и 22, так как из-за отсутствия токов нагрузки на выходах блоков 25 и 26 напряжение равно выходному сигналу блока 24.При превышении уровней сигналов блока 23 над уровнемсигнала блока 24l

30 на выходах блоков 20-22 появляются сигналы, задние фронты которых вызывают появление импульсов на выходах формирователей 16-18. Уровень сигнала с блока 24 подбирают макси35 мально приближенным к амплитуде сигналов блока 23, но достаточным для появления импульсов на выходе формирователей 16-18. Фаза сигналов блока 23 подбирается таким об40 разом, чтобы запускающие импульсы на выходе формирователей 16-18 появлялись в моменты естественных коммутаций вентилей.

Таким образом, в исходном состоя45 нии на выходах формирователей 16-18 в моменты естественных коммутаций формируются запускающие импульсы, Блок 19 замыкает ключи блока 13, в результате чего импульсы управ50 ления поступают на соответствующие вентили группы 4. На выходе датчика 7 появляется сигнал U, который имеет полярность, обратную полярности сигнала блока 24, и суммируется с ннм в блоке 25. На выходе блока 26 также появляется сигнал, равный сумме сигналов U u сигнала блока 24. Поскольку уровень сигнала блока 24 приблизительно равен амплитуде сигналов блока

60 23, на выходе формирователей 17 и 18 появляются запускающие импульсы с задержкой на т„ эл.град. относительно моментов естественных

Ur

b5 коммутаций, где 7 = arccos (1- — ) .

1=

1 с

Известно, что угол коммутации вентилей зависит от анодного тока: у = arccos (1 — КЗ )

1 д

В устройстве уровень сигнала U с датчика тока пропорционален току Э, а амплитуда сигналов Uc c блока синхронизации подбирается равной U = К . Следовательно, запускающие импульсы на выходе формирователей 17 и 18 появляются с задержкой на т„ = arccos(1-K3 „) относительно моментов включения вентилей группы 4. Блок 19 через блок 14 разрешает подачу импульсов на вентили группы 5. На выходе датчика 8 появляется сигнал Ug, пропорциональный току группы 5, а на выходе формирователя 18 появляются импульсы с задержкой относительно моментов естественных коммутаций на г= э 1 """ + г)

При возникновении технологического короткого замыкания в одной из нагрузок, например 11, соответствующий блок, в данном случае 28, через блоки 19 и 14 отключит вентили группы 5. Благодаря тому, что устройство определяет суммарный

1081775 момент окончания коммутаций вентилей групп, вступивших в работу раньше,и в этот момент подает запускающие импульсы на вентили группы, вступающей в работу позже, 5 вентили группы б вступят в работу сразу после окончания коммутаций в вентилях группыо4.

Таким образом, за счет определения устройством моментов окон10 чания коммутаций и подачи импуль сов управления на вступающие в работу вентили управляемых групп в моменты окончания суммарной продолжительности коммутаций вентилей, )5 вступивших в работу ранее, оптимизируются условия коммутаций вентилей и повышается коэффициент мощности и КПД.

Использование предлагаемого способа при управлении выпрямителем, питающем электронно-лучевые пушки, позволяет уменьшить пульсации напряжения и снизить утечки анодного тока на электронно-лучевых пушках, что снижает вероятность выхода их иэ строя, увеличить степень фокусировки луча на объекте нагрева и облегчить условия программного распределения мощности.

Составитель В.Миронов

Редактор С.Лыжова Техред И.Метелева КоРРектор В.Бутяга

Заказ 1563/51 . Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал НПП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4