Устройство для управления токопараметрическим тиристорным преобразователем

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛ НИЯ ТОКОПАРАМЕТРИЧЕСКИМ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, выполненным из двух встречно-параллельных m-фазных тиристорных мостов, подключенных к ш-фазной сети переменного напряжения через параметрический источник тока, содержащее распределитель и блок раздельного управления, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам распределителя, а выходы последнего предназначены для подключения ,к управляющим цепям тиристоров, блок задания длительности нулевого тока нагрузки, соединенный со вторым входом распределителя , 4т нуль-органов, каждый из которых предназначен для подключения входом параллельно силовым электродам соответствующего тиристора, а выходом - к соответствующему третьему входу распределителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения инверторного режима токопараметрического вентильного преобразователя, оно снабжено источником сигнала инвертирования , 4т элементами задержки, включенными на выходе каждого нуль-органа, распределитель снабжен 4т дополнительными входами и входом сигнала инвертирования, выходы элементов задержки соединены с дополнительными входами распределителя, а распределитель содержит по 2т элементов 2 ИЛИ, 4 ИЛИ, 2 И, а также по 4т элементов ЗИ и 4И, причем каждый выход распределителя , предназначенный для управления нечетными тиристорами первого моста и четными тиристорами второго моста, соединен с выходом соответствующего элемента 2 ИЛИ, входы которого соединены с выходами первых элементов ЗИ и 4И, при этом первый вход каждого перцого элемента ЗИ соединен с соответствующим третьим входом распределителя, а второй и третий -, с первым и вторым входами первых элементов 4И и первыми входами распределителя, третьи входы первых элементов 4И подключены к соответствующим дополнительным входам распределителя, а четвертые - к выходу источника сигнала инвертирования, каждый выход распределителя, предназначенный для управления четными тиристорами первого моста и нечетными тиристорами второго моста, соединен с выходом соответствующего элемента 4ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов 2И и вторых элементов ЗИ и 4И, а также со вторым СО входом распределителя, при этом первый со вход каждого указанного элемента ЗИ свя зан с соответствующим третьим входом распределителя , а второй и третий - с первым и вторым входами вторых элементов 4И, с первым и вторым входами элементов 2И и с первыми входами распределителя, третий вход каждого указанного элемента 4И соединен с соответствующим дополнительным входом распределителя, а четвертый - с входом сигнала инвертирования.

1103341 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 13 16

3 (51) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К А ВТОРСКОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3386370/24-07 (22) 22.01.83 (46) 15.07.84. Бюл, № 26 (72) Г. А. Бидеев, В. В. Калюжный, В. А. Лабунцов и С. Г. Обухов (71) Коммунарский горнометаллургический институт (53) 621.314.27 (088.8) (56) 1. Обухов С. Г. Чаплыгин Е. Е . Управление токопараметрическими вентильными преобразователями. — «Электротехника», 1980, № 7, с. 38 — 42.

2. Авторское свидетельство СССР № 868966, кл. Н 02 P 13/16, 1980. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТОКОПАРАМЕТРИЧЕСКИМ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, выполненным из двух встречно-параллельных

m — фазных тиристорных мостов, подключенных к m-фазной сети переменного напряжения через параметрический источник тока, содержащее распределитель и блок раздельного управления, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам распределителя, а выходы последнего предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров, блок задания длительности нулевого тока нагрузки, соединенный со вторым входом распределителя, 4m нуль-органов, каждый из которых предназначен для подключения входом параллельно силовым электродам соответствующего тиристора, а выходом — к соответствующему третьему входу распределителя, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения инверторного режима токопараметрического вентильного преобразователя, оно снабжено источником сигнала инвертирования, (4m элементами задержки, включенными на выходе каждого нуль-органа, распределитель снабжен 4m дополнительными входами и входом сигнала инвертирования,) выходы элементов задержки соединены с дополнительными входами распределителя, а распределитель содержит по 2m элементов 2 ИЛИ, 4 ИЛИ, 2 И, а также по 4m элементов ЗИ и 4И, причем каждый выход распределителя, предназначенный для управления нечетными тиристорами первого моста и четными тиристорами второго моста, соединен с выходом соответствующего элемента 2 ИЛИ, входы которого соединены с выходами первых элементов ЗИ и 4И, при этом первый вход каждого первого элемента ЗИ соединен с соответствующим третьим входом распределителя, а второй и третий— с первым и вторым входами первых элемен- g тов 4И и первыми входами распределителя, третьи входы первых элементов 4И подключены к соответствующим дополнительным входам распределителя, а четвертые — к % выходу источника сигнала инвертирования, каждый выход распределителя, предназначенный для управления четными тиристорами первого моста и нечетными тиристорами второго моста, соединен с выходом соответствующего элемента 4ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов 2И и вторых элементов ЗИ и 4И, а также со вторым 40 входом распределителя, при этом первый (,А) вход каждого указанного элемента ЗИ свя- 1 ф зан с соответствующим третьим входом рас- ф пределителя, а второй и третий — с первым и вторым входами вторых элементов 4И, с первым и вторым входами элементов 2И и с первыми входами распределителя, третий вход каждого указанного элемента 4И сое- у динен с соответствующим дополнительным входом распределителя, а четвертый — с входом сигнала инвертирования.

1103341

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления вентильными преобразователями.

Известно устройство для управления токопараметрическим вентильным преобразователем (ТПВП), состоящим из двух встречно-параллельных m-фазных тиристорных комплектов, подключенных на выходе mфазного параметрического источника тока, содержащее распределитель импульсов и выходные усилители (1).

Недостатком известного устройства является невозможность осуществления инвер торного режима.

Наиболее близким является устройство для управления токопараметрическим тиристорным преобразователем, выполненным из двух встречно-параллельных m-фазных тиристорных мостов, подключенных к m-фазной сети переменного напряжения через параметрический источник тока, содержащее распределитель и блок раздельного управления, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам распределителя, а выходы последнего предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров, блок задания длительности нулевого тока нагрузки, соединенный со вторым входом распределителя, 4m нульорганов, каждый из которых подключен своим входом параллельно к силовым электродам соответствующего тиристора, а выходом — к соответствующему третьему входу распределителя (2).

Недостатком данного устройства является отсутствие инверторного режима работы, который необходим, например, при торможении, электропривода постоянного тока.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем введения инверторного режима работы.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления токопараметрическим тиристорным преобразователем, выполненным из двух, встречно-параллельных m-фазных тиристорных мостов, подключенных к m-фазной сети переменного напряжения через параметрический источник тока, содержащее распределитель и блок раздельного управления, прямой и инверсный выходы которого подключены к первым входам распределителя, а выходы последнего предназначены для подключения к управляющим цепям тиристоров, блок задания длительности нулевого тока нагрузки, соединенный со вторым входом распределителя, 4m нуль-органов, каждый из которых подключен к силовым электродам соответствующего тиристора, а выходом — к соответствующему третьему входу распределителя, 4 m элементами задержки, включенными на выходе каждого нуль-органа, распределитель снабжен 4m дополнительными входами и входом сигнала инвертирования, выхо5

40 ды элементов задержки соединены с дополнительными входами распределителя, а распределитель содержит по 2m элементов 2

ИЛИ, 4ИЛИ, 2И, а также по 4m элементов

ЗИ и 4И, причем каждый выход распределителя, предназначенный для управления нечетными тристорами первого моста и четными тиристорами второго моста соединен с выходом элемента 2 ИЛИ, входы которого соединены с выходами первых элементов

ЗИ и 4И, при этом первый вход каждого первого элемента ЗИ соединен с соответствующим третьим входом распределителя, а второй и третий — с первым и вторым входами первых элементов 4И и первыми входами распределителя, третьи входы первых элементов 4И подключены к соответствующим дополнительным входам распределителя, а четвертые — к выходу источника сигнала инвертирования, каждый выход, распределителя, предназначенный для управления четными тиристорами первого моста и нечетными тиристорами второго моста, соединен с выходом соответствующего элемента 4 ИЛИ, входы которого соединены с выходами элементов 2 И и вторых элементов 3 И и 4 И, а также со сторым входом распределителя, при этом первый вход каждого указанного элемента 3 И связан с соответствующим третьим входом распределителя, а второй и третий с первым и вторым входами вторых элементов 4 И, с первым и вторым входами элементов 2 И и с первыми входами распределителя, третий вход каждого указанного элемента 4 И соединен с соответствующим дополнительным входом распределителя, а четвертый — с входом сигнала инвертирования.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства для управления, например, трехфазным преобразователем; на фиг. 2— схема однофазного преобразователя; на фиг. 3 — временные диаграммы его работы при инвертировании идеальной ЭДС; на фиг. 4 — принципиальные схемы, реализующие выходные сигналы распределителя.

Устройство для управления токопараметрическим тиристорным преобразователем

1, выполненным из двух встречно-параллельных вентильных комплектов, подключенных к сети переменного напряжения через параметрический источник тока 2, и питающего нагрузку 3 с внутренней ЭДС, содержит распределитель 4 импульсов и блок 5 раздельного управления, прямой М и инверсный

N выходы которого подключены к распределителю 4, а выходы последнего соединены с управляющими цепями тиристоров. Если нагрузка 3 обладает значительной индуктивностью, как, например, машина постоянного тока, то на выходе ТПВП параллельно нагрузке подключают конденсатор 6. Сигналы на выходе блока 5 принимают значения в соответствии со следующей таблицей:

1103341

Наименование режима работы M N

Положительный ток в нагрузке 1 0

Отрицательный ток в нагрузке 0 1

Нулевой ток в нагрузке 0 0

Устройство содержит также блок 7 задания длительности нулевого тока нагрузки

3, вырабатывающий сигнал Z; а также нульорганы 8 — 19, элементы задержки 20 — 31, источник 32 сигнала инвертирования R, связанный выходом с одним из входов распределителя 4, и вентильные комплекты, 10 состоящие из тиристоров 33.1 — 33.6 и 34.1—

34.6. Каждый из упомянутых нуль-органов

8 — 19 подключен своим входом к силовым электродам соответствующего тиристора

33.1 — 33.6 и 34.1 — 34.6, а выходом — к распределителю 4 и к соответствующему элеf5 менту задержки 20 — 31. Выходные сигналы

j4-,ß и P,i - ф элементов задержки 20-31 подаются на другие входы распределителя 4.

Каждый нечетный канал управления распределителя 4 содержит элемент 3 И 35 и элемент 4 И 36, подключенные ко входам элемента 2 ИЛИ 37. Каждый нечетный канал управления состоит из элементов

3 И 35, элемента 4 И 36 и элемента 2 И 38, которые подключены ко входам элемента

4 HJIN 39. 25

Устройство работает следующим образом.

При низком уровне сигналов на выходе блока 7 и источника 32 и наличии соответствующей комбинации сигналов M u N на выходе блока 5, распределитель 4 вырабатывает сигналы управления Wj для включения, например, тиристоров 33.1 и 33.6, Включение тиристоров 33„-336 будет происходить в точках естественного открывания по синхронизирующим сигналам Х,- Хр, по-. 35 ступающим с нуль-органов 8-13 контролирующих прямое напряжение анод-катод на тиристорах 33 - 33 . После включения тиристоров 331 - 33р в нагрузке 3 устанавливается ток положительного направления.

Длительность сигнала управления, вы- 40 рабатываемого распределителем 4, определяется длительностью наличия сигнала синхронизации, который исчезает после включения очередного тиристора, так как падение напряжения на проводящем вентиле является недостаточным для поддержания соответствующего нуль-органа во включенном состоянии. Указанное, позволяет минимизировать мощность управления тиристорами преобразователя.

Реверс тока в нагрузке 3 начинается при переключении блока 5. Очередной тиристор вступит в работу из второго комплек- та по сигналу синхронизации своего нульоргана. Далее тиристоры 34 -34, второго комплекта вступают в работу в циклическом порядке по синхронизирующим сигналам 55 нуль-органов 14-19.

Для регулирования выходного тока преобразователя любой полярности, осуществляется перевод тока на время, определяемое блоком 7, из нагрузочной цепи в короткозамкнутые контуры, создаваемые тиристорами 33.2, 33.4 и 33.6 первого комплекта, а также тиристорами 34, 34> и 34 второго комплекта.

Алгоритмы управления тиристорами, вырабатываемые распределителем 4, описываются следующим обобщенными логическими уравнениями

W ;, =Х ; x MN V ai МХИ

Wai Х„MNVPaiMNRY ZVNN, W j с = X 1-iMN Vlgj gMNRVZVHN, Wj) =XzjMNVPgf где i = 1,2,3,..., (последнее число в ряду определяется количеством тиристоров в одном комплекте);

Х1,Х; — сигналы синхронизации, вырабатываемые нуль-органами напряжения тиристоров 33.1 — 33.6 и 34.1 — 34.6; P>, P< — углы инвертирования тиристоров первого и второго ко м плекто в.

Для перевода преобразователя в режим инвертирования энергии нагрузки 3 подают с выхода источника 32 на один .из входов распределителя 4 сигнал R = 1. В зависимости от направления тока, ранее протекавшвго в нагрузке 3, в инверторном режиме начинает работать либо первый 33, либо второй 34 комплект тиристоров. Приведенные выше алгоритмы функционирования распределителя 4 составлены для режима инвертирования применительно к машине постоянного тока, т.е. для нагрузки 3, внутренняя

ЭДС которой направлена встречно току при .работе преобразователя в выпрямительном режиме. Следовательно, перевод преобразователя в инверторный режим осуществляется без изменения полярности внутренней

ЭДС нагрузки 3.

Инверторный режим нагляден на и римере схемы замещения однофазного ТПВП при инвертировании идеальной ЭДС Е (фиг. 2). На фиг. 3 даны временные диаграммы токов, напряжений и углов проводимости тиристоров.

При указанной на фиг. 3 полярности Ер роль основных тиристоров выполняет V<- V44, Ю Ф а роль дополнительных — / - /4 . Если полярность Ер изменится на противоположную, то и функции тиристорных комплектов также изменяются. Из временных диаграмм следует, что основные тиристоры, Ч1 - Ч4 восстанавливают свои вентильные свойства в течение интервалов Р под действием падения напряжения на вспомогательных тиристорах V< - /4, которые запираются под действием Ер при открывании следующего основного тиристора.

Уголь, отсчитанный от точки естественного отпирания тиристора, определяется элементами задержки 20 — 31 и не должен быть меньше предельного угла инвертирова1103341 ния /,1, который, в свою очередь, определяется временем выключения тиристора.

На фиг. 3 угол р лишь для наглядности показан большим.

Применение описанного устройства позволяет обеспечить инверторный режим работы преобразователя, расширить функциональные возможности.

1103341

110334! Ъ-

2с

Составитель С. Лузанов

Редактор А. Долинич Техред И. Верес Корректор А. Ференц

Заказ 4830 43 Тираж 667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4