Устройство для выравнивания токов в группе параллельно включенных вентильных ветвей

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВА- . НИЯ ТОКОВ В ГРУППЕ ПАРАЛЛЕЛЬНО БЮЛОЧЕННЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ ВЕТВЕЙ, содержащее магнитопроводы по числу параллельных ветвей, на каждом из которых размещены по две обмотки, первые из которых включены последовательно в вентильных ветвях, а вторые зашунтированы управляемыми ключевыми элементами и связаны между собой согласно-поfc ..-.следовательно , образуя выравнивающую цепь, причем управляющие входы вентилей связаны с системой импульснофазового управления (СИФУ) преобразователя , отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при наращивании выходйой мощности путем параллельного соединения п преобразователей , указанную группу вентильных ветвей образуют п аналогично выполненных подгрупп, каждая которых принадлежит одному из п преобразователей, выравнивающие цепи каждой подгруппы соединены между собой через п введенных диодов, образуя замкнутый контур с односторонней проводимостью, (Л катоды этих диодов через введенные .датчики тока объединены в общую точку, а выходы датчиков тока через введенные фильтры среднего значения подключены к входу СИФУ подгруппы вентильных ветвей соответствующего преобразователя . оо 00 00 00 tsD

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоесномм свидктельствм (21) 3343096/24-07 (22) 25.09.81 (46) 07.02.85, Бюл. №- 5 (72) М.Е. Гольдштейн, В.В. Пястолов и П,Н. Сенигов (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.314.6(088.8) (56) .1. Патент Швейцарии № 424962, кл. Н 02 М 7/16, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР № 930518, кл. Н 02 И 1/00, 1982.

3. Авторское свидетельство СССР № 584404 кл. Н 02 М 1/00, 1977. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ТОКОВ В ГРУППЕ ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ ВЕНТИЛЪНЫХ ВЕТВЕЙ, содержащее магнитопроводы по числу параллельных ветвей, на каждом из которых размещены по две обмотки, первые из которых включены последовательно в вентильных ветвях, а вторые зашунтированы управляемыми ключевыми элементами и связаны между собой согласно-по<»>SU,„, 88 2

4(з1) Н 02 J 3/46 // Н 02 М 1/00 следовательно, образуя выравнивающую цепь, причем управляющие входы вентилей связаны с системой импульснофазового управления (СИФУ) преобра зователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при наращивании выходной мощности путем параллельного соединения и преобразователей, указанную группу вентильных ветвей образуют и аналогично выполненных подгрупп, каждая из которых принадлежит одному из и преобразователей, выравнивающие цепи каждой подгруппы соединены между собой через п введенных диодов, образуя замкнутый контур с односторонней проводимостью, катоды этих диодов через введенные датчики тока объединены в общую точку, а выходы датчиков тока через введенные фильтры среднего значения подключены к входу СИФУ подгруппы вентильных ветвей. соответствующего преобразователя.

1138882

Изобретение относится к преобразовательной технике, а точнее к системам выравнивания токов вентильных ветвей, объединенных в группы и параллельно работающих в статических преобразователях с .помощью делителей, выполненных по схеме с короткозамкнутым контуром.

Известны системы выравнивания токов вентилей в группах управляемых 10 статических преобразователей, содер- . жащие делители тока, выполненные по схеме с короткозамкнутым контуром (1) .

Применение в таких системах диода и переключающих элементов, включенных соответственно в короткозамкнутый контур и параллельно каждой обмотке его образующих, позволяет вы20 полнить систему с улучшенными массогабаритными показателями. Включение параллельно с каждым переключающим элементом конденсатора позволяет дополнительно снизить массогабаритные показатели систем Я .

- Наиболее близким к предлагаемому .по технической сущности является устройство, в котором последовательно с вентилем каждой ветви включена первичная обмотка двухобмоточногб

30 дросселя (трансформатора), вторичная обмотка которого зашунтирована полностью управляемым ключевым элементом с двухсторонней проводимостью.

Вторичные обмотки дросселей .(тран- З5 сформаторов) всех ветвей соединены между собой согласно последовательно, образуя выравнивающий замкнутый контур. Вентили в параллельных ветвях в зависимости от исполнения и назна- 40 чения преобразователей могут быть выполнены как неуправляемыми, так и управляемыми. В последнем случае управление осуществляют от СИФУ преобразователем (3) .

Ряд параметров такой системы выравнивания токов, например сечение железа магнитопроводов, выстирают из условия обеспсчения нормированной степени неидентичности токов парал- 50 леьно работающих вентильных ветвей.

Выравнивание токов производится путем введения в вентильные ветви выравнивающих ЭДС, компенсирующих действие факторов, вызывающих нерав- 55 номерное распределение их токов.

При этом чем сильнее действие этих факторов, тем больше должна быть выравнивающая ЗДС и соответственно больше сечения железа магнитопроводов. Факторами, приводящими к неравенству токов параллельно работающих вентильных ветвей с одной стороны является неидентичность параметров элементов внутри каждого преобразователя (например, неидентичность параметров вентилей, предохранителей, сборных шин), а с другой неидентичность параметров сборных шин (индуктивностей, активных сопротивлений), объединяющих преобразователи на параллельную работу и неидентичность самих преобразователей (возможна, например, при параллельной работе одинаковых преобразователей с аварийно отключенной одной или несколькими параллельными вентильными ветвями в одном из них). Причем сильнее проявляется действие последних факторов, что требует существенного увеличения сечения железа магнитопроводов, а значит и массогабаритных показателей системы в целом.

Цель изобретения — улучшение массогабаритных показателей при наращивании выходной мощности путем параллельного соединения п преобразователей, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для выравнивания токов в группе параллельно включенных вентильных ветвей, содержащем магнитопроводы по числу параллельных ветвей, на каждом из которых размещены по две обмотки, первые из которых включены последовательно в вентильных ветвях,.а вторые зашунтированы управляемыми ключевыми элементами и связаны между собой согласно-последовательно, образуя выравнивающую цепь, причем управляющие входы вентилей связаны с СИФУ преобразователя, указанную группу вентильных ветвей образуют и аналогично выполненных подгрупп, каждая из которых принадлежит одному из и преобразователей, выравнивающие цепи каждой подгруппы соединены между собой через и введенных диодов, образуя замкнутый контур с односторонней проводимостью, катоды этих диодов через введенные датчики тока объединены в общую точку, а выходы датчиков тока через введенные фильтры зарядно-.. го значения подключены к входу СИФУ подгруппы вентильных ветвей соответствующего преобразователя.

3 11388

На чертеже представлена принципи- альная электрическая схема предлагаемого устройства. . Устройство включает три управляемых однофазных преобразователея 5 (подгруппы) 1-3 с тремя параллелльными вентильными ветвями в каждом из них, а также общий для всех вентильных ветвей делитель тока, выполненный по схеме с короткозамкнутым 10 контуром, образованный последовательно и согласно включенными цепочками из параллельно включенных переключающего элемента 4 и обмотки 5 и диодами б-8. Анод каждого диода подключен 15 к каналу соответствующей обмотки 5.

Переключающий элемент 4 может быть выполнен, например, в виде двух встречно-параллельно включенных динисторов и служит для закорачивания 2О обмотки 5 в случае аварийного отключения магнитосвязанной с ней вентильной ветви. При этом включение динисторов происходит под действием возросшего напряжения на обмотке 5. Ди-. 25 нистор шунтирует вторичную обмотку делителя, магнитосвязанную с отключенной ветвью, и остальная часть си-, стемы продолжает выравнивать токи между всеми оставшимися в работе ветвя- ЗО ми. Катоды диодов 6-8 через датчики

9-11 тока объединены. Выходы датчиков 9-11 соответственно через фильтры

12-14 среднего значения подключены к вторым входам сумматоров 15-17, к первым входам сумматоров подключен источник 18 напряжения управления преобразователями. Входы сумматоров

15-17 входят в каналы 19-21 систем

22-24 управления соответственно.

Системаработает следующимобразом.

Через датчик 1 и 9-11 протекают токи, пропорциональные разности среднеариф-, метических токов вентилей соответственно преобразователей 1 и 3, 2 и 1, 3 и 2. При равенстве токов всех преобразователей и одинаковом числе работающих параллельно ветвей в них протекающие через датчики 9-11 токи отсутствуют. Отсутствуют и сигналы на выходах этих датчиков. 1

При неравенстве токов преобразователей l -3 появляющемся из-за несимметричности шин, объединяющих преобразо- ватели на параллельную работу, либо у из-за разного числа работающих в них вентильных ветвей, неравны и среднеарифметические токи вентилей этих

82 4 преобразователей. Если токи преобразователей 1-3 превышают токи соответственно преобразователей 3, 1 и 2, на входах датчиков 9-11 тока появляется положительньп потенциал, что однозначно обуславливает появление поло.жительных сигналов на выходах датчиков 9-11 и фильтров 12-14. Если токи преобразователей. 3, 1 и 2 превышают токи соответственно преобразователей

1-3, на входах датчиков 9-11 тока появляется отрицательный потенциал, что однозначно обуславливает появление отрицательных сигналов на выходах датчиков 9-11 и фильтров 12-14. Эти сигналы поступают на вторые входы сумматора 15-17, которые входят в каналы 19-21 систем 22-24 управления соответственно. В сумматорах происходит их алгебраическое суммирование с напряжением управления, поступающим с выхода источника 18. Это вызывает увеличение угла включения вентилей по отношению к задаваемому сигналом, поступающим на первьпr вход сумматора, и уменьшение среднеарифметического тока соответственно ветвей преобразователей 1-3 (если сигналы датчиков 9-11 положительны) или уменьшение угла включения вентилей и соответственно увеличение среднеарифметического тока соответственно ветвей преобразователей 1-3 (если сигналы датчиков 9-11 отрицательны)., Такое изменение углов включения вентилей прйводит к выравниванию среднеарифметических токов вентильных ветвей этих преобразователей (подгрупп).

Таким образом, последовательное соединение датчиков 9-11 тока с соответствующими фильтрами 12-14 среднего з.-:ачения образует каналы отрицательной обратной связи по среднеарифметическому току соответственно. преобразователей (подгрупп) 1-3.

В результате компенсация неидентичности токов параллельно работающих вентильных ветвей преобразователей, появляющаяся при их параллельном включении, частично осуществляется с помощью системы управления. Поэтому выравнивающая ЭДС, на формирование которой рассчитывается делитель тока, может быть принята меньше, чем в известном устройстве. Соответственно меньшими будут требуемое сечение магнитопровода делителя и массогаба1138882

Тираж 620 Додхщсиое

ВНИИПИ Заказ 10701!42

Филиал ШШ "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная,4 ритные показатели системы выравнивания токов. Система управления при этом остается без изменения а затраты на датчики тока и фильтры среднего значения незначительны.