Способ управления трехфазным тиристорным преобразовательным устройством
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, позволяет улучшить массогабаритные показатели трехфазного тиристорного преобразовательного устройства (ПУ) и повысить его КПД. Предлагаемый способ управления ПУ включает такие операции, как запирание очередного основного вентиля путем включения его индивидуального, соответствукадего группового коммутирукщего вентиля и двух обратных управляемых вентилей . Эти операции осуществляются подачей отпирающего импульса на индивидуальный коммутирующий вентиль следующего по порядку отключения основного вентиля, на обратный управляемый вентиль смежной фазы, противофазный вентилю, запертому при предыдущей коммутации, и на обратный упQ равляемый вентиль, шунтирующий сле дующий по порядку отключения основКЛ ной вентиль другой смежной фазы. Кроме того, в нем формируют, интервал задержки, равный или меньший времени, предоставляемого для восстановления вентильной прочности запираемого основного вентиля, после чеto го подают отпирающий импульс на шунО5 тирующий его обратный вентиль. 1 з.п. KD ф-лы, 4 ил. а О5 CD
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
„.SUÄÄ 1262666
Al дц 4 Н 02 М 7/515
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTO| CHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3411?45/24-07 (22) 25.03.82 (46) 07. 10.86. Бюл. Р 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) В.С.Высочанский (53) 62 1.314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 326691, кл. Н 02 И 7/52, 1972.
Быков Ю. Г., Михайлов С.А. Автономный инвертор напряжения с тиристорами в цепях обратного тока ЭП. Серия Тяговое и подъемно-транспортное оборудование", 1975, вып. 7 (40), с. 15-17.
Высочанский В.С. Узлы коммутации инверторов напряжения. Электричество, 1975, В 12, с. 28. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫИ
ТИРИСТОРНО НРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЬП1 УСТРОЙСТВОИ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, позволяет улучшить массогабаритные показатели трехфазного тиристорного преобразовательного устройства (ПУ) и повысить его КПД. Предлагаемый способ управления ПУ включает такие операции, как запирание очередного основного вентиля путем включения его индивидуального, саответствукицего группового коммутирующего вентиля и двух обратных управляемых вентилей. Эти операции осуществляются подачей отпирающего импульса на индивидуальный коммутирующий вентиль следующего по порядку отключения основного вентиля, на обратный управляемый вентиль смежной фазы, противофазный вентилю, запертому при предыдущей коммутации, и на обратный упЛ равляемый вентиль, шунтирующий сле- ф дуюший ло порядку отключения основной вентиль другой смежной фазы.
Кроме того, в нем формируют. интервал задержки, равный или меньший времени, предоставляемого для восста- ф новления вентильной прочности запираемого основного вентиля, после чего подают отпирающий импульс на шун- © тирующий его обратный вентиль. 1 s.п. Ж ф-лы, 4 ил. t©
1262666
Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к способам управления тиристорным преобразовательным устройством (ПУ), выполненным на основе мостовой схемы и служащим для преобразования постоянного тока в переменный ток заданной частоты или наоборот„
Предлагаемый способ может быть использован для управления инверторами, работающими в качестве источника гарантированного питания потребителей переменного тока в автономной энергосистеме, или может быть использован для питания регулируемого электропривода переменного тока.
Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей инвертора и повышение его КПД.
На фиг. 1 приведена схема ПУ, в которой использован предлагаемый способ управления, на фиг. 2 — кривые, иллюстрирующие загрузку его элементов, на фиг. 3 — диаграмма импульсон для управления одноименных с ними вентилями инвертора по фиг. 1; на фиг. 4 — фрагмент принципиальной схемы системы управления ПУ, управляемого по предлагаемому способу, ЗО отличающий его от системы управления известного способа.
На фиг. 1-4 обозначены. 1-6 — основные вентили, 7 и 8 — групповые коммутирующие вентили, 9 — источник коммутирующего напряжения — коммутирующий конденсатор, 10 — дроссель (он может быть без магнитопровода), 11 — 16 — индивидуальные коммутирующие вентили, 17 и 18 — дроссели для перезаряда коммутирующего конденсатора, 19 — напряжение источника питания, 20 — нагрузка, 21 — 26 — обратные уггравляемые вентили, 27 и 28 — ток основных вентилей при нагрузке с отстающим углом ч, соответственно равном
45 и 75 эл. град., 29 и 30 — ток индивидуальных коммутирующих вентилей при йазванных выше условиях, 31 ток обратных управляемых вентилей, 32-34 — потенциальные диаграммы фаз
А,В,С относительно потенциала средней точки источника питания, принятого за нулевой потенциал, 35 — ток фа— зы В, 36 — ток фазы А, 37 — линейное напряжение U 42 напряжения необязательно), Индексы при сигналах управления П, где 1-26 на фиг. 3 соответствуют номерам элементов на фиг. 1. Способ осуществляется следующим образом. Пусть ПУ по фиг. 1 преобразует постоянное напряжение в переменное и пусть cosy трехфазной нагрузки меньше критического для этого инвертора, например, cosy> = 0,25. Пусть установится стационарный периоди- ческий процесс и ток проводят вентили 1,2,11 и 16. В момент t подают отпирающие импульсы на вентили 7, 11 и 26. Конденсатор 9 оказывается подключенным к вентилю 1 и запирает его. Формирование отпирающих импульсов упомянутых вентилей производится элементами 38-40 (фиг. 4). Для ста-, билизации времени перезаряда конденсатора 9 при малой загрузке ПУ спустя время задержки йс, формируемое элементом 41, подают отпирающий импульс на вентиль 24. К моменту перезаряда конденсатора 9 до напряжения равного или большего напряжения источника 19 питания с помощью элементов 39 и 40 подают отпирающие импульсы на вентили 12 и 25. (Упомянутые отпирающие импульсы могут быть поданы заблаговременно, например, спустя время Л t, > t< от момента с, так как пока напряжение конденсатора 9 не превысит напряжение источника 19 питания на величину падения напряжения на этих вентилях они не включатся). С момента включения вентилей 12 и 25 по цепи вентилей 11 и 12 начинает протекать ток i, = +, а по цепи вентилей 25 и 26 — ток Последний замыкается через цепь источника питания, протекая навстречу его напряжению. К этому моменту может быть подан дежурный отпирающий импульс не только на вентиль 3, противофазный ранее запертому вентилю 6, но и на вентиль 4. В момент t ток i спадает до нуля и меняет направление, Вентили 25 и 26 обесточиваются и запираются. Теперь ток проводят вентили 2,3,11 и 12. (Во время работы вентиля 25 на вентиле 1262666 2 оставался дежурный отпирающий импульс). В момент г, когда подходит время запирать вентиль 2, подают отпирающие импульсы на вентили 8, 12 и 21. Вентили 2 и 11 запираются напряжением коммутирующего конденсатора 9. (Спустя время задержки, как и в предыдущем случае, подают отпирающий импульс на вентиль 25, что обеспечивает перезаряд конденсатора 9 независимо от тока нагрузки 20). При перезаряде конденсатора до напряжения равного или большего напряжения источника питания, подают отпирающие импульсы на вентили 13 и 26. (Максимальное напряжение конденсатора контролируется датчикоМ 42 напряжения). Ток i замыкается по цепи вентилей 12 и 13 и разгружает вентиль 3. Избыток реактивной энергии нагрузки отдается в цепь источника питания по цепи вентилей 21 и 26. Вентили 3 и 4 находятся в дежурном режиме, поэтому как только ток iä спадает до нуля он меняет направление. Одновременно обесточиваются и запираются обратные вентили 21 и 26. Теперь ток проводят вентили 3, 4, 11 и 12. Дальнейшая работа происходит аналогично рассмот- О ренному. В отличие от известного способа,при котором обратные управляемые вентили проводят ток нагрузки сразу после запирания основного вентиля своей 35 фазы, при предлагаемом способе обратные вентили проводят этот ток спустя шестую часть периода выходной частоты — 31. Благодаря этому и обеспечивается выравнивание различных 40 групп вентилей (1-6 и 11-16). Чем больше угол >, тем больше время, в течение которого проводят ток обратные вентили 21-26. При =90 эл.градПУ работает как компенсатор реактив- 45 ной мощности потребителей энергии сети переменного тока. При f >90 эл. град. ПУ работает как выпрямитель, а его входной ток меняет знак. Порядок подачи отпирающих импульсов на венти- SO ли во всех случаях остается без изме— нений. Введение задержки (элемент 41), смещающей момент подачи отпирающего импульса на обратный вентиль, шунти- SS рующий запираемый основной вентиль, относительно момента подачи импульса на индивидуальный коммутирующий вентиль, обеспечивает максимальное использование энергии коммутирующего конденсатора. Подачей отпирающего импульса на обратный вентиль, служащий для проведения реактивного тока нагрузки ранее скоммутированного основного вентиля, предотвращают образование короткого замыкания по цепи индивидуальных коммутирующих вентилей, связывающих в общую цепь выводы двух разных фаз ПУ. Благодаря этому снято ограничение на величину cosg нагрузки (возможна работа на нагрузку (cosy(0,55) и обеспечено управление величиной напряжения перезаряда коммутирующего конденсатора (42) . Технико-экономическая эффективность предлагаемого способа управления по сравнению с известным заключается в более эффективном использовании вентилей (более равномерной их загрузке), более рациональном использовании коммутирующего конденсатора, ток и напряжение которого теперь управляются. В конечном счете это приводит к повьш ению КПД ПУ и к улучшению его массогабаритных показателей. Предлагаемый способ управления ПУ в большой области изменения угла Р выравнивает загрузку основных и о коммутирующих вентилей. При у =60 эти вентили загружены одинаково. При работе ПУ только в режиме инвертирования вентили 2 1-26 загружены меньше других вентилей. При работе ПУ в режиме обратимого источника питания их загрузка оказывается близкой к загрузке остальных вентилей. Коммутационные потери при предлагаемом способе минимальны, поскольку при номинальном токе нагрузки и при перегрузке ПУ перезаряд конденсатора производится только током нагрузки. Время коммутации достаточно стабильно, так как при залирании вентиля, спустя время задержки, равное или большее времени, предоставляемого для восстановления вентильной прочности этого вентиля отпирают шунтирующий его обратный вентиль. Управление напряжением перезаряда конденсатора позволяет сочетать низкие коммутационные потери и высокую перегрузочную способность ПУ. 3 1262666 и з о б р е т е н и я и Формула Put. 1 4с, сс сс вессс. Р 1. Способ управления трехфазным тиристорным преобразовательным устройством, содержащим основные управляемые вентили, соединенные по мостовой схеме, индивидуальные и групповше коммутирующие вентили, групповой источник коммутирующего напряжения и обратные управляемые вентили, включающий в себя операцию по запиранию очередного основного вентиля путем включения его индивидуального, соответствующего группового коммутирующего вентиля н двух обратных управляемых вентилей, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения КПД, подают отпирающие имульсы на индивидуальный коммутирующий вентиль следующего по порядку отключения основного вентиля, на обратный управляемый вентиль смежной фазы, противофазный вентилю, заперто му при предыдущей коммутации, и на обратный управляемый вентиль, шунтирующий следующий по порядку отключения основной вентиль другой смех1О ной фазы. 2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что формируют интервал задержки, равный или меньший 15 времени, представляемого для восстановления вентильной прочности запираемого основного вентиля, после чего подают отпирающий импульс на шунтирующий его обратный вентиль. 1 2Ь266б и у uz >z Ъ 1262666 Составитель Г. Мьщык Техред В.Кадар Корректор E.Рококо Редактор В.Иванова Заказ 5442/55 Тираж 631 Подписное ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Нроизводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
