Устройство для переключения и компаундирования режимов выпрямительно-инверторного преобразователя
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вьтрямительно-инверторных преобразователях . Целью изобретения является повьшение надежности работы и упрощение . Данное устройство обеспечивает работу преобразователя в трех режимах: выпрямительном, инверторном и в режиме холостого хода, когда преобразователь в нулевых ситуациях заперт, а продолжительность такого состояния находится в зависимости от промежутка селективности по напряжению , что приводит к ликвидации уравнительных и внутренних токов циркуляции . 2 ил. с СА: 4
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (594 2 7 48
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3905616/24-07 (22) 08.04.85 (46) 07..10,87. Бюл. У 37 (75) С.А.Юденко, В.Е.Щербаков и Э.Н.Чухраев (53) 621.316.727 (088.8) (56) Соколов С.Д. и др. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тепловых подстанций, с. 170-178.
Авторское свидетельство СССР
У 913554, кл. Н 02 P 13/16, 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ
И КОМПАУНДИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ ВЫПРЯМИТЕЛЬНО-ИНВЕРТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
„„SU„„1 4 52 А" (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в выпрямительно-инверторных преобразователях. Целью изобретения является повышение надежности работы и упрощение. Данное устройство обеспечивает работу преобразователя в трех режимах: выпрямительном, инверторном и в режиме холостого хода, когда преобразователь в "нулевых" ситуациях
"заперт", а продолжительность такого, состояния находится в зависимости от промежутка селективности по напряжению, что приводит к ликвидации уравнительных и внутренних токов циркуляции. 2 ил.
Изобретение относится к системам управления в области электротехники, а именно к выпрямительно-инверторным преобразователям с управляющими выпрямителями тяговых подстанций электрических железных дорог.
Целью изобретения является повышение надежности работы и упрощение преобразователя с управляемым выпрямителем и с управляемыми дросселями насыщения в вентильных обмотках трансформатора при помощи усовершенствования устройства для переключения и компаундирования режимов.
На фиг. I представлена схема устройства для переключения и компаундирования режимов преобразователя; на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.
Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, потенциальную точку 2 со стабилизированным потенциалом 0, потенциальную точку 3 с опорным потенциалом U.„ канал 4 общего управления режимами, датчик 5 напряжения с потенциометром 6 для регулирования потенциала-Ud„, дифференциальный усилитель 7 в канале общего управления,.канал 8 управления инверторного режима, потенциальную точку 9 с переменным потенциалом управления U„ потенциометр 10 для регулирования установки компаундирования инверторного режима U„ дифференциальный усилитель 11 в ка- нале управления инвертора, первый размыкающий контакт 12 реле запрета по току, замыкающий контакт 13 повторителя выключателя инвертора, потенциальную точку 14 на входе базы сложносоставного эмиттерного повторителя, конденсатор 15 для увеличения времени введения инвертора в работу, потенциометр 16 для ограничения угла опережения инвертора по потенциометр 17 для ограничения угла опережения инвертора по потенциальную точку 18 с потенциалом управления инверторного режима U „, канал 19 запрета инвертирования по току, датчик 20 тока, потенциометр 21 для регулирования установки тока запрета ?ду,. подключенный к дифференциальному усилителю
22, на выходе которого включена обмотка реле 23. Канал 24 управления выпрямительного режима содержит потенциометр 25 для регулирования ус1523 тавки компаундиронания выпрямительного режима 0, дифференциальный усилитель 26 в канале управления выпрямителя, потенциальную точку 27 на
>) входе базы сложносоставного эмиттерного повторителя н этом же канале.
Конденсатор 28 служит для увеличения времени включения в работу выпрямителя, потенциометр 29 — для ограничения угла регулирования выпрямителя по с, потенциометр 30 — для ограМаКс ничения угла. регулирования выпрямителя по с, потенциальная точка 31 инн является потенциалом управления выпрямительного режима
Устройство работает следующим образом.
В зависимости от напряжения на
20 UIHHBx подстанции >>отенциал U „ c Bbl хода датчика 5 напряжения поступает на прямой вход дифференциального усилителя 7, а на его инверсный вход— опорный потенциал 0, при этом на выходе усилителя в потенциальной точке 9 возникает потенциал управления
В зависимости от величины потенциала управления U работа преобразовау теля характеризуется тремя режимами: инверторным, если 0 > U„ ; выпрямительным, если U„ U и режимом холостого хода, если потенциал U находится в промежутке (u В инверторном ре ме, когда ууЪПН потенциал управления поступает на прямой вход дифференциального усилителя 11, а на его инверсный вход— 4п стабилизированный потенциал уставки компаундирования U, . Следовательно, на выходе усилителя 11 потенциал (U„ — U„) К„, который через замкнутые контакты 12 и 13 с потенциальной точки 14 поступает на базы сложносоставного эмиттерного повторителя, при этом транзистор прямой проводимости закрывается, а конденсатор разряжается с выдержкой времени, что увеличивает время включения инвертора в работу за счет замедленного открытия транзисторов эмиттерного повторителя. Потенциал U „ в потенциальной точке 18 находится в промежутке между потенциалами, соответст55 вующих углам опережения р и В„ „ мин макс> которые ограничиваются резисторами 16 и 17. Угол опережения изменяется обратно пропорционально потенциалу упз 13 равления -Г(1„„ ), при этом напряжение на входе инвертора снижается до первоначального уровня с точностью стабилизации. Так как контакт 13 замыкается только после включения выключателя инвертора, то происходит постепенное включение инвертора в работу путем разряда конденсатора 15, что позволяет включать инвертор при завышенном напряжении на шинах подстанции по сравнению с напряжением начала инвертирования. В выпрямительном режиме, когда U U8 потенциал управления поступает на инверсный вход дифференциального усилителя 26, а на его прямой вход — стабилизированный потенциал уставки компаундирования U . Следо5 вательно, на выходе усилителя 26 с потенциальной точки 27 потенциал (U8 — U ) К„ поступает на базы сложносоставного эмиттерного повторителя канала управления выпрямителя, при этом транзистор прямой проводимости закрывается, а конденсатор 28 разряжается с выдержкой времени, что увеличивает время втягивания выпрямителя в работу за счет замедленного открытия транзисторов эмиттерного повторителя. Потенциал U„8 в потенциальной точке 31 находится в промежутке между потенциалами, соответствующих углам регулирования ас „ и максу КОТОРые ОГРаничиваютсЯ Резисторами 29 и 30. Угол регулирования изменяется прямо пропорционально по тенциалу, управления d =f(Б„ ), при этом напряжение на выходе выпрямителя повышается до первоначального уровня с точностью стабилизации. Если ток тяги в прямом режиме уменыпится до значения меньше тока уставки I порогового элемента 22, у ,то отключится реле запрета и его контакты 12 замыкают цепь канала управления инвертором а другие контакты этого:реле включают импульсы. В режиме холостого хода преобразователя, когда потенциал управления Uу находитсЯ в ПРомежУтке Uрапусиа инверторный и выпрямительный каналы управления заперты", при этом потенциалы на ВыхОДе каналОВ (Uvu с1у8 ) увеличиваются до значений, соответстВующих углам ОГраничения p . и макс Циркуляционные токи внутри преобразователя при углах Р и д м „, очень малы, импульсы инвертора вклю43523 4 чены, потенциал управления U„ изменяется относительно среднего значения + Пы — образуя промежуток селек5 тивности по напряжению для переключе" ния режимов преобразователя в нулевых ситуациах. В промежутке селективности по напряжению компаундирования не происходит, так как каналы управления режимами заперты, а поэтому отсутствует обратная связь, при этом напряжение на шинах подстанции изменяется между напряжениями начала выпрямления и начала инвертирования. Чем меньше промежуток селективности, выраженный неравенством U < U < U„ тем чаще происходит переключение режимОВ. При равенстве уставок компаундирования О = U частота переключения режимов зависит от времени разряда конденсаторов в сложносоставных эмиттерных повторителях, при этом в инверторном режиме преобразователь находится дольше, так как емкостЬ конденсатора в канале прямого режима меньше, чем емкость в канале инверторного режима. Временные диаграммы (фиг.2) поясняют работу устройства по изменению потенциалов в характерных точках каналов управления. Изменение потенциала Б,1„ на величину ьЩ относитель-но среднего потенциала поступает на вход дифференциального усилителя общего канала управления, на входе которого это изменение усиливается до 40 величины U лП,1„Ку (фиг.2б) . Изменение потенциала U относительно его среднего потенциала поступает на разнополярные входы дифференциальных усилителей каналов управления выпрямителя и инвертора, а на 45 другие разнополярные входы этих усилителей-стабилизированные потенциалы уставок компаундирования Б„ и Б8 . При этом создаются три режима," которые (фиг.2 б) ограничены точками пе50 ресечений кривой Бу с прямыми 0 и U8 Изменение потенЦиала UvÄ IIa выходе канала управления инвертора характеризиется кривой (фиг.2 в), где 55 потенциал Пу„ в инверторном режиме изменяется в промежутке между потенциалами ограничения по Р и „ „, а .в остальных режимах U имеет мак1343523 45 симальное значение, соответствующее потенциалу ограничения по Изменение потенциала U на выходе канала управления выпрямителя характеризуется кривой (фиг.2 г), где потенциал U в выпрямительном режиме изменяется в промежутке между потенциалами ограничения Ы „, иЫ а в остальных режимах U имеет максимальное значение, соответствующее потенциалу. ограничения по с Использование устройства для переключения и компаундирования режимов выпрямительно-инверторного преобразователя расширяет функциональные воэможности преобразователя, связанные с бесконтактным переключением режимов с бесконтактным регулированием и стабилизацией напряжения в обоих режимах. Устройство позволяет строго разграничить работу преобразователя в трех режимах: выпрямительном, инверторном и в режиме холостого хода, когда преобразователь в нулевых ситуациях заперт, а продолжительность такого состояния находится в зависимости от промежутка селективности по напряжению, что приводит к ликвидации уравнительных и внутренних токов циркуляции. Формула и з обретения Устройство для переключения и компаундирования режимов выпрямительноинверторного преобразователя, содержащее источник опорного напряжения, канал общего управления режимами, выполненный на основе датчика напряжения и дифференциального усилителя, канал управления выпрямительным режимом, выполненный »а основе дифференциального усилителя со сложносоставным эмиттерным повторителем и потенциометрами ограничения угла регулирования, канал управления инверторным режимом на основе дифференци5 30 ально о усилителя, первых размыкающих контактов, выходного реле запрета по току, замыкающих контактов повторителя выключателя инвертора, сложносоставного эмиттерного повторителя и потенциометров угла опережения, канал запрета по току инверторного режима, выполненный на основе датчика тока, связанного с пороговым элементом и инверсным входом дифференциального усилителя, на выходе которого включена обмотка выходного реле запрета по току, и цепь отключения импульсов управления,.о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены два дополнительных потенциометра и вторые размыкающие контакты выходного реле запрета по току, выход датчика напряжения канала общего управления режимами подключен к прямому входу дифференциального усили" теля, его инверсный вход подключен к источнику опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя соединен с двумя разнополярными входами дифференциальных усилителей каналов управления инвертора и выпрямителя, вторые разнополярные входы этих усилителей соединены через дополнительные потенциометры с источником опорного напряжения, выход дифференциального усилителя канала управления выпрямителем соединен с входом сложносоставного эмиттерного повторителя, выход которого подключен к потенциометрам ограничения угла регулирования выпрямителя, выход усилителя в канале управления инвертора через первые размыкающие контакты выходного реле запрета по току и замыкающие . контакты повторителя выключателя инвертора соединен с входом сложносоставного эмиттерного повторителя, выход которого подключен к потенциометрам ограничения угла опережения, вторые размыкающие контакты выходного реле запрета по току включены в цепь отключения импульсов инвертора. 1343523 Си идв Фиг. я Составитель Е.Калинкин Редактор И.Шулла Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши Заказ 4835/55 Тираж 659 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва Ж-35, Раушская наб., д.4/5 Производственно"полиграфическое предприятие, r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4
