Способ управления двумя вентильными преобразователями, питающимися от общей сети

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть и пользовано для питания двухдвигательного электропривода, индукционных нагревательных печей. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей . Согласно способу управления формируют управляюЕ51й сигнал ,обеспе

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„146770? А 1 цп 4 Н 02 М 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фис!.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4133829/24-07 (22) 15.10.86 (46) 23 03 89. Бюл . Р 11 (71) Криворожский горнорудный институт (72) Д,И . Родькин, В.И . Бутенко, И.Ю. Рют, Н.Я. Машинецкий и B.Â. Вовкула (53) 621 .314. 27 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1150726, кл. Н О? M 7/12, 1983. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУМЯ ВЕНТИЛЬНЬП1И ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯИИ, ПИТАЮЩИМИСЯ ОТ ОБЩЕЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания двухдвигательного электропривода, индукционных нагревательных печей. Цель изобретения— улучшение энергетических показателей ° Согласно способу управления формируют управляющий сигнал,обеспе1467707 чивающий фазовый сдвиг углов управления одноименных групп на Р/п» а затем синхронно изменяют углы управления тиристоров катодных групп каждого выпрямителя. При помощи блоков 3 и 4 контролируются приоритетные параметры (ток, активная или реактивная мощность) кажгого преобразователя, которые сравниваются в блоке 5 приоритетного сравнения. В зависимости от соотношения сигналов на одном из выходов блока 5 получаем логическую единицу, которая, воздействуя на размыкающий ключ 6 или 7, подает сигнал задания угла fi/и от блока 9 на сумматор 10 или 11, где

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при управлении преобразовательными устройствами, питающими системы двухдвигатеЛьногo электро- . 5 привода, индукционных нагревательных и плавильных печей машиностроительных заводов и ремонтных цехов.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей..

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ управления двумя вентильными преобразователями; на фиг.2 — диаграммы напряжения и токов двух преоб15 разователей.

На фиr.1 показаны два мостовых преобразователя 1 и 2 с блоками импульсно-фазового управления катодной и анодной группами, первый и второй блоки 3 и 4 измерения приоритетных параметров, включенные во вторичную цепь преобразователей для измерения значений приоритетных параметров (тока, активной или реактивной мощ25 ности), блок 5 сравнения.с двумя выходами, входы которого соединены с выходом блоков 3 и 4, первый и второй электронные размыкающне ключи

6 и 7, первые входы которых соедине- 30 ны соответственно с первым и вторым входом блока 5, блок 8 задания минимального угла управления, блок 9 запроисходит его суммирование с сигналом задания o(„от блока 8. В результате на анодную группу одного из преобразователей действует суммарный сигнал Ы, - e «, а на анодную группу другого d „„+ W I». Одновременно эти сигналы через нелинейные блоки 12, 14, 13 и 15 подаются на катодные группы с о ответствующих. прео бра зоват елей. При помощи блока выделения резонансной гармоники 16 определяется порядок резонируемой в сети гармоники п и формируется сигнал, пропорциональный реэонируемой гармонике, который подается на вход 9 блока задания угла Т /п, 2 ил.

2 угла Р/и» первый и второй сумматоры 10 и 11 с двумя входами и двумя выходами, первые входы которых соединены с выходами ключей 6 и 7, а вторые входы — с выходом блока 8., вторые выходы сумматоров 10 и 11 соединены с входами блоков импульсноФазового управления анодных групп преобразователей, два блока 12 и 13 вычисления, последовательно соединенными с блоками 14 и 15 вычисления

cos х, выходы которых соединены с входами блоков импульсно-фазового управления катодных групп преобразоватслей, причем блоки 14 и 15 имеют два входа, первые входы соединены с выходом блоков 12 и 13, а входы этих блоков — с первыми выходами сумматоров 10 и 11 на вторые входы блоков 14 и 15 подаются сигналы U d u

U g < задания выпрямленных напряжений первого и второго преобразователей, блок 16 выделения резонансной гармоники, подключенный к питающей сети. Выход блока 9 соединен с вторыми входами ключей 6 и 7, а вход— с выходом блока 16. Преобразователи

1 и 2 питают нагрузки 17 и 18.

Углы управления вентильных групп мостовых преобразователей (Фиг.2) соответственно равны: анодной группы первого преобразователя c(,;Kàòaäной группы первого преобразоватез 14677 ля а<,. анодной группы второго преобразователя с{з, катодной группы второго преобразователя

Если принять d, = a, „„„, то с учетом значения выпрямленного напряже5 ния на выходе первого преобразоват еля

2Б,г, с(= arccos (— cos Ы, „„)>

"гм где !! — выпрямпенное напряжение на выходе первого преобразователя, U — наибольшее выпрямленное на пря жени е .

С учетом того, что минимум действующего значения гармоники и-го порядка наблюдается при сдвиге управляющих импульсов второго преобразователя íà Лс = rr/n относительно пер20 ного, получим сг„„@ и/и

25 (20,г, с = arcos — cos (с{, „„+ сг м

+ /и) где U — выпрямпенное напряжение на

dl выходе второго преобразователя.

Минимальное значение выбранного параметра при одновременном улучшении энергетических показателей двух 35 совместно работающих преобразователей возможно, если в качестве первого преобразователя используется менее загруженный по выбранному параметру преобразователь. 40

В процессе управления двумя вентильными преобразователями, с целью улучшения гармонического состава напряжения путем избирательного воздействия на гармонический состав то- 45 ка, целесообразно. в качестве приоритетного параметра принять выпрямленное значение тока нагрузки преобразователя. Так как электрические сети характеризуются определенным значением индуктивного сопротивления, То в результате прохождения тока в линии возникает падение напряжения, гармонический состан которого всецело определяется гармоническим составом тока. В процессе избирательного воздействия на гармонический сос,тав тока путем изменения угла d> на величину и/и в системе возникают

07 толчки тока, а следовательно, и колебания напряжения. Эффектинггость способа н процессе регулирования зависит от того, какой из преобразователей подвергается регулированию. Для уменьшения колебаний напряжения в сети при избирательном изменении гармонических составов тока регулированию подлежит менее нагруженный преобра э ователь .

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.

Положим что соотношения сигналов на выходе блоков 3 и 4 таковы, что соответствуют положительному сигналу (логической единице) на первом выходе блока 5. Поскольку положительный сигнал воздействует на размыкающий ключ 6, последний находится в разомкнутом состоянии, и на сумматор 10 подается только сигнал, пропорциональный углу a(„,, от блока 8. Со второго выхода сумматора 10 сигнал, пропорциональггый углу c(,„,подается на блок управления анодной группы первого преобразователя. Одновременно с первого вйхода сумматора 10 подается сигнал, пропорциональный углу г„„„,на блок 12, с выхода которого получаем сигнал, пропорциональный

cos d „„.Этот сигнал подается на первый вход первого блока 14, одновременно на второй вход этого блока подается сигнал И g . В результате на

1 выходе блока 14 получаем сигнал,пропорциональный углу,Вычисленный с помощью этого устройства сигнал, пропорциональный углу, подается на блок управления катодной группы преобразователей. В результате на выходе перного преобразователя получаем заданное значение выпрямленного напряжения, равное U .

На вт ор ом выходе блока 5 сигнал отсутствует (логический нуль) . Размыкающий ключ 7 находится н замкнутом состоянии и с блока 9 сигнал, пропорциональный углу а = irr и, определяемый порядком резонирующей гармоники и, подается на второй вход сумматора 11.

Номер резонирующей гармоники определяется при помощи блока 15. Одновременно на вход первого сумматора с блока 8 подается сигнал, пропорциональный углу 4,„.В резу. гьтате на выходе сумматора 11 фор.лруется сигнал, пропорциональный углу . = („,щ+

146 7 707

+ ii /n. Со второго выхода сумматора ной гармонике, позволяет расширить

11 сигнал, пропорциональный Углу c(q область эффективного использования сдвинутый на l/n, подается на анод- преобразователей по минимуму потребную группу преобразователя. С перво- 5 ления реактивной мощности, го вь о 11

Формула изобретения

arccos (— cos с(„, )

2U@, V

IVlO КС для преобразователя с большим значением приоритетного параметра и агссоя — соя i 1„„„ - Т /и))

Г2Б dz

M0fKC для преобразователей с меньшим значени ем при ори т ет ног о пара метра, где U д — максимальное выпрямленМОКС ное напряжение преобразователей. тх да сумматора сигнал, пропорциональный углу d,подается на вход блока i3, с выхода которого получ а ем си г нал, пр опор ци о вал ь ный

cos cl> Этот сигнал одновременно с

10 сигналом 11, поступает на вход нелинейного блока 15, где происходит вычисление угла c(4. Сигнал, пропорциональный вычисленному углу o(4 с блока 15 подается на вход блока управления, катодной группы преобразователя 2, на выходе которого получаем выпрямленное напряжение U д,, Если же по каким-либо причинам

1 нагрузка второго преобразователя стала больше нагрузки первого, т. е. сигнал на выходе блока 4 стал больше сигнала блока З„та положительный сигнал появится на втором выходе блока 5. Тогда преобразователь 2 станет 25 первым, а преобразователь 1 — вторым, ., т. е. угол /и будет прибавляться к Ы „„, для преобразователя 1. В результате устройство может работать с минимальным потреблением реактивной мощности.

Таким образом, способ управления двумя вентильныьи преобразователями позволяет улучшить энергетические показатели двух совместно работающих

35, преобразователей за счет избирательного воздействия на гармонический состав искажений в питающей сети, исключить резонансные явления на одной из гармоник, расширить область эффективно- 40 го использования преобразователей для различных значений токовых нагрузок и выпрямленных напряжений,а также свести к минимуму потребление реактивной мощности и снизить толчки тока и мощности за счет выделения приоритетного параметра регулирования и обеспечения фазового сдвига углов управления одноименных групп на Я/n.

Способ управления двумя преобразователями имеет следующие преимущества: форма сетевого тока двух преобразователей не содержит гармоник с номером, исключает неблагоприятные.

55 резонансные явления на наиболее опасСпособ управления двумя вентильными преобразователями, питающимися от общей сети, заключающийся в том, что задают минимальное значение o( угла управления, значения 11 и

U выходных напряжений каждого пре2 образователя, включают тиристоры анодных и катодных групп преобразователей в моменты, соответствующие углам управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, задают допустимый уровень внешних. гармонич ес ких, задают требуемый при оритетный параметр (ток, мощность т. п, ), измеряют приоритетные параметры каждого из преобразователей,сравнивают их между собой и выбирают преобра зоват ель с наименьшим значением, устанавливают углы управления анодных групп равными минимальному значению d uu,измеряют значения токов высших гармонических в питающей сети, сравнивают данные значения с заданным допустимым уровн м, после чего сравнивают между собой гармонические составляющие, превышающие заданный допустимый уровень, и определяют номер гармоники w, имеющей максимальное значение, после чего устанавливают угол управления анодной группы преобразователя с наименьшим приоритетным параметром, равным ((„„,„+ i7/n), углы управления кат одными группами пр еобра зователей устанавливают равными

1467707

Составитель В. Миронов

Редактор Г. Гербер Техред Л.Олийньпс Корректор С. Шекмар

Заказ 1208/52 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101