Способ управления двенадцатифазным преобразователем на полностью управляемых тиристорах

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. Цель изобретения - улучшение коэффициента мощности. В способе управления двенадцатифазным преобразователем, заключающемся в формировании трехфазных систем токов на входе первого и второго мостов, сдвинутых по отношению друг к другу на 30°, предложено кривые токов на входе мостов формирователь отпиранием и запиранием вентилей по приведенному закону, согласно которому основная гармоника любого тока на входах мостов при любом выпрямленном напряжении совпадает по фазе с соответствующей кривой ЭДС, причем в любой момент времени ток нагрузки проводят либо пара вентилей первого, либо пара вентилей второго мостов. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„ЯО„„148ОО62 дц 1 Н 02 М 7/i2

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМ /

ПРИ ГННТ СССР описдник изоьткт ниМ.-

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2! ) 409 15 74/2 4-0 7 (22) 14.05.86 (46) 15.05. 89. Бюл. Р 18 (71) Производственное объединение

"Уралэлектротяжмаш им. В.И.Ленина (72) И.А.Зборовский (53) 621. 314.27 (088.8) (56) Размадзе Ш.Н. Преобразовательные схемы и системы. M.: Высшая школа, 1967, с. 186, рис. 4.1. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВЕНАДЦАТИФАЗHblM ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ НА ПОЛНОСТЬЮ УПРАВЛЯЕМЫХ ТИРИСТОРАХ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. Цель изобретения — улучшеl

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в электроприводах постоянного тока.

Целью изобретения является повышение коэффициента мощности.

На фиг.l показана схема двенадцатифазного преобразователя; на фиг.2— функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.3 — зависимость ЭДС фазы "a"., первого моста и токов всех вентилей от времени, выраженного в угловом измерении.

Преобразователь (фиг. 1) содержит трансформатор 1 с сетевой обмоткой 2 и вентильной обмоткой 3. Вентильная обмотка 3 состоит из двух частей: ние коэффициента мощности. В способе управления двенадцатифазным преобразователем, заключающемся в формировании трехфазных систем токов на входе первого и второго мостов, сдвинутых

0 по отношению друг к другу на 30 предложено кривые токов «а входе мостов формировать отпиранием и запиранием вентилей по приведенному закону, согласно которому основная гармоника любого тока на входах мостов при любом выпрямленном напряжении совпадает по фазе с соответствующей кривой

ЭДС, причем в любой момент времени ток нагрузки проводит либо пара вентилей первого, либо пара вентилей второго мостов. 3 ил.

2 части 4, соединенной в звезду, и час,ти 5, соединенной в треугольчик. Кроме того, преобразователь содержит два параллельно соединенных моста 6, 7, блок 8 управления преобразователем, блок 9 формирователей импульсов управления. Первый мост 6 соедннен тремя фазами ("а", "Ь", "с") с частью 4 вентильной обмотки 3. Первый мост содержит две группы тиристоров, катодную группу 10 и анодную группу 11.

Группа 10 состоит из тиристоров 12

14, соединенных между собой катодами, группа 11 — из тиристоров 15 — 17, соединенных анодами.

Второй мост 7 содержит также две группы тиристоров, катодную группу 18 и анодную группу 19. Первая группа

1480062 состоит их вентилей 20 — 22, вторая из вентилей 23 — 25.

На выходе преобразователя включена нагрузка 26, ветствует работе очередной пятерки тири сторо в. На входы бло ка 2 7 подается двенадцатифазная система мгновенных линейных напряжений с частей

4 и 5 обмотки 3, Блок 27 формирует на соответствующем выходе логический сигнал на интервале, когда одно из напряжений превышает по модулю другие. Назовем такой интервал зоной.

В начале .каждой зоны формируется импульсы цепью 30. Эта же цепь обеспечивает привязку к началу отсчета времени. По сигналу цепи 30 таймер 29 формирует импульсы длительности 8 ,которая может меняться в зависимости от внешней уставки. Блок 28, логически объединяя сигналы блока 27 и таймера 29, формирует короткие импульсы управления ключами 31-40. Эти ключи обеспечивают подключение формирователей 42-46 к источнику 41, При замыкании ключей 31, 33, 35, 37 и 39 формирователи 42-46 формируют импульсы, включающие соответствующий тиристор, а замыкание ключей 32, 34, 36, 38 и 40 вызывает формирование выключающих импульсов. Порядок переключения тиристоров мостов 6 и 7 преобразователя приведен в таблице.

Устройство (фиг.2) ..состоит из блока 27 выделения наибольшего напряжения, логического блока 28, таймера

29, синхрониэирующей цепи 30, электронных ключей 31 — 40, источника 41 питания. Блок 9 состоит из формирователей импульсов 42 — 46, Число ключей на весь преобразователь — 24, а число формирователей импульсов — 12.

На фиг. 2 показаны пять тиристоров

12, 15, 16, 21, 24 и соответствующее им число формирователей импульсов и ,электронных ключей, работающих на ино о тервале 6 времени (-45 6 "- -15 ) 20

В последующих 30-градусных зонах на протяжении периода напряжения питающей сети изменяется только состав пятерок тиристоров. Например, вторая пятерка включает тиристоры 12, 15, 25

20, 23, 24 (интервал -15 9 15) °

Всего на протяжении периода можно выделить 12 пятерок тиристоров. Блок

27 служит, для выделения 30-градусных интервалов, каждый из которых соот- 30

Момент времени, эл.град, Момент времени, эл.град, Тиристор

Тиристор

21,24

12,15

15

l3

20,23

24

23

14,17

20,23

21

14,17

12,15

21

20,23

16

12,15

23

24

20,23

14

22,25

23

13,16

14

13

21,24

22

21

12,15

14,17

23

22,25

13

14

13,16

21

22

21,24

14

22,25

22

13,16

17

16

21,24, 25

24

12,15

12

14,17

22

22,25

16

17

I 3,16

24

21,24

-45

-30/ (1 + — -) A

-15/(2 - h )

-15

-153

153

30/ (1 — — — ) а

30/(1 + )

15/(4 - A )

15/(4 + 9,)

15/(6 — 9, )

15/(6 + g)

15/(8 — 9. )

15/(8 + Я )

135 включае- выключаемый мый

3O/(5 2 ):

15 -(10 + A )

I5/(12 — 1 )

15/(12 + Ъ)

15/(14 — 7 )

15/(!4 + 3)

15/ (16 — Ъ )

15/(16 + 7 )

15/ (18 — % )

15/(18 + Ъ )

15/(20 — > )

15/(20 + g )

315 включаемый выключаемый

80062 .

Трехфазный Фаза мост

Выключаемый тиристор

Трехфазный Фаза мост

Включаемый тиристор

Момент времени, эл.град..1Iepвый

Второй

Катодный и анодный

Анодный

Кактодный и анодный

Анодный

-45

Пер вый

-30/ (1+

5 14

На первом по,.таблице интервале работы преобразователя ток нагрузки

/ Ъ проводят тиристоры 1, 15, Длительность первого интервала равна 15/1-h, В конце первого интервала по сигналу блока 28 замыкается электронный ключ

35, что приводит к срабатыванию формирователя 44 импульсов и отпиранию тиристора 16. Одновременно с отпиранйем тиристора 16 замыкается ключ 34, что приводит к срабатыванию формирователя 43 и запиранию тиристора 15.

С момента отпирания тиристора 16 и запирания тиристора 15 начинается второй интервал, при котором ток нагрузки проводят тиристоры 12 и 16.

Длительность второго интервала рав на 30%.

Через интервал 30 замыкаются электронные ключи 33..и 36, что приводит к отпиранию тиристора 15 и запиранию тиристора 16. С этого момента наступает третий интервал работы преобразователя. На этом интервале ток нагрузки проводят тиристоры 12 и 15, Длительность третьего интервала равна длительности первого, то есть 15/1-3.

Процессы, описанные для первой зоны -45О 9 15, повторяются в следующей зоне (-15 «» Я (15 ) и т.д. до конца периода, Изменение величины выходного напряжения достигается заданием значения через таймер 29.

Все электронные ключи размыкаются после замыкания через определенный

:интервал времени, измеряемый микросекундами и достаточный для отпирания и эапирания тиристоров.

Ток каждой фазы равен разности токов соответствующих тиристоров: на-. пример, ток фазы "а" моста равен разности токов тиристоров 12 и 15 и по- казан на фиг. 3. Основная гармоника тока фазы совпадает по фазе с ЭДС фазы независимо от значения выпрямленного напряжения, что приводит к повышению коэффициента мощности, равного отношению действующих значений активной составляющей основной гармоники тока и тока на входе преобразователя.

Кроме того, при управлении преобразователем согласно данному способу на входе преобразователя исключаются

10 гармоники 5, 7, 17, 19, ..., то есть, 6k + 1, где k — - нечетное число, так как на входе мостов формируются симметричные трехфаэные системы токов, сдвинутые на 30 . Одновременно обесо

15 печивается равномерность распределения токов между мостами эа счет того, что в любой момент времени весь ток нагрузки течет либо по паре тиристоров моста 6, либо по паре тирис20 торов моста 7, т.е. мосты нагружены равными токами.

Формула и з о б р е т е н и я

25 Способ управления двенадцатифазным преобразователем на полностью управляемых тиристорах, содержащим два параллельно подключенных к нагрузке трехфаэных моста с анодными и катод30 ными тиристорами, входы первого моста подключены к обмоткам трансформатора, соединенным в звезду, входы второго — к обмоткам трансформатора, соединенным в треугольник, эаключан—

ЗБ щийся в том, что задают отношение Ъ требуемого значения выпрямленного напряжения к его максимальному значению, задают начало отсчета времени и на периоде работы включают и выклю4р чают тиристоры обоих мостов, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения коэффициента мощности указанное начало отсчета времени задают в момент максимального напряже45 ния фазы а сети, а указанные включение и выключение тиристоров производят в следующие моменты времени:

1480062

11 а

Второй

Первый

° 1

11 — 15%

15h

Второй !

11 а

Ь а

Первый

Первый

Ь

Второй

Второй

Ь с

Первый

t1 !! » с

Ь

Второй

Ь с

Второй !

11 с

Ь а

Первый

Пер выл

Первый

Катодный

Ь а

Второй

Второй !!

tt а

Ь а

Первый

Первый

1! !!

II

Второй

Второй

tl с

Первый

»11»

Ь с

Ь с

Ь

Второй

Ь г

Второй

15/ (20-Ъ)

15/ (20+9) %, + — — )

2 — 15/ (2- ? )

-15

30/ (1 h — — -) 2

30/(1+ -) 2

15/ (4 — Ъ)

15/ (4+ "и)

15/ (6- 1)

15/ (6+Ъ)

105

15/ (8-Ъ)

15/ (8+ h)

135

30/(5- -„)

15/ (! 0+$) !

15/ (12-Ъ)

15/(12+%)

195

15/(14-Ъ)

15/(14+9,,1)

225

15/ (16-%)

15/ (16+3)

255

15/ (18-Ъ)

15/ (18+Ы

285

Катодный и анодный

Анодный

Катодный и анодный

Катодный

Катодный и анодный

Катодный

Катодный и анодный

Анодный

Катодньгй и анодный

Анодный

Катодный и анодный

Катодный и анодный

К."тодный

Катодный и анодный

Анодный

Катодный и анодный

Анодный

Катодный и анодный

Катодный

Катодный и анодный

Катодный

ll

ll

Первый

Катодный и анодный

Анодный

Катодный и а нодньп

Катодный

Катодный и а нодный

Катодный

Катодный и анодный

Анодный

Катодный и анодцый

Анодный

Катодный и анодный о К ат о дный

Катодный и а нодный

Катодный

Катодный и анодный

Анодный

Катодный и анодный

Анодный

Катодный у анодный

Катодный

Катодный и анодньп

Катодный

Продолжение таблицы

1480062

Фиг. 1

1480062

Составитель В.Миронов

Редактор А.Маковская Техред Л.Сердюкова Корректор С.йекмар

Заказ 2554/53 Тираж 647 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета,по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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