Устройство для управления мостовым преобразователем с двукратным включением вентилей

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике. Цель изобретения - расширение области применения и упрощение устройства. Устройство для управления мостовым преобразователем с двукратным включением вентилей содержит фазосмещающее устройство 1 с синхронизатором 2, формирователи импульсов управления 3, первые входы которых соединены с выходами фазосмещающего устройства, дифференцирующие элементы 5....10, входы которых подключены к соответствующим выходам синхронизатора фазосмещающего устройства, а выходы - ко вторым входам формирователей импульсов управления. При этом число дифференцирующих элементов, число выходов фазосмещающего устройства и синхронизатора равно числу управляемых вентилей. Используя свойство синфазности синхронизирующего напряжения и линейного на входе преобразователя, формируют дополнительные импульсы управления, дифференцируя сигналы на выходе синхронизирующего устройства, и подают их на вторые входы формирователей импульсов управления, что позволяет упростить схему устройства управления и расширить диапазон регулирования. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„153 494 А1 (51) 5 Н 02 М 162

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР

1 (21) 4403692/24-07 (22) 06.04.88 (46) 15.01.90, Бюл. М 2 (71) Производственное объединение

"Уралэнергоцветмет" (72) В.Г.Лысенко и И.Ф.Максимов (53) 621.316.727(088.8) (56) Синолицый А.Ф. О требованиях к системам управления преобразователями с двукратным включением вентилей — Известия ВУЗов. Энергетика, 1971, 1" 12, с, 119.

Авторское свидетельство СССР

N -1020959, кл, Н 02 M 7/155, 1983 ° (54) УСТРОЙСТВО,ПЛЯ УПРАВЛЕНИЯ MOCT0BblM ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С ДВУКРАТНИМ

ВКЛЮЧЕНИЕМ ВЕНТИЛЕЙ

2 (57} Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике. Цель изобретения - расширение области применения и упрощение устройства. Устройство для управления мостовым преобразователем с двукратным включением вентилей содержит фазосмещающее устройство 1 с синхронизатором 2, формирователи импульсов управления 3, первые входы которых соединены с выходами фазосмещающего устройства, дифференцирующие элементы 5-10, входы которых пбдключены к соответствующим выходам синхронизатора фазосмещающего устройства, а выходы - к вторым входам формирователей импульсов управления, При

153á494 этом число дифференцирующих элементов, число выходов фвзосмещающего устройства и синхронизатора равно числу управляемых вентилей. Используя свойство синфазности синхронизирующего напряжения и линейного на входе преобразователя, формируют дополни

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, в частности к устройствам управления вентильными преобразователями с улучшенным коэффициентом мощности.

Цель изобретения - расширение об- 20 ласти использования и упрощение устройства, На фиг .1 представлена блок-схема устройства для управления мостовым преобразователем с двукратным включением вентилей; на фиг.2 — временные диаграммы> поясняющие работу устройства; на фиг.3 и 4 — диаграммы Фазных и линейных напряжений вентильного преобразователя при углах oI . = ЗО

= 90 и 45 эл.град. соответственно.

Устройство для управления мостовым

:преобразователем с двукратным включением вентилей содержит фазосмещаю,щий блок 1 с синхронизатором 2. Вы ходы фазосмещающего блока подключены к первым входам формирователей 3 управляющих импульсов соответству>ощих каналов управления преобразователя 4.

Входы дифференцирующих элементов 40

5-10, подключены к соответствующим выходам синхронизатора 2, а выходык вторым входам формирователей управляющих импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Синхронизирующее напряжение сформировано так, чтобы совместить диапазон изменения угла подачи импульса с требуемым диапазоном угла управления сб (диаграмма синхронизирующих напряжений приведена на фиг.2а) . При этом начало отсчета текущего угла совмещено с точкой естественного включения вентилей преобразователя.

Из диаграмм на фиг.2а и 3 видно, что точки перехода через нуль синхронизирующих напряжений совпадают с точками естественной коммутации. При тельные импульсы управления, дифференцируя сигналы на выходе синхронизирующего устройства, и подают их íà BTQ рые входы формирователей импульсов управления, что позволяет упростить схему устройства управления и расширить диапазон регулирования, 4 ил, этом каждое синхронизирующее напряжение совпадает по фазе с одним из линейных напряжений (фиг,3б): А— сАС, В-сВА, а С вЂ” сСВ. Каждый канал синхронизатора 2 Формирует две последовательности прямоугольных импульсов, сдвинутых на 180 эл.град.:

А-Х, B-Y, С-Z (Фиг.2б) . Передние фронты прямоугольных импульсов дифференцируются с помощью элементов 5-10 дифференцирования (Фиг,2 5) . Так как синхронизирующие и линейные напряжения синфазны, Io дополнительные управляющие импульсы Формируются в момент перехода линейных напряжений через нуль.

Рассмотрим работу устройства при угле управления о = 90 эл.град. Г момент времени с, фазосмещающим блоком 1 формируется основной импульс А (на диаграммах основные импульсы не показаны), в работу вступает вентиль

А; на отрезке времени t < — t работает пара вентилей А-Y. В момент времени „ линейное напряжение АБ становится равным нулю. В этот же момент времени синхронизирующее напряжение В переходит через нуль. При этом на выходе канала В синхронизатора 2 формируется прямоугольный импульс, передний фронт которого дифференцирует-. ся с помощью элемента 10.

Дополнитег>ьный импульс (U10), ширина которого определяется параметрами элемента 1О дифференцирования, поступает на вход Формирователя 3 импульсов канала X. Так как в момент времени t2 силовое напряжение А становится меньше, чем В, то происходит коммутация с вентиля 7 на вентиль Х. (посколько в анодной группе вентилей вентиль с меньшим напряжением по абсолютной величине на катоде всегда коммутирует вентиль с большим по абсолютной величине напряжением на катоде) .

153

Таким образом, в интервале времени t — t в работе находится пара вентилей А-Х. При этом реактивная энергия в сеть передаваться не будет, а будет рассеиваться на активном сопротивлении контура Z А-Х. В момент времени t> фазосмещающим блоком 1 формируется основной импульс Z, Так как силовое напряжение А в этот момент равно нулю, напряжение С отрицательно, то происходит коммутация с вентиля X на вентиль Z и в отрезок времени t — t в работе находится пара вентилей А-Z. В момент времени с4 линейное напряжение АС и совпадающее с ним по фазе синхронизирующее напряжение канала А переходят через нуль. При этом на выходе канала X синхронизатора 2 формируется прямоугольный импульс, который дифференцируется с помощью элемента 5. . С выхода элемента 5 дополнительный импульс поступает на формирователь 3 канала С. Происходит коммутация тока с вентиля А на вентиль С, так как в этот момент фазное напряжение С становится больше, чем напряжение А. В интервале времени t4 — t< в работе находится пара вентилей С-Z. В момент времени t фазосмещающий блок 1 формирует основной импульс В. Происходит коммутация тока с вентиля С на вентиль В. В интервале t — t6 в работе находится пара вентилей В-Z, В момент времени t6 линейное напряжение ВС и находящееся с ним в противофазе синхронизирующее напряжение С переходят через нуль, При этом прямоугольный импульс формируется на выходе канала С синхронизатора 2> а на выходе дифференцирующего элемента 6 формируется дополнительный импульс (v6), который поступает на формирователь 3 канала У, Происходит коммутация тока с вентиля Z на вентиль У, В течение отрезка времени t< в работе находится пара вентилей В-Y.

В момент времени t> основной импульс поступает на вентиль Х. Происходит коммутация с вентиля У на вентиль Х.

В период t7 — с8 в работе находится пара вентилей В-Х. В момент времени линейное напряжение ВА и совпадаю8 щее с ним по фазе синхронизирующее напряжение В переходят через нуль.-

При этом прямоугольный импульс формируется на выходе канала У синхронизатора, а на выходе дифференцирующего

6494

6 элемента 7 формируется дополнительный импульс (Б7), который поступает на формирователь 3 канала А.

В течение промежутка времени

t в работе находится пара вентилей X-А. В момент времени t> формируется основной импульс С, Прй этом происходит коммутация с вентиля А на вентиль С. В течение промежутка времени t> — t< в работе находится пара вентилей С-Х. В момент времени линейное напряжение СЛ и находящееся с ним в противофазе синхронизирующее напряжение А переходят через нуль.

При этом на выходе канала А синхронизатора формируется прямоугольное напряжение, а на выходе элемента 8 дополнительный импульс (!!8), который

20 поступает на формирователь 3 канала

Z. Вентиль Z коммутирует вентиль Х.

В течение промежутка времени

t « — t « e работе находится пара вентилей С-Z, В момент времени t« фазосмещающий блок 1 формирует основной импульс, поступающий на формирователь

3 импульсов канала управления У преобразователя 4. В работу вступает вентиль Y. При этом в течение проме30 жутка времени t, — t, в работе находится пара вентилей С-У.

В момент времени tqz линейное напряжение СВ и совпадающее с ним по фазе синхронизирующее напря. жение канала С фазосмещающего блока 1

35 переходят через нуль. При этом на выходе канала Z синхронизатора формируется прямоугольный импульс, а на выходе дифференцирующего элемента 940 дополнительный импульс (v9), который поступает на формирователь 3 канала В преобразователя 4. Происходит коммутация с вентиля С на вентиль В. Г течение промежутка времени t,z t<> в работе находится пара вентилей В-Y.

4 В дальнейшем работа устройства циклически повторяется..

Рассмотрим работу устройства при угле управления = 45 эл. град.. (фиг.4) . При углах управления

М<60 эл.град . в кривой выходного напряжения преобразователя отрицательные участки отсутствуют (фиг,4б).

Однако устройство формирует дополнительные импульсы во всем диапазоне углов управления от о . „С,ц до К мин

Дополнительные импульсы, подаваемые на формирователи 3 импульсов, в диапазоне углов „„„= 60 эл.град. не

1 536 l9 < нарушают нормальные процессы коммутации вентилей преобразователя 4. Дополнительные импульсы Формируются в четные моменты времени t q — t <, В мо- 5 мент времени t вступает в работу венвентиль Z и в работе находится пара вентилей А-Z. В момент времени t дополнительный импульс поступает на ввнтиль Х. Однако на катоде вентиля Z в этот момент времени присутствует максимальное отрицательное напряжение (амплитудное значение) . Так как вентили Z и Х находятся в анодной группе, то коммутации с вентиля Z на вен- 15 тиль X не происходит и вентиль Z остается в работе. Аналогичные коммутационные процессы протекают и в катодной группе вентилей.

В момент времени t основной импульс, формируемый фазосмещающим бло20 ком 1, поступает на вентиль В и в работе находится пара вентилей В-Z.

В момент времени t дополнительный импульс поступает на вентиль С. Однако, так как на аноде вентиля С в этот момент времени присутствует отрицательное напряжение, а на аноде вентиля В - максимально возможное значение положительного напряжения (амплитудное значение), то коммутация тока с вентиля В на вентиль С невозможна. Поэтому в работе остается пара вентилей В-Z. В моменты времени

t < — t< коммутационные процессы протекают аналогично. 35

Экспериментальные исследования

Предлагаемого устройства для управления мостовым преобразователем с двукратным включением вентилей в соста ве лабораторной установки показывают, 40 что по сравнению с устройством-прототипом предлагаемое устройство значительно проще. Так как формирование дополнительных импульсов определяется лишь моментами перехода синхронизирующих напряжений через нуль (при этом используется свойство синфазности синхронизирующих и линейных напряжений), предлагаемое устройство обеспечивает режим двукратного включения 50 при любом типе .основных управляющих импульсов, пригодных для управления трехфазной мостовой, схемой, что расширяет область его применения, Дополнительными преимуществами 55 применения устройства являются расширение диапазона регулирования в режиме двукратного включения и независимость этого диапазона от ширины управляющих импульсов.

Действительно, в общем случае диапазон регулирования в режиме двукратного включения прототипа определяется следующей зависимостью.

D = D (t< — 60), где 1) - — диапазон регулирования в режиме двукратного включения, эл.град..

0 «<„, — максимальный диапазон регулирования в режиме двукратного включения, эл.град., D «= 60 эл.град.;

t — ширина основньи управляющих импульсов, эл. град.

При ширине управляющих импульсов

t = 70 эл.град., что является минимальной шириной при управлении мостовой схемой, диапазон регулирования в режиме двукратного включения равен

D = 60 - (70 - 60) = 50 эл.град., т.е, сокращается на 10 эл,град. по сравнению с максимальным.

Если ширина основных управляющих импульсов превышает 70 эл.град. (например, в преобразователях, работающих на обмотки возбуждения электрических. машин), то диапазон регулирования в режиме двукратного включения составляет менее 50 эл,град.

Таким образом, применение изобретения устраняет зависимость диапазона регулирования в режиме двукратного включения от ширины упра Вляющих импульсов.

Формула изобретения

Устройство для управления мостовым преобразователем с двукратным включением вентилей, содержащее фазосмещающий блок с синхронизатором, при этом число выходов фазосмещающего блока и синхронизатора равно числу управляемых вентилей, формирователи импульсов управления, первые входы которых соединены с выходами фазосмещающего блока, отли чающееся тем, что, с целью расширения области использования и упрощения устройства, оно снабжено дифференцирующими weментами по числу управляемых вентилей, входы которых подключены к соответствующим выходам синхронизатора фазосмещающего блока, а выходы - к вторым входам Формирователей импульсов упра вления .

1536494

1536494

E 18 У4 56 7д У1д1И Рог.4

Гоставитель В.Гордеев

Техред N,Дидык. Корректор Т,Палий

Редактор И.Касарда

Заказ 115/89 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С СР

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

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