Устройство для управления тиристорным выпрямителем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямителями. Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник. В устройстве на вход блока 3 импульсно-фазового управления подается компенсирующее напряжение, сформированное в формирователе 19 компенсирующего напряжения и обработанное по фазе и амплитуде в регулируемом фазовращателе 18 и регулируемом усилителе 17 под действием сигналов, поступающих через пропорционально-интегральные регуляторы 15, 16 с выходов оптимизатора 11 компенсирующего напряжения 11 через первые входы сумматоров 12, 13, на вторые входы которых поступает сигнал с задатчика 14 уровня низкочастотной гармоники. На вход оптимизатора 11 компенсирующего напряжения поступает сигнал с элемента 9 выборки хранения, управляемого формирователем 10 импульсов, на вход элемента 9 выборки-хранения поступает сигнал с умножителя 8 напряжения, полученный перемножением выходного сигнала регулируемого фазовращателя 18 и сигнала с датчика 6 напряжения, включенного на выходе тиристорного выпрямителя 4. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 Н 02 М 7/02 у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

Il0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4634394/24-07 (22) 09.01.89 (46) 07.12.90. Бюл. № 45 (71) Харьковский политехнический институт им. В. И. Ленина (72) В. П., Шипилло, Н. H. Страхов, С. И. Дрейслер и С. В. Очеретяный (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 230269, кл. Н 02 М 1/14, 1969.

Патент США № 3453526, кл. Н 02 М1/14,,1969. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямителями. Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник. В устройстве на вход блока 3 импульсно-фазового управле„„SU„„1612360 д ) ния подается компенсирующее напряжение, сформированное в формирователе 19 компенсирующего напряжения и обработанное по фазе и амплитуде в регулируемом фазовращателе 18 и регулируемом усилителе 17 под действием сигналов, поступающих через пропорционально-интегральные регуляторы 15, 16 с выходов оптимизатора 11 компенсирующего напряжения через первые входы сумматоров 12, 13, на вторые входы которых поступает сигнал с задатчика 14 уровня низкочастотной гармоники. На вход оптимизатора 11 компенсирующего напряжения поступает сигнал с элемента 9 выборки-хранения, управляемого формирователем 10 импульсов, на вход элемента 9 выборки-хранения поступает сигнал с умножителя 8 напряжения, полученный перемножением выходного сигнала регулируемого фазовращателя 18 и сигнала с датчика 6 напряжения, включенного на выходе тиристорного выпрямителя 4. 3 ил.

1612360

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямителями.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема оптимизатора компенсирующего напряжения; на фиг. 3 — диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные задатчик 1 величины тока, первый вход регулятора 2 тока и первый вход блока 3 импульсно-фазового управления, тиристорный выпрямитель 4, датчик 5 тока, вход которого подключен к второму входу регулятора 2 тока, датчик 6 напряжения и нагрузку 7. Вход датчика 6 напряжения соединен с первым входом умножителя 8 напряжения, выход которого соединен с входом элемента 9 выборки хранения, к управляющему входу которого подключен выход формирователя 10 импульсов. Выход элемента 9 выборки хранения подключен к входу оптимизатора 11 компенсирующего напряжения, выходы которого подключены к первым входом сумматоров 12 и .13. К вторым входам сумматоров 12 и 13 подключен выход задатчика 14 уровня низкочастотной гармоники. Выходы сумматоров 12 и 13 подключены к входам пропорционально-интегральных регуляторов 15 и 16, выходы которых соединены с управляющими входами регулируемого усилителя 1? и регулируемого фазовращателя 18. Выход регулируемого усилителя 17 подключен к второму входу блока 3 импульсно-фазового управления, а вход — к выходу регулируемого фазовращателя 18, который подключен к второму входу умножителя 8 напряжения. К входу регулируемого фазовращателя 18 подключен выход формирователя 19 компенсирующего напряжения, подключенный также к синхронизирующему входу оптимизатора 11 компенсирующего напряжения и к входу формирователя 10 импульсов. Синхронизирующий вход формирователя 19 компенсирующего напряжения подключен к питающей сети., Оптимизатор 11 компенсирующего напряжения (фиг. 2) (далее оптимизатор) содержит вход блока 20 вычисления U--, выход которого соединен с входом блока 21 управления координатами, при этом первый вход блока вычисления Л! !.. является входом оптимизатора. К входу оптимизатора 1 компенсирующего напряжения подключен ключ 22, соединенный последовательно с запоминающим блоком 23, выход которого подключен к второму входу блока 20 вычисления AU. Выход блока 24 синхронизации подключен к управляющим входам ключа 22 и блока 21 управления координатами. Вход блока синхронизации является синхронизи5

55 рующим входом оптимизатора, а выходы блока управления координатами являются первым и вторым выходами оптимизатора.

Устройство работает следующим образом.

На вход регулятора 2 тока подается сигнал задатчика 1 величины тока и сигнал обратной связи, поступающий с датчика 5 тока.

Выходной сигнал регулятора 2 тока воздействует на систему 3 импульсно-фазового управления. Выходной сигнал тиристорного выпрямителя 4, содержащий низкочастотную неканоническую гармонику )„умножается в умножителе 8 напряжения HB выходной сигнал регулируемого фазовращателя 18 U<.

Сигнал Уф получается в результате фазовой обработки выходного сигнала формирователя 19 компенсирующего напряжения, представляющего собой синусоидальный автогенератор, синхронизируемый питающий тиристорный выпрямитель 4 сетью, для исключения влияния изменений частоты питающей сети на эффект подавления гармоник. С выхода умножителя 8 напряжения сигнал 1!! подается на элемент 9 выборки-хранения, выполненный на основе дискретного фильтра, фиксирующего среднее значение выходного сигнала умножителя 8 напряжения

Uo за период у-й неканонической гармоники. Выходной сигнал элемента 9 выборкихранения Usx представляет собой ступенчато изменяющееся в тактовые моменты постоянное напряжение. Управление элементом 9 выборки-хранения осуществляется прямоугольными импульсами форМирователя

10 импульсов, синхронизированного выходным сигналом формирователя 19 компенсирующего напряжения. Сигнал U. поступает на двухкоординатный оптимизатор 1 компенсирующего напряжения шагового типа, осуществляющий поочередную оптимизацию фазы „и амплитуды U компенсирующего сигнала U„,. При этом выходной сигнал элемента 9 выборки-хранения Usx на и-м шаге блока 20 вычисления Л1)(фиг. 2) сравнивается с сигналом U q» полученным на предыдущем шаге и поступающим с запоминающего блока 23.

Запоминание Us <„0 осуществляется при замыкании ключа 22, синхронизированного выходным сигналом блока 24 синхронизации, на вход которого подается сигнал

U ° с выхода формирователя 19 компенсирующего напряжения. Переключение оптимизатора 1 компенсирующего напряжения с канала фазы р„на канал амплитуды Ц, компенсирующего сигнала U„. и наоборот осуществляется при достижении локального мичимума в каждом канале или через равные интервалы времени блоком 21 управления координатами. При оптимизации каждой из координат компЕнсирующего сигнала (1„„выходные управляющие сигналы оптимизатора 11 компенсирующего напряже1612360

Формцла изобретения

25 ния отрабатываются для поддержания нулевого сигнала ошибки пропорциональноинтегральными регуляторами 12 и 13, на вход которых поступает также заданный уровень неканонической гармоники U„ с задатчика 14 уровня низкочастотной гармоники. Под действием управляющих сигналов, поступающих с выходов пропорциональноинтегральных регуляторов 12 и 13, в регулируемом фазовращателе 18 имеется фаза Ip», а в регулируемом усилителе !7 — амплитуда U< компенсирующего сигнала

Обработанный по фазе или амплитуде компенсирующий сигнал U„, подается на второй вход системы 3 импульсно-фазового управления тиристорного выгрямителя 4, в результате чего снижается уровень гармоники UÄ в выходном напряжении.

Увеличение исходного уровня неканонической гармоники на выходе тнристорного выпрямителя 4 вызывает увеличение сигнала 1)„на входе умножителя 8 напряжения.

Допустим. блок 2! управления координатами (фиг. 2) оптимизатора 11 компенсирующего напряжения подключен на канал фазы компенсирующего сигнала U . Тогда амплитуда этого сигнала фиксируется и изменение величины комгенсирующего сигнала Ц„ определяется только выходным сигналом регулируемого фазовращателя 18 (фиг. 3).

Максимальный эффект подавления неканонической гармоники U, будет в случае совпадения фа=ы U, и выходного сигнала регулируемого фазовращателя 18 1)ф, поэтому оптимизация ведется по максимуму выходного сигнала элемента 9 выборки-хранения 11... пропорционального интегралу его входного сигнала за предшествующий период Т,.

».7

U-(1) = i, T (1у(Ц 11, 1n — i) т

nT+<1<(n+1) Т

Оптимизация по каналу фазы рк будет продолжаться до тех пор, пока выходной сигнал регулируемого фазовращателя 18 не станет равным Бфз, что соответствует максимальной величине положительной площади выходного сигнала умножителя 8 напряжения U 3. После переключения блока 21 управления координатами на канал амплитуды компенсирующего сигнала Ц„. фиксируется фаза ср<, .а амплитцуда Ug изменяется в регулируемом усилителе 17. Так как выходной сигнал регулируемого фазовращателя 18 1 фз не изменяется, то вь|ходной сигнал умножителя 8 напряжения 1)„зависит только ст сигнала U,. Оптимизация ведется уже по минимуму выходного сигнала элемента 9 выборки-хранения U-., которому ссютветствует меньшая величина положительной площадки выходного сигнала умноI жителя 8 напряжения Uyq.

Дальнейшая поочередняя оптимизац,ия фазы и амплитуды компенсир; ющего сигнала U», будет продолжаться до тех пор, пока амплитуда гармоники Uä на выходе тиристорного выпрямителя 4 не достигнет требуемого значения, определяемого величинси Ьъ3 °

Таким образом, всякие изменения v-й неканоннческой гармоники на выходе тиристорного выпрямителя 4 компенсируется изменением величины компенсирующего сигнала U„,. Beëè÷èÿà неканонической гармоники автоматп "ски поддегживается на уровне, задаваемом величиной сигнала U.з задатчика 14 уровня ни::.очастотной гармоники.

Устройство для управления тиристорным выпрямителем, содержащее задатчик величины тока, выход которого соединен с первым входом регулятора тока, который выходом соединен с первым входом блока импульсно-фазового управления, выход которогс едназначен для подключения к управляющему входу тиристорного выпрямителя. датчик тока выпрямителя, выход которого подключен к второму входу регулятора тока, датчик выходного напряжения выпрямителя, отличающееся тем, что, с целыс повышения качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гppNoHHK, оНО снаожено умножителем напр>-жения, элементом выборки-хранения, формирователем импульсов, блоком вычисления

AU--. блоком управления координатами, ключом, запоминающим блоком, блоком синхронизации, первым и вторым сумматорами, задатчиком уровня низкочастотной гармоники, двумя пропорционально-интегральными регуляторами, регулируемым фазовращателем, регулируемым усилителем и формирователем компенсирующего напряжения, 40 причем первый вход умножителя напряжения подключен к выходу датчика напряжения, а выход умножителя напряжения подключен к входу элемента выборки-хранения, к управляющему входу которого подключен выход формирователя импульсов, к выходу элемента выборки-хранения подключен первый вход блока вычисления ЛU... выход которого соединен с входом блока управления координатами, первым и вторым выходами соединенный соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров, к вторым входам которых подключены выходы задатчика уровня низкочастотной гармоники, выходы сумматоров через пропорциональноинтегральные регуляторы подключены к управляющим входам регулируемого усили55 теля и регулируемого фазовращателя, выход регулируемого усилителя подключен к второму входу блока импульсно-фазового управления, к входу регулируемого усилите1612360

Фиг. J

Составитель В. Гордеев

Редактор Г. Гербер Техред А. Кравчук Корректор М. Шароши

Заказ 3834 Тираж 500 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ля подключен выход регулируемого фазовращателя, подключенный также к второму входу умножителя напряжения, к входу регулируемого фазовращателя подключен выход формирователя компенсирующего напряжения, подключенный также к входу формирователя импульсов и блока синхронизации, выход которого соединен с управляющими входами ключа и блока управления координатами, причем синхронизирующий с; вход формирователя компенсирующего напряжения подключен к питающей цепи.