Способ управления четырьмя тиристорными выпрямителями, работающими на разные нагрузки от одного источника питания

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель изобретеИзобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямительно-инвертными преобразователями системы питания тяговых двигателей электроподвижного состава переменного тока. Цель изобретения - повышение коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики. На фиг.1 приведен вариант выполнения устройства для осуществления способа; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений ния - повышение коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики . Предлагаемый способ позволяет повысить коэффициент мощности на основной части регулировочной характеристики за счет улучшения формы первичного тока в диапазоне регулирования напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (sl)s Н 02 М 7/155

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4710705/07 (22) 11.05.89 (46) 23.04,91. Бюл. М 15 (71) Сибирский завод комплектного электропривода (72) P.Ä.Валеев и А.Т.Бурков (53) 621,314.2 (088.8) (56) Феоктистов В.П., Антюхин В.М. Улучшение энергетических показателей электроподвижного состава переменного тока с управляемыми выпрямителями. — Электротехника, 1982, hh 11, с.48 — 49, рис.2б и Зе.

Феоктистов В.П., Антюхин В.М. Улучшение энергетических показателей злектроподвижного состава переменного тока с управляемыми выпрямителями. — Электротехника, 1982, 1Ф 11, с.48 — 49, рис.4в,д. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ЧЕТЫРЬМЯ

ТИРИСТОРНЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ, РАБОТАЮЩИМИ НА РАЗНЫЕ НАГРУЗКИ

ОТ ОДНОГО ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель изобретеИзобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямительно-инвертными преобразователями системы питания тяговых двигателей электроподвижного состава переменного тока.

Цель изобретения — повышение коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики.

На фиг.1 приведен вариант выполнения устройства для осуществления способа;,на фиг.2 — временные диаграммы напряжений

„„5U „„1644328 А1 ния — повышение коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики. Предлагаемый способ позволяет повысить коэффициент мощности на основной части регулировочной характеристики за счет улучшения формы первичного тока в диапазоне регулирования напряжения (0,25-1,0) Од,. где Од, — максимально возможное напряжение. Способ заключается в том, что вначале увеличивают суммарный интервал проводимости выпрямителей до

180 — фэл.град, совмещая импульс выключения для предыдущего выпрямителя с импульсом включения для последующего выпрямителя, затем сдвигают импульс выключения для второго выпрямителя к концу и импульс включения для третьего выпрямителя — к началу полупериода сетевого напряжения, сохраняя указанное совмещение импульсов управления, после чего увеличивают интервалы проводимости до 180 эл.град, причем угол ф выбирают в диапазоне 1525 эл.град. 3 ил, и токов устройства; на фиг,3 — зависимость коэффициента мощности к от степени ре- О гулирования Ud/Vdo где Ud — текущее значение выпРЯмлениЯ напРЯжениЯ, Udo— максимальное значение выпрямленного напряжения.

Устройство для осуществления предложенного способа содержит тиристорн ые выпрямители 1 — 4, выводами переменного тока подсоединенные первый и второй выпрямитель — к вторичной обмотке тягового трансформатора 5, а третий и четвертый выпрямитель — к вторичной обмотке тягово1644328 го трансформатора 6, первичные обмотки которых подсоединены через токосъемник к контактной сети 7 и к "земле". К выводам постоянного тока выпрямителей подключены нагрузки, каждая иэ которых выполнена, в виде цепочки последовательно соединенных сглаживающего реактора 8 и группы тяговых двигателей 9, Устройство содержит также блок управления 10, выходами подсоединенный к управляющим электродам тиристоров тиристорных выпрямителей 1-4.

Тиристорные выпрямители 1-4 могут быть выполнены на базе двухоперационных тиристоров, выключаемых током управления, либо на базе обычных однооперационных тиристоров, снабженных индивидуальными. устройствами принудительной коммутации. Блок 10 управления может быть выполнен на базе системы импульсно-фазового управления с вертикальным принципом регулирования фазового положения импульсов включения и выключения либо на базе микропроцессорной системы управления (МПСУ), программным путем реализующей заданнйй алгоритм управления.

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально блок 10 формирует импульсы управления на включение и выключение (тиристорами выпрямителей 1 — 4 в середине полупериода кривой напряжения сети 3, и напряжение на тяговых двигателях равно нулю, Далее, по мере трогания и по. вышения частоты вращения тяговых двигателей 9 напряжение 01-04 на. выходе тиристорных выпрямителей 1 — 4 увеличивается, Для этого с помощью блока 10 фазы импульсов управления тиристорами выпрямителей регулируются таким образом, что передний фронт импульса напряжения 01 сдвигается к началу полупериода до угла ф, а задний фронт импульса U>, соответствующий моменту выключения тиристора выпрямителя 1, совпадает по фазе с передним фронтом импульса выходного напряжения

Uz второго выпрямителя и также сдвигается

"влево" от середины полупериода. Аналогично производится и сдвиг заднего импульса Оэ для третьего выпрямителя, совмещенного rto фазе с передним импульсом U4 для четвертого выпрямителя, но уже

"вправо" от середины полупериода. При этом задний фронт 04, сдвигаясь к концу полупериода, устанавливается на угле а-ф. Затем задний фронт 0>, совмещенный с передним фронтом Uz, сдвигается

"вправо" от начала полупериода, а задний фронт Uz сдвигается к концу полупериода.

Аналогично, но в противоположную сторону происходит сдвиг фронтов импульсов напряжений Оэ и 04. Характер изменения формы первичного тока ly, равного суммарному току четырех выпрямителей, на описанном этапе регулирования показан на трех первых периодах диаграммы ly = f (с) (см.фиг.2).

Регулирование передних и задних со10 вмещенных по фазе фронтов импульсов U>04 должно производиться при выполнении обязательного условия равенства нагрузок выпрямителей, т.е. равенства средневыпрямленных напряжений, которое записыва15 ется в виде

Ud> =... Udz =... Udi = Ud4, где Ud — среднее значение выпрямленного напряжения для i-ro выпрямителя.

С учетом того, что 4 = выклЛ

= 1/л f Ол э1п Od 0, укаэанное условие а sKn.t праобразуется к виду

СОВ авкл.1 C0S авыклЛ = СОэавклЛ вЂ” СО$ авыклЛ = СОВ авкл.4 — СО$ авыкл.4, где U — максимальное значение синусоидального напряжения на вторичных обмотках тягового трансформатора, авклЛ вЂ” УГОЛ ВКЛЮЧЕНИЯ тИРИСтОРОВ i-ГО

З0 выпрямителя или угол переднего фронта импульса Оь авыкл, — то же для угла выключения или заднего фронта импульса Оь

Из диаграмм на фиг.2 видно, что к концу описанного этапа регулирования выходное напряжение каждого выпрямителя повышается до величины, близкой к 0,5 Ud„.

При дальнейшем регулировании выпрямленного напряжения до 1,0 Ud, передние и задние фронты импульсов 0>-04 занимают положение соответственно в начале и конце полупериода, как это показано на фиг.2. Причем на основном интервале

45 регулирования первичный ток ly имеет характерную четырехступенчатую форму (см.четвертый период кривой ly).

Из представленного видно, что в диапазоне регулирования напряжения (0,-0,5)х хОд форма первичного тока ly соответству50 ет двухзонному секторному регулированию,при котором в случае выбора угла ф в диапазоне 15-20 эл. град., для напряжения (0,4-0,45) Ud достигается максимальный коэффициент мощности, равный 0,985.

В диапазоне регулирования напряжения (0,5-1,0) Ud форма первичного тока iy соответствует многозонному секторному регулированию (или многоступенчатому

1644328 регулированию от середины кривой напряжения сети), что позволяет в случае выбора угла tP в диапазоне 20 — 25 эл.град., для напряжения (0,8 — 0,9) Upp получить максимальный коэффициент мощности, равный 0,99 при относительно высоком среднем значении коэффициента мощности к р .

Согласно фиг,З, расчетная зависимость к = f(Ur/Од,) показала, что средний за весь диапазон изменения напряжения 0 коэффициент мощности составил 0,904, что по сравнению с известным способом (см,пунктирную линию) выше не менее чем на 3 .

Изменение величины угла упри переходе от регулирования первой половины напряжения ко второй можно осуществлять программным путем с помощью системы управления.

Можно также установить угол ф фиксированным, например, равным 20 эл.град, При этом средний коэффициент мощности уменьшится не более чем на 0,2 — 0 3 $, т

Формула изобретения

Способ управления четырьмя тиристорными выпрямителями, работающими на разные нагрузки от одного источника питания, по которому формируют импульсы включения и выключения тиристоров выпрямителей в середине каждого полупериода кривой сетевого напряжения, увеличивают суммарный интервал проводимости выпрямителей до 180 — 2фэл,град., сдвигая импульсы включения для первого выпрямителя к началу полупериода до угла

tP и импульсы выключения для четвертого выпрямителя — к концу полупериода до угла

180-ф, одновременно совмещая во времени импульс выключения для первого выпря5 мителя с импульсом включения для второго выпрямителя и импульс выключения для третьего выпрямителя с импульсом включения для четвертого выпрямителя, после чего . увеличивают интервал проводимости для

10 каждого выпрямителя до 180 эл.град., причем фазовое положение формируемых указанных импульсов включения и выключения регулируют согласно условию соз (хвкл.1 соз (хвыкл.1 = сов ськлл

15 — соз авыкл.l =... = сов ггвклл — соз Овыки.п где авкм — фазовый угол импульса включения для i-го выпрямителя, а л. — фазовый угол импульса выключения для 1-го выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики, увеличение интервала проводимости каждого выпрямителя до 180 эл.град, проводят в два этапа, сначала сдвигают им25 пульсы выключения для второго рями еля к концу и импульсы включения для третьего выпрямителя — к началу полупериода, сохраняя указанное совмещение импульсов выключения с импульсами включения для первого, второго и третьего, четвертого выпрямителя, а затем сдвигают импульсы выключения для первого и третьего выпрямителя к концу и импульсов включения. для второго и четвертого выпрямителя — к началу полупериодэ, причем указанный угол фвыбирают в диапазоне 15-25 эл.град.

1644328

u dip

Составитель И.Головинова

Техред M.Ìîðãåíòçë Корректор M.t:àìáîðñêàÿ

Редактор О.Стенина

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

Заказ 1466 Тираж 393 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская.наб., 4/б