Устройство для управления тиристорным преобразователем цепи возбуждения синхронной машины

 

I as 01) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН

yg)g H 02 M 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И 0ТНРЫТИЯМ

ПРИ П1НТ СССР (21) 4 702379/07 (22) 06. 06.89 (46) 30.05.91. Бюл. и 20 (71) Научно-производственное объединение "Уралэлектротяжмаш" им. В.И. Ленина (72) Ю.И. Гольмаков, В.M. Катунин и А.С. Шелепов (53) 621.316, 727 (088.8), (56) Система импульсно-фазового управления тиристорами выпрямителей.

Экспресс-информация. Автоматизированный электропривод. Электротехнология. Электроснабжение. Силовая преобразовательная техника. — М., 1977, У 45, с. 28-33.

Возбудитель тирнсторный ТВ: Техническое описание ИБПД 651.431.002

ТО.-M., 1970, с. 20,27-29. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ ЦЕПИ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОЙ МАШИНЫ (57) Предлагаемое устройство относит- . ся к элекротехнике, а именно к пре2. образовательной технике и может быть использовано в системах импульсно-фазового управления тиристорньми преобразователями цели возбуждения синхронных машин. Цель изобретения — повышение надежности путем стабилизации ограничения угла регулирования.

Устройство содержит блок 11 ограничения и и каналов 4 управления, в каждом из которых последовательно соединены генератор 5 пилообразного напряжения, нуль-орган 6, формирователь 7 выходных импульсов. Выход блока 11 ограничения подключен к входу нуль-органа каждого из и каналов управления. Введение блока 9

C измерения угла 8 = 180 эл.град — ф, где 0(, — угол регулирования, вьнтолненного из последовательно соединенных формирователя импульсов и НС-фильтра, регулирукщего элемента 10 и и развязывающих диодов 8, позволяет при изменении питающей частоты стабилизировать угол регулирования. 2 ил.

1653107

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах импульсно-фазового управления тиристорными преобразователями цепей возбуждения синхронных машин .

Цель изобретения — повышение надежности путем стабилизации ограниче- 10 ния угла р егулир ова ния .

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — диаграммы напряжений, поясняющие его работу. 15

Устройство предназначено для управления тиристорным преобразователем 1, подключенным входом к статору синхронной машины 2 и через выключатель 3 к питающей сети, а выходом — 20 к ее обмотке возбуждения и содержит и каналов 4 управления, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора 5 пилообразного напряжения, нуль-органа 6 и фор- 25 мирователя 7 выходных импульсов, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду соответствующего тиристора преобразо-, вателя 1 (не показан) . Выход нуль — ор- 30 гана 6 каждого из и каналов 4 управления подключен через соответствующий развязывающий диод 8 к входу блока 9 измерения угла Р, выход которого подключен к входу ограничителя 10 напряжения, выход последнего подключен к выходу блока 11 ограничения, Блок 11 ограничения может быть выполнен как эмиттерный повторительтранзистор 12, резистор 13 с диодами 40

14 и 15, резисторами 16-18 на входе.

Генератор 5 пилообразного напряжения выполнен, например, на RC-цепи —. резистор 19, конденсатор 20, па- раллельно которому включен транзистор 21, Генератор 5 и источник питания +U соединен последовательно с выходом блока 11 ограничения (резистор 13), а выходы генератора 5 и блока 11 ограничения подключены к входу

50 нуль-органа 6. Нуль--орган 6 может быть. выполнен на транзисторе 22, включенном по схеме с общим эмиттером, резисторах 23 и 24 и диоде 25 на входе.

Блок 9 измер ения угла (3 содержит формирователь импульсов-транзисторов

26,. включенный па схеме с общим эмитт ерам, резисторы 27-29, RC-фильтр резистор 30 и конденсатор 31. Ограничитель 10. напряжения выполнен на транзисторе 32, включенном по схеме с общим эмиттером и резисторах 33-35.

Устройство работает следующим образом,.

В нормальном режиме частота напряжения, питающего тиристорный преобразователь 1, равна Г„о „(фиг.2а, напряжение на тиристоре Ut). Синхронизируюц|ее напряжение П (фиг.2б) посч упает на вход генератора 5 пилообразного напряжения, который запитан от последовательно включенных источника стабилизированного напряжения +U и источника напряжения управления -U < (выход эмиттерного повторителя блока 11 ограничения) . Напряжение управления, поступающее с выхода блока управления (не показан) ограничивается на входе эмиттерного повторителя.

Минимальное значение -UcI „„ „соответствует форсировочному режиму преобразователя (делитель напряжения— р езист оры 16, 1 7), максимальное з начение -Ug aaKt соответствует инверторному режиму преобразователя (резистор 18, фиг. 2в) . Во время отрицательной полуволны синхронизируюцего напряжения Бс (фиг. 2б) происходит заряд конденсатора 20 генератора 5 пилообразного напряжения (фиг. 2в) . Разность напряжений пилообразного U и напряжения управления -0,(фиг.2в) прикладывается к диоду 25 нуль-органа 6.

При -U ®, ) U и диод 25 находится в закрытом состоянии, а транзистор 22 нуль-органа 6 под действием отрицательного напряжения смешения находится в состоянии насыщения. При U )-U (момент времени t>, фиг.2г) диод 25 переходит в проводящее состояние и транзистор 22 закрывается.В момент сравнения пилообразного напряжения

U< и напряжения управления -П, < на выходе формирователя 7 формируется выходной импульс момент t > (фиг . 2r), поступающий в цепь управления тиристора преобразователя 1. При смене полярности синхронизирующего напряжения U в момент t4 происходит ра.— ряд конденсатора 20 (фиг. 2в) и схема готова к следующему циклу работы.

При и зменении напряжения упра вл ения

-U, в диапазоне от -Vg ид до -Ugeawc происходит изменение фазы выходного импульса (угла регулирования og ), 165310 фиг.2г, по отношению к напряжению питания тиристора (фиг . 2а) в каналах

4 управления. Это приводит к изменению напряжения на выходе преобразо5 вателя 1 во всем диапазоне от форсировочного режима до инверторного, что необходимо для работы синхронной машины 2, как в нормальных,так и в аварийных режимах. На коллекторе транзистора 22 нуль-органа 6 формируются прямоугольные импульсы, длительность которых равна углу f3 = (180- О(, ) эл.град (фиг. 2д, в других каналах 4 управления фиг.2e,ж) .

Прямоугольные импульсы с выходов нуль-органов 6 каналов 4 управления, (фиг. 2д, е,ж) поступают через развязывающие диоды 8 на вход формирователя импульсов — транзистор 26 бло- 20 ка 9 измерения угла 8 . На фиг.2д, е,ж представлена последовательность прямоугольных импульсов, соответствующих 3-фазной нулевой схеме тиристорного преобразователя 1, при М, =. 25

120 эл.град. и (3 = 60 эл.град.

При угле управления К1 60 эл.град и /, 120 эл.град. паузы между импульсами, поступающими на базу транзистора 19 блока измерения угла f3 30 отсутствуют и он открыт. Напряжение на конденсаторе 31 близко к нулю, а напряжение на коллекторе транзистора

32 ограничителя 10 напряжения равно заданному напряжению управления -Ug, 35 поступающему с выхода блока 11 ограничения. При g< ) 60 эл,град., j3, (120 эл.град. между импульсами, поступающими на базу транзистора 26, поя вляются паузы L, ВО вр емя которых 4р л он закрывается (на фиг.2к, Л

60 эл.град.) . С ростом угла управления OC уменьшается угол Р а следовательно, увеличивается длительность пауз ь и среднее значение нап- 45 ряжения, отфильтрованное конденсатором 31. Таким образом, на выходе блока 9 измерения угла 3 значение напряжения пропорционально измеренному во всех каналах 4 управления углу /3.

Резистором 35 ограничителя 10 напряжения устанавливается предельный угол управления К,, соответствующий инверторному режиму преобразователя

1, Движок резистора 35 устанавливается в такое положение, что при частоте питающего преобразователь 1 напряжения f „, напряжение на нем превышает напряжение с выхода блока

7 6

9 измерения угла (3 и напряжение на коллекторе транзистора 32 равно -U,.

Таким образом, на углах управления р(п не превышающих предельного угла, дополнительный канал ограничения угла управления не вступает в работу.

В аварийном режиме, когда частота напряжения, питающего преобразователь 1, увеличивается, например, до 1,3 Гном у как показано пунктиром на фиг . 2а, вследствие отключения выключателем 3 синхронного генератора от сети амплитуда пилообразного напряжения Uä с выхода генератора 5 снижается (фиг.2в). В этом случае уменьшается угол )3 с P, = 60 эл.град. до значения, равного f3 = 27 эл.град. и увеличиваются паузы между импульсами, которые становятся равными, = 100 эл.град., что приводит к увеличению напряжения на конденсаторе 31 и при превышении им напряжения,, снимаемого с движка резистора 27, увеличивается ток базы транзистора

32, снижается напряжение управления

-Г до значения, равного -U на Ч1 его коллекторе (фиг. 2в), препятствуя дальнейшему росту угла управления (х, При этом в моменты t z u t q на выI ходах формирователей 6 каналов 4 управления формируются выходные i,ìïóëüсы.

Анал огич н о пр оис ходит р аб о та пр едлагаемого устройства, если амплитуда пилообразного. напряжения U д меньше напряжения управления -U например, при снижении напряжения стаби- . лизированного источника питания +U, вызванного его неисправностью, а также в случае превышения напряжения управления -U<< пилообразных напряжений U в каналах 4 управления, например, при выходе из строя отдельных элементов блока 11 ограничения, Таким образом, при измерении в каждом канале управления угла /3

= (180 -р() эл.град. и формировании сигнала, пропорционального измеренному углу Р под действием которого при снижении амплитуды пилообразных напряжений до значения, меньшего значения напряжения управления, например, при увеличении частоты управления пилообразного напряжения, вызванном неисправностью отдельных элементов устройства, снижается напряжение управления до значения, дос1653107 таточного для надежного формирования выходных импульсов в моменты времени, соответствующие заданному максимальному углу управления р(, Формула изобретения и, U с

Сoròавитель В. Гордеев

Т ехр ед Л „С е рдюко в а

Корректор И. Самборская

Р едактор Л. Пчолинска.я

Заказ 1779 Тираж 397 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

Устройство для управления тиристорньпч преобразователем цепи возбуждения синхронной машины, содержащее блок ограничения угла управления, вход которого предназначен для подключения к задатчику угла управления и п каналов управления, в каждом из которых последовательно соединены генератор пилообразного напряжения, СННХр OHH3Hp @ É SXCIд назначен для связи с. соответствующим напряже"ием пита"щей сети нуль 20 орган и формирователь выходных им— пульсов, выход которого предназначен для подключения к управляющему элект-. роду соответствующего тиристора преобразователя, при этом выход блока ограничения подключен к входу нульоргана каждого из и каналов управления, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, в него введены блок измерения угла P = 180 эл.град- g (где /3 — измеряемый угол ; р — угол регулирования), ограничитель напряжения и и развязывающих диодов, при этом блок измерения угла (3 выполнен из последовательно соединенных формирователя импульсов и RC-цепи, вход формирователя импульсов через соответствующий из и диодов соединен с выходом нульоргана каждого из и каналов управления, выход формирователя импульсов через последовательно соединенные

RC-цепь и ограничитель напряжения соединен с выходом блока ограничения угла управления.