Способ управления компенсированным вентильным преобразователем

 

О П И С А Н И Е 1п1660!86

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 08.04.75 (2l) 2136848j24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (51) М. Кл.з

Н 02Р 13/16

Государственный комитет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень ¹ 16 (53) УДК 621.314.57 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 30.04.79 (72) Авторы изобретения

М. Э. Гольденталь, М. М. Дикштейн, В. Д. Латышко и В. А. Орлов

Ленинградское проектно-экспериментальное отделение

Всесоюзного государственного научно-исследовательского и проектного института «ВНИИпроектэлектромонта > (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЕНСИРОВАННЫ + т т 4Лф

ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ЕМ

Способ управления предназначен для использования в вептильных электроприводах постоянного тока, предельный выпрямленный ток которых в инверторном режиме значительно меньше, чем в выпрямительном (например, главные электропрпводы оожим прокатных станов).

Извсстен способ поочередного управлсния двумя последовательно вк;поченными преобразователями, питающими электро- 10 привод f l J.

Указанный способ позволяет на 30 — 40 jp снизить максимальное и среднее значения потребляемой реактивной мощности, что является недостаточным для обеспечения 15 современных требований к энергетическим характеристикам вснтильных электроприводов.

Известны также способы управления вентильным преобразователем, состоящим 2о из двух последовательно включенных вентильных комплектов, один из которых выполнен с искусственной коммутацией, а другой — с естественной коммутацией

j2, 3). 25

Посредством введения дополнительной системы регулирования обеспечивается поддержание в определенных пределах необходимого уровня реактивной мощности.

Это позволяет»с только исключить потребление реактивной мощности, но также дополнительно использовать вентильный преобразователь как источник регулируемой реактивной мощности.

Недостатком указанных способов является значительная мощность дополнительного оборудования для осуществления искусственной коммутации. Это увеличивает установленную мощность преобразователя в целом.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков при обеспечении высоких энергетических показателей вентильного преобразователя, удовлетворяющих требованиям нормативных документов на качество электроэнергии.

Для этого мощность коммутирующего оборудования для осуществления искусственной коммутации уменьшается с увеличением минимально необходимой величины выпрямленного напряжения преобразователя (т. е, с уменьшением необходимой глубины регулирования), а также с уменьшением предельной (максимальной) величины выпрямленного тока преобразователя.

В связи с этим описываемый способ управления компенсированным вентильным преобразователем, состоящим из двух после660186 дова гсльно сосдиненпы«рсвсрспв ых БСHТИЛЬПЫХ КОМП;IСКТОБ, ПС(7ВЬ(й ИЗ КОТOP b!X

ВЫПОЛНЕН С СC i CÑÒÂCÍÍOÈ КОЪ(Ъ(УТ((Ц!3СП> l второй с искусственной коммутацией, заключается в том, !то Б диапазоне изменения Выходного папря)кения прсобразовыгсля от макспмыльпог0 1:Оло)к,((с/!Ьпого до

ПУ/icl3010 3IIB>(CHH51 CHB IB, IB ОДHOHP(i>tCItlio увеличивают фазу управляющих пъ(((у it>0013

000П« l>CtiTHЛЬПЬ!«КОМП. !Сlггoi3, Ы ЗЫ Гс>(»t))0Должаlо l ) Вели>1213(t 1 ü фаза пмпУльсoH 1 ОЛЬКО ВСНТИЛЫIОГO КОЪIП;IСКТЪI С СС 1 Сс Бс!.— ной коммутацисй, а В дпапазонс пзмснсHlist

ВыхОднОГО П2п()я)ксни51 or It)/(ОВОГО дс мак— симального отрицательного >»2>ici(H)i ((и—

ВЕРТОРНЫЙ РСЖИМ) Сна>!Ы/!2 " ВС/!И>ПИ!32!ОГ фазу импульсов только вснтильногo комп7екта с искуccTВOHПОЙ коъ(м "1 ((ци li> а 3(!— 1 ем — ОДНОВрсменно Бсличиваlот фазу 113!пульсов обоих комплектов.

Такиь! образом, данный способ ъ пр(3влсHH5i прсооразователеь(1)pc+) c>12тривает работу вентильного комплекта с искус твспной Idiot(I(>() TBHHck(Б ВЫПР5!мпт(. ibHo)I Pc)KHмс j)200rÛ ПрСООр((30132 1 С/151 С и(. ПО.;ii!Okl Г.(у01! Hой РСГL, I tiÐÎÁ2 Iпsl> kt В HHВСР I ОРIIОМ Pi. — ж(мс — c полной глубиной рсгулпроза Пя>

Н0 с умспьп>снпь(м зпачсп;(с)! макси ъ>ыльпо>; величины выпрямленного тока, что ioHHOляет сократить мощность дополпитсльпого оборудования для осущсс Гвлсшгя искусственной коммутации.

На фиг. 1 представлена блок-схемы сиЛО!30Й ЦСПИ КОЫ ПЕПСИРО(32НПОГО БСН! П;1!>НОГО

Нрсоор230Н2Тс 251, упраВлясмо(.0 ПО 01(псыБасмому способу; на фиг. 2 показана последовательность изменения углов рсгулпРОВ2НИ51 И ВЫПР51МЛЕНПЫ«5(ЫПРЯЖС(IИ(1 Б(-H тпльно! О itpeoop230(32 re/Is! Б функц!1:1 управляющсгo си!и(!/!а: па фпг. 3 ttpt3»cqcHB

32БИСИ IOCTb ОТНОСIГГС,IЫIОЙ Б(. !п 1111tH! рСBt(i HBH0H t(IOU1kIOCTtI B фуHICLlttkt Г)5, áttikbt лирования выпрямленного напряжения прсобразозателя.

Приводной двигатель 1 (фиг, 1) !1 злу IBст питание от Бептильного прсобрызоватсЛЯ, COCrOSiiuего ИЗ Д>ВУХ ПОСЛСДОВсг(СЛЬНО

БКЛ!ОЧСННЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ КО IH;ICKTOI3 С ИСкусственной 2 п естественной 3 коъ(ъ(угацисй. Преобразователи питаются от cciH»срсз преобразовательные трыпсфоръ(а(эры 4.

Импульсы управления pjL> и с.// вснтпльпыми комплсктамп поступают с выхода систем импульсно-фазового управления соотБСТСТВСHHO ccrccTHCHEI011 5 и искусст((снной

6 коммутации.

Законы управления углами регул провани5! RL> и к// по Itpc/k,:121 асъ(ому спосооу формируются во входном j>crpotdcrHC /, »2 вход которого поступает сигнал управлсПИ 51.

На фиг. 2 приведена предлаг;tcik;tkt последОВатсльность измсп(. нпя „ I лОВ pci), /111POH2tI(k53 Я(> П C(// (СПЛОШНЫ(. ЛИНИИ), В СООТВЕТСТВИП С КОТОРОЙ(Г!ОСТР ОЕНЫ 3((В:IСПМО> (о

>() о ) )

3Ll

3 )

»

5 )

)Э (>0

ы сти Быпрямлспных пыпряж и!111 () > ll U>//

13 СНТ ИЛ ЬПЫХ KO)i lt;ILK T013 (il >/HKT i 1P kl bl L l k tIIHH) CGOTl3CTCTВСНЬО C PCTCC ПСИНОЙ и

КУСС БЕННО(! KO:>!) i t 2ЦИСЙ H C3 МЪ! !РНОЕ Hbl." 0 д H О с н 2 1Ц) и ж (. 1! и c L 3 си т п: 1 ь н 0 Г 0 H P со Оразоватсля (ш !ри«пунк! ирная л(шпя) . Как с/!сдует ИЗ ()(!((И(ко!3 ())kll 2> p(!1 у/1kij)03 tkliic

13Ы!!p51м/1> 1! Ii ОГО lik!!!(: 5lж(. 1!k! 51 1! ()СОUp BЗОБ2телы H Быпрю(итс/!ь!!Оъ! режи)(с (/./> )0)

ПРОИЗВОДИТСЯ Ь ОСНОВНОМ ЗЫ СЧЕТ ПЗМСНСПИЯ Hit!!P5()K(ÍH51 БСП ГПЛЫ(ОГÎ КО)(и/(СКТЫ С

LCTLC1 Б(. НПОП !> ОЪI 3((Tk Цп 11, r! !3 ПП!3Сj)TOj)HO. >1 рсжиь!с (Г> (О) — 3d c 1(. ИЗ>ъlсн(HHH напряжения Бсн Пльпог0 комплекта с искуccTI3cl>Bott коммутацией.

jj2 фш . 3 привсдспы 3 plL гпчсскис «ыi)2tircj7kkcTktKtl !(Оъ!Пепси )OHBI!!toi 0 13снтпльНОГО iIPСоuРЫЗОВdТС/151, „ПР2Б/(51CЪIОГÎ ПО

С /! Ъ i 2. C B !3 Ы б О>!) 2 Ъ10ЩНОСTil КОЪIМУ ПРУ!ОЩСГО 000()< ДОВ2Hli5! Д;IЯ ОСУЩССТБ IPHi!H HCK(ССТБСHHOII КОМмутац,IH па 25 О/О tolklt)ocTH Бсптпльного прсоб()((зова гс;151 (I.риВ251 1) и HB 35>3 /о (KPHH251 j j) . Б ПСРБоь(С.() IB(. Бс,lii:IHHB Hbl-!

1р51млсппоГО Hыпр(lжснич Бсп 1 и. IШIОГО комi!/I(к ы с искусе !!ЗсHitott !.Оъlъl тыцпси Б 13blПр5(Ъ! ИTC:kbHO)(рс)i(H)i(Hj)LÎOpBÇOH2 fC,I51 снижаетс5! Пижс 8()>() "/о ОГ ..)/((«0,100T010

«ОД(! 1!p(. Gup230132! сля ((7>,(30 ), ы Но БтОj)0 >t с;1>) ki(H(сi!1!)KB(! СЯ H list(L /0> /, „ (я чо ), / (! ß (. j)а(3 (.!(((Я tiы ф;!I, 3 >1;);iH>.. дсп График tt33!Cпспп(! pcû1.l ИБНОЙ моп>ПОCTIl HLПТ ЛЬПОГО (РСООРЫЗОБЫ ГС.>Я IР(1 ()200ОООН«БСП 1 П/1 Ьп Ы«1;ОЫ П/(СК ГОБ Б ()С)! .1! Ъ. С (ст(. с В(. t> ноi! Kоъl)13"1 2ЦИ I! с (tillï) kt:3(l ы ." .У. 1Р2Б;IСHпcъ((KI)HH25l 11(), I(pi(kiH2 Ili3(3Hc()l Lr! HH(CKtt« >;ар а!.ТеpilcтиK Hpсд;121 асм ь(li с!lосоо уl!раз/lспи я H()L—

ООР ((ЗОБ(! 1 (.. . IСЪ(ПРСДП 23!12>lсн Д;151 ИСПО/1ЬЗО

l3ани51 в 13снтllльпых Влск 1 pопj)иБОд(1«> п()сД С Л Ь П Ы и Б Ы П P 51 Ъl. 1 С Н П Ы Й Т О К К 0 1 0 Р Ы Х В и НБсрторпом рсжпмс ыгрс: аты lio Бслпчпнс и длlгг(льпОсти и!)Отск lнп5! Зн2 IH L/Iüío ъ(спьШ(!!РСДСЛHHÎi 0 ТОК(l HЫПР51ЪI ИТ(. ;(HHOi 0 PP.ж(! ми (тdl, напр им сp> J.! ск(pОHp иВОды

0:(IÎМИНГ2 00. !1>Ш IO (ЫС! Ь БРСЪI IIH TOP:(10Ж klHL llpoH3BO+kt l Cst С мсТ2Л,IОЪ(В Hd,!Ка«, сама величина динамического тока Toj)можсниЯ, прим j)Ho> 13 3 ры32 ъ(спьшс максимаа;IЬНОГО ToKkt прсоор(IЗОБ2тс:Iя, 2 c/Icäoваrc II>HQ> ппвс;)торный режим прсобразоваT LЛ Я 0 1(<13 Ь. (3 (! С! Н С 3 Н 2 Ч П Т С Л Ы! 0 С:3.1 H 51!i H C Н (( зперГстические пок232 rc/!I! Бс>! и, IБПОГО

3лектропрпБоды и I:ðH анализе может пе Ч И Т Ы В 2 Т Ь С 51 .

K 2K след) ст из Гp) а фиков фиГ. 3> максимальное знычсппс реактивной мо!цпoc! и уменьшается 13 первом случае выбора коммутиру!Огцегo оборудования в 4 раза, а во

l31OP0M — 13 / PBÇ HO СРЫБНСПИ(0 С «lktKCitмальным знычсписм HO кривой jjl, Кроме

ТОГО, для с;!>, Чая рабОты 3/1(..ктроприБОда ПО

Т Р Е У ГО,! Ь Н 0 М > Г Р 5! (Р И и У (КО Р 0 С Т И (Р СДН П С .3 П((1 СHi!51 Р(. <(К П !3П ) it 310(litio("! П",. >1(:! >H! 2!OT(я соотиетст!3cHIIO Б ) и Б 1(рыз> что СOÎi встствует средним значениям коэффициента мощности cos рср — 0,935 и cos y,ð — — 0,99.

При трапецеидальном графике скорости достигается еще большая экономия среднего значения реактивной мощности. Приведен- 5 ные энергетические показатели компенсированного вентильного преобразователя являются приемлемыми для большинства электроприводов.

Таким образом, предлагаемый способ управления позволяет при проектировании вентильного электропривода уменьшить установленную мощность коммутирующего оборудования для осуществления искусственной комм .тации. 15

Формула изобретения

Способ управления компенсированным вснтильным преобразователем, состоящим 20 из двух последовательно соединенных реверсивных вснтильных комплектов, первый из которых гыполнен с естественной коммутацией, а второй — с искусственной коммутацией, путем изменения фазы импуль- 25 сов управления в диапазоне полного изменения выходного напряжения от максимального положительного значения в выпрямптельном режиме до максимального

6 отрицательного — в пнвсрторном режиме, отличающийся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности преобразования, в диапазоне изменения выходного напряжения от максимального положительного значения до нулевого зна icнпя сначала одноврсмеFIHQ увеличивают фазу импульсов управления ооонx вснтпльныx комплектов, а затем увеличивают фазу импульсов управления только первого вентнльного комплекта, а в диапазоне изменения выходного напряжения от нулевого значения до максимального отрицательного зна |сипя сначала увеличивают фазу импульсов управления только второго вснтпльного комплекта, а затем одновременно увеличивают фазу импульсов управления обоих венти IbHbIx комплектов.

Источники информации, принятые во внимание при экспсртпзс

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 312352, кл. Н 02М.

2. Литер Э. М. и др., Мощные управлясмыс выпрямители для электроприводов постоянного тока. М., «Эпcргпя», 1975, с. 45

46.

3. Шипилло В. П., Лмортпзпрованный всптплы- ый aacI;I ;oIIpIIIIoz. М,, «Э с ргия», 1969, с. 148.

660186 ;50 ! лс

1

1аа

Фиг Г а фиг 5 (Ос", анн, с,I: Г. Вотчицсй

Коррсктор Е. Угроватова н Р, Беркович

Рс.!актор Ю. Челюкаиова

Заказ 693 12 Изп М 277 Тираж 865 Подписнос

1-1ПО Госупарстн. I!IIÎI кои!нтста CCCP по лслам нзойрстсннй и открытий

113035, .Чосква, /К-35, Рау нская ндо., д. 415

Тано 1 <1 п(я, 1!1п Cani нова, 2