Способ управления двухмостовым преобразователем с нулевыми вентилями

 

ОПИСАНИЕ

ИЗО РЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 020678 (21) 2621509/24-07 (1) М. Kh.

2 с присоединением заявки Йо

HP 13/16

Государственный иомитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150780. Бюллетень Мо 26

Дата опубликования описания 150780 (53) УДК 621. 316. .727 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. И. Ключев и А. Я. Микитченко (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институт (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХМОСТОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

С НУЛЕВЫМИ ВЕНТИЛЯМИ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам управления статическим вентильным преобразователем, преимущественно для электропривода по системе регулируемыГ; 5 источник тока — двигатель.

Известен способ управления преобразователем, состоящим из двух последовательно включенных мостов с управляемыми нулевыми вентилями, заклю- 10 чающийся в попеременном управлении первым мостом, потом вторым и затем опять первым (1) и (2) .

Недостатком данного способа является то, что в нем невозможно пол- 15 ностью выводить один иэ мостов из работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления двухмостовым преобра " 20 зователем с нулевыми вентилями, состоящим из двух последовательно включенных выпрямительных мостов с управляемыми нулевыми вентилями, заключающийся в том, что напряжение 25 одного из мостов непрерывно понижают до 1/2 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают постоянным в то время, как понижают напряжение второго моста Я .

Однако известный способ использует принципы несимметричного управления вентилями в каждом выпрямительном мосте, что требует применение нескольких параллельно включенных преобразовательных мостовых групп в каждом мосте, разделенных реакторами, и не позволяет полностью прекратить электромагнитную связь одного иэ мостов с сетью и вторым мостом в нижней половине общего диапазона регулирования напряжения преобразователя, при этом из сети обязательно потребляется реактивный ток, необходимый для осуществления коммутации вентилей того моста, напряжение которого поддерживают. В потребляемом преобразователем токе при таком несимметричном управлении присутствует полный спектр четных гармоник, борьба с которыми, как известно, особенно затруднительна.

Цель изобретения — улучшение энергетических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления двух- . мостовым преобразователем с нулевыми вентилями, содержащим два последовательно включенных выпрямительных

» »»»

748785

IV= Krr E>j2Ig=/ 33Ч Sing> CoSg> где К

1)

1 д

d0

65 моста с управляемыми нулевыми вентилями, состоящий в том, что напряжение одного из мостов непрерывно понижают до 0,5 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают постоянным, и пОнижают напряжение второго моста, при понижении напряжения первого моста углы упранления нулевых вентилей фиксируют и производят симметричное увеличение углов управления фазных вентилей первого моста до превышения ими углов управления нулевых вентилей и отключения. его от сети, после чего производят симметричное увеличение углов управления вентилей второго мосТа в полном диапазоне их изменения, затем восстанавливают коммутацию вентилей первого моста и производят симметричное увеличение углов управления его нулевых вентилей при фиксированных углах управления фазных вентилей.

На фиг. 1 изображена схема двухмостового преобразователя с нулевыми вентилями, на фиг. 2 — кривые зависимостей углов управления фаэными

Ф, и Ф и нулевыми о< и Фо вентилями обоих мостов в функции ЭДС преобразователя, на фиг. 3 — зависимость потребляемой преобразователем реактивной мощности в функции ЭДС преобразователя.

Схема днухмостового преобразователя с нулевыми вентилями, состоящая из днух выпрямительных мостов

1 и 2, предназначенная для питания якорной цепи электродвигателя 3, содержит н себе фазные 4 и нулевые

5 вентили первого моста 1, а также фаэные б и нулевые 7 вентили второго моста 2. Нулевые вентили подключены между выходными полюсами мос- тов и нулевыми точками вторичных обмоток преобразовательных трансформаторов 8 и 9. Индуктивность 10 служит для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.

При переводе преобразователя иэ крайнего выпрямительного режима в крайний ийверторный режим сначала производят управление фаэными вентилями 4 (кривая 11) при фиксированных положениях углов управления нулевых вентиггей 5 (кривая 12) до того момента, пока углы управления фазными вентилями 11 не станут большикоэффициент трансформации трансформатора, действующее значение тока

Ч -той гармоники, выпрямленный ток преобразо.вателя, ми углов управления нулевыми вентилями 12. B результате мост 1 оказывается эашунтированным IIo цепи нулевых вентилей 5 и полностью отключается от сети. Это поэноляет обеспечить минимально возможное для. двухмостовых преобразователей с естестненной коммутацией вентилей потребление реактивной мощности иэ сети в нижней половине диапазона регулирования ЭДС преобразователя

/Е /(0,5 (где Ed"= Е /Е, и уменьшить установленную мощность преобразовательных трансформаторов.

Далее управление производят фазными вентилями б (кривая 13) при фиксированных углах управления нулевых нентилей 7 (кривая 14) . В области ЭДС преобраэователя, близкой к

0,5, углы управления фазными вентилями б фиксируют на значении, необ20 ходимом и достаточном для осуществления успешной естественной коммутации тока с нулевого вентиля на фаэны г.

При этом дальнейшее управления преобразователем в иннерторном режиме прод5 изводят за счет увеличения углов управления нулевых вентилей (кривая

14) . В крайнем положении, обозначенном звездочкой, управляющие импульсы нулевых вентилей 7 должны быть сняты.

Затем восстанавливается коммутация вентилей 4 и 5 первого моста 1, для чего углы .управления фазными вентилями 4 (кривая 11) делают меньшими углов выправления нулевыми -вентилями 5 (кривая 12) . Далее производят управление нулевыми вентилями

5 первого моста 1 (кривая 12), при этом углы управления фазных вентилей

4 фиксированы (кривая 11).

Углы управления фазными 0(и 0(<

40 и нулевыми o(и сХ вентилями фиг.2 готсчитынаются от точки естественного зажигания фазйых вентилей u(,=A<--0

Уровень потребляемой реак инной мощности Q"= Q/Å Ig при таком управлении и неизменном токе нагрузки, определяющим углы коммутации в крайнем выпрямительном режиме ) = 30, представлен занисимостью 15 в функции относительно ЭДС преобразователя Е фиг.3

Выражение для относительной величины действующего значения Ч -ой гармоники потребляемого иэ сети тока.

1,2 — индексы принадлежности к соответствующим мостам преобразователя, показывает, что в разложении сетевого тока присутствуют лишь гармоники, обычные для канонич cKoI ряда мос748785

1!

Т Т

Г

1 !

J товых симметричных преобразователей, т,е. = 6, + 1 при К = 1,2,3,...

Для осуществления способа требуются общеизвестные технические средства, а именно: четыре системы 16-19 импульсно-фазового управления, применяемые для обычных мостовых преобразователей с симметричным управлением, и четыре блока 20-23 нелинейный координат. Элементы 16, 20 и

18, 22 попарно обеспечивают зависимости углов управления фазными вентилями мостов 1 и 2 соответственно B функции 24 напряжения управления.

Аналогично элементы 17, 21 и 19, 23 попарно обеспечивают. зависимости углов управления нулевыми вентилями в функции 24 напряжения управления.

Согласование в работе всех четырех независимо управляемых групп вентилей достигается настройкой соответствующих блоков нелинейных координат. Характеристики каналов управления, образованные блоками нелинейных координат и системами импульснофаэового управления, соответствуют кривым 11-14 (см.фиг.2) при условии, что ЭДС преобразователя пропорциональна напряжению управления.

Использование данного способа управления двухмостовым преобразователем с нулевыми вентилями в электроприводе по системе регулируемый источник тока — двигатель с регулированием по потоку в. режимах разгона, торможения и установившейся скорости привода при напряжениях, меньших половины максимального, обеспечивает работу преобразователя только за счет одного моста. Это обстоятельство позволяет, например, I в электроприводе подъема экскаватора-драглайна снизить установленную мощность преобразовательных трансформаторов на 35-40%. В связи с отключением одного иэ мостов в два раза увеличивается жесткость внешней характеристики преобразователя, уменьшаются потери энергии в пи гающей сети.

Использование данного способа в конечном итоге позволяет упростить силовую схему, систему импульснофаэового управления, улучшить гармонический состав потребляемого тока и, как следствие, уменьшить отрицательное влияние преобразователя на сеть по сравнению с иэвестннм.

Формула изобретения

Способ управления двухмостовым преобразователем с нулевыМи вентилями, содержащими два последователь но включенных выпрямительных моста с управляемыми нулевыми вентилями, состоящий в том, что напряжение одного иэ мостов непрерывно понижают до 0,5 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают посто-

20 янным, и понижают напряжение второго моста, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, при понижении напряжения первого моста углы управления

25 нулевых вентилей фиксируют и производят симметрйчное увеличение углов управления вентилей первого моста до превышения ими углов управления нулевых вентилей и отключения его

3О от сети, после чего производят увеличение углов управления вентилей второго моста в полном диапазоне их изменения, затем восстанавливают коммутацию вентилей первого моста и

З производят симметричное увеличение углов управления его нулевых вентилей при фиксированных углах управления вентилей моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции Р 1265346 кл. H 02 M 1961.

2. Патент Франции Р 1260719, кл. Н 02 М, 1961.

3. Патент Великобритании Р 976804, кл. Н 02 F, 1964 (прототип).

748785

4 аЮ rzPz, Составитель О.Парфенова

Техред N.Êóçüìà Корректор М.Шарохин

Редактор C.Ëèæoâà

Заказ 4382/20 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4