Способ раздельного управленияреверсивным преобразователем

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик и>839005 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 1709.79 (21) 281739 7/24-0 7 (51)М. Кл3

Н 02 P 13/16 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР но деяам изобретений и открытий

Опубликовано 150681 Бюллетень М 22 (53) УДК 621. 316. 727 (088. 8) .

Дата опубликования описания 1506.81 (72) Автор изобретения

Ю.И.Хохлов

1

Челябинский политехнический институт им. Ле нского комсомола (71) Заявитель . (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

РЕВЕРСИВНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в электролизе, электроприводе, а также там, где требуется реверсивное преобразование переменного тока в постоянный °

Известен способ управления преобразователем, состоящий в том, что величину выпрямленного тока изменяют от нулевого до номинального значения с помощью системы импульсно-фазового управления тиристорамк одчокомплектного преобразователя, а изменение направления тока в нагрузке осуществляют контактным или бесконтактным тз реверсором (1).

Этот способ обеспечивает сколь угодно плавное регулирование и реверс тока в нагрузке. Одчако его использование из-за достаточно большой стоимости и сложности реверсора целесообразно лишь для потребителей относительно небольшой мощности.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ раздельного управления реверсивным преобразователем с прямым и обратным комплектом тиристоров, состоящий s том, что регулируют угол зажигания тиристоров работающего комплек- 30 та в выпрямительном или инверторном режимах работы и запрещают подачу импульсов на неработающий комплект(2).

В данном способЕ необходимая токограмма прямого выпрямленного тока обеспечивается с помощью системы импульсно-фазового управления прямого комплекта тиристоров. При этом ра6отает только прямой комплект тиристоров, а обратный комплект заперт по цепи управления. В следующий момент времени необходимая токограмма обратного тока формируется аналогичной системой импульсно-фазового управления обратного комплекта тиристоров.

Работает обратный комплект тиристоров с той же длительностью вентильного тока, а прямой комплект заперт.

В данном способе обеспечивается необходимое по технологии плавное регулирование и изменение направления выпрямпенного тока. При этом в устройстве требуется меньшая установленная мощность тиристоров и обеспечивается более высокий КПД преобразователя за счет меньших потерь энергия в вентилях.

Однако при реверсе, когда прямой ток меняется на обратный и ЭДС в цепи нагрузки начинает преодолевать

839005 противо- ЭДС обратного комплекта тиристоров, работающего в инверторном режиме, обратный комплект обязан работать с большими углами инвертирования, так как противо- ЭДС инвертора для обеспечения возможности протека-ния обратного тока должна быть мень ше ЭДС нагрузки. Работа обратного комплекта с большими углами инвертиров ания неизбежно сопров ождается значительным потреблением из питающей сети реактивной мощности, а в период реверса приводит к большим толчкам реактивной мощности.

Цель изобретения — повышение коэффициента мошности преобразователя и снижение толчков реактивной мощнос- 15 ти.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу. раздельного управления реверсивным преобразователем с прямым и обратным комплектами gQ тиристоров длительность работы обратного комплекта тири сторов в вентильном режиме работы устанавливают в два раза большей, чем прямого комплекта. 25

С увеличением длительности вентильного тока,, как известно, уменьшается ЭДС холостого хода преобразователя, Прямок комплект тиристоров, работающий в выпрямительном режиме и именч.,ий " .-iüøóþ длительность вентильного тo: .= создает большую ЭДС холостого хода,. чем обратный комплект тиристоров, работающий в инверторном режим=-. Поскольку ЭДС нагруз ки по величине всегда меньше ЭДС холостого хода прямого комплекта тиристоров, то ЭДС холостого хода обратного комплекта тиристоров целесообразно 1мсть меньшую, чем ЭДС холостого хода прямого комплекта тиристоров. ф)

При этом обеспечивается уменьшение углов инвертирования обратного комп-. лекта тиристоров и, как следствие, возрастает коэффициент мощности преобразователя, а также снижаются толчки 5 реактивной мощности при реверсе тока.

На чертеже приведена схема одного из возмо.:-;ных реверсивных преобразователей, в котором применен предлагаемый способ управления, 5О

Преобразователь содержит трансформатор 1 со схемой соединения обмоток ЦУ, два реверсивных выпрямительных моста 2 и 3, содержащих комплекты вентилей прямого и обратного 55 тЬка и ключевой элемент 4.

Способ раздельного управления ре-. версивным преобразователем имеет несколько конкретных реализаций, связанных как с изменением в силовой схеме положения ключевого элемента 4, так и с изменением последовательности подачи управляющих импульсов на вентили. Приведем некоторые из них, Пример 1. Системы управления мостов 2 и 3 обычные, т.е. им- 65 пульсы управления с интервалом 60 подаются на вентили в последовательности, соответствующей номерам венти-. лей на чертеже. Эта последовательность подачи импульсов имеет место как при работе прямого, так и обратного комплектов тиристоров. При работе одного из комплектов на другой комплект импульсы не подаются. В интервале времени работы прямого комплекта тиристоров ключевой элемент 4 замкнут, что обеспечивает шестидесятиградусный режим работы прямого комплекта (длительность вентильного тока без учета угла коммутации составляет 60 ) с ЭДС холостого хода

E „ равной

Еддр = 2,70 Е ф где Е, — фазная ЭДС вторичной обмотки трансформатора 1.

В интервале работы обратного комплекта тиристоров ключевой элемент

4 разомкнут, за счет чего обеспечивается стодвадцатиградусный режим работы обратного комплекта тиристоpoB c ЭДС холостогo хода Ед, равной Е, = 2,34 Е . Соотношение

Ед б Е р приводит к необходимому результату.

Пример 2. Ключевой элемент

4 как при работе прямого, так и обратного комплектов тиристоров остается замкнутым. Система управления прямым комплектом тиристоров остается той же, что и в примере 1. Следовательно, прямой комплект работает с ЭДС холостого хода

ЕЦ„Р = 2,70 Е ф.

Система управления обратным комплектом тиристоров формирует импульсы управления либо только для моста 2, либо только для моста 3, либо поочередно для мостов 2 и 3. При этом обратный комплект тиристоров работает в стодвадцатиградусном режиме, т.е. имеет ЭДС холостого хода огр 2,34 Е у.

За счет этого обеспечивается тот же положительный эффект, что и в примере 1.

Пример 3. Ключевой элемент

4 остается замкнутым. Прямой комплект вентилей работает как и в предыдущих примерах . Следовательно, Ectïð = 2 70 Е Ф

Система управления обратным комплектом обеспечивает подачу импульсов только на вентили 5 — 7 мостов 2 и

3. Причем импульсы подаются одновременно на оба вентиля 5, затем через

120 одновременно на оба вентиля 6 и, наконец, еще через 120О одновременно на оба вентиля 7 и т.д. Импульсы на вентили 8 — 10 обратного комплекта обоих мостов не подаются. Аналогично импульсы могут формироваться только на вентилях 8 — 10 обоих мостов, а на вентилях 5 — 7 импульсы отсутствуют, либо, наконец, пооче839005 редко работают вентили 5 — 7 и 8

10. Во всех этих случаях обратный комплект работает с ЭДС холостого хода

ЕДО = 2,34 Е Ф.

Это и приводит к необходимому результату.

При применении предлагаемого способа обратный комплект тиристоров, работая с малыми углами инвертирования, потребляет из сети значительно меньшую реактивную мощность, чем при известном способе управления.

Например, если ЭДС поляризации ванн электролиза составляет 75% от ЭДС холостого хода прямого комплекта тиристоров, то для обеспечения номи- 1j нальных тока и напряжения в инверторном режиме обратный комплект в известном способе должен работать с углом инвертирования порядка 60-70 о

При этом реактивная мощность, пот- ро ребляемая обратным комплектом, превышает активную мощность, преобразуемую этим комплектом примерно в 1,7 =

2,5 раза.

Q = Р,) tg р (1, 7-. 2,5) Рд.

В предлагаемом способе реактивная мощность составляет (угол порядка 30-40 )

Р tg f5 ®(0,6-0,8) Р,У

Таким образом, при ЭДС поляризации волны, составляющей 75% от ЭДС холостого хода прямого комплекта, предлагаемый способ управления обеспечивает снижение потребления реактивной мощности в инверторном режиме примерно в три раза. Это приводит .к 35 повышению коэффициента мощности преобразователя и, как следствие, к существенному сокращению потерь энергии в питающей сети. Кроме того, при использовании данного способа управления уменьшаются толчки реактивной мощности при реверсе тока, что повышает качество напряжения питающей сети.

Формула изобретения

Способ раздельного управления реверсивным преобразователем с прямым и обратным комплектами тиристоров,.состоящий в том, что регулируют угол зажигания тиристоров ра6отающего комплекта в выпрямительном или инверторном режимах работы и запрещают подачу импульсов на неработающий комплект, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и снижения толчков реактивной мощности, длительность работы обратного комплекта тиристоров в вентильном режиме работы устанавливают в два раза большей, чем прямого комплекта.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Солодухо Я.tO. и др. Тиристорные электроприводы с реверсорами.

М., "Энергия", 1977, с. 35.

2. Авторское свидетельство СССР

М 658698, кл. Н 02 Р 13/16, 1977.

Составитель В.Бунаков

Редактор JJ.Копецкая Техред A.Áàáèíåö Корректор C,Шекiкар

Заказ 4177/1 Тираж 730 Подписное

ВНИИПИ 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