Способ управления реверсивным вентильным преобразователем

 

(72) Автор изобретения

А.Е. Алехин

f

1 (7!) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ

ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к преобразо вательной технике, и может быть использовано для управления реверсив. ными вентильными преобразователями многофаэного переменного напряжения ,в регулируемое выпрямленное напряжение.

Известен способ управления реверсивным вентильным преобразователем, основанный на преобразовании многофазного переменного напряжения в регулируемое постоянное напряжение, в котором реверс полярности выходного напряжения преобразователя осуществляется путем переключения полярности с. помощью контактного переключателя (1Ъ.

При контактном реверсировании тока в цепи нагрузки по укаэанному способу невозможно переключение полярности напряжения, прикладываемого к цепи нагрузки при больших значениях выпрямленного тока. Реверсирование тока производится при токе в нагруз2 ке близком к нулю, что затрудняет по;лучить высокое быстродействие реверсивного вентильного преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является спо"

5 соб управления реверсивным вентильным преобразователем, заключающийся в том, что формируют управляющее напряжение и опорные напряжения каждой фазы преобразователя, сравнивают управляющее и опорные напряжения, в момент сравнения включают тиристор соответствующей фазы преобразователя, выключение тиристоров производят по естественному закону (2 ).

Указанный способ управления реверсивными вентильным преобразователем не позволяет получить высокое выстродействие преобразователя, так как при совместном управлении группами вентилей ведет к значительному росту динамического уравнительного тока, а при раздельном управлении группами вентилей - появление по»

974548 стоянной составляющей в выпрямленном напряжении, а следовательно, и к нарушению управляемости преобразо.вателя при больших значениях частоты и амплитуды управляющего напряжения.

Целью изобретения является повы« шение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что формируют сигнал, пропорциональ" ный произведению максимального напряжения и номинальной частоты сети, иэ меряют напряжение и частоту управляющего напряжения, перемножают измеренные значения, полученное произведение сравнивают со сформированными сигналами, если произведение боль ше сформированного сигнала, фикси- . руют моменты перехода управляющего напряжения через ноль и принуди" тельно выключают соответствующий тиристор в.моменты перехода, в противном случае производят выключение тиристоров по указанному естественному закону.

На фиг. 1 приведены блок-схемы устройства для управления реверсивными вентильными преобразователями с совместным (фиг. 1ct ) и раздельным (фиг. 1 6 ) управлением группами вентилей, реализующие предлагаемый способ управления реверсивным вентиль-. ним преобразователем; на фиг. 2 и фиг. 3 - временные диаграммы работы вентильных преобразователей .при разных значениях произведения напряжения и частоты управляющего напряжения.

Реверсивный вентильный преобразователь 1 содержит группы 2 и 3 вентилей, выходы которых соединены через ограничивающий уравнительный ток дроссель 4 с нагрузкой 5, входы преобразователя 1 соединены через блок 6 импульсно-фазового управления к блоку 7 формирования управляющего напряжения, а через дополнительную обмотку 8 дросселя 4 к блоку 9 принудителыной коммутации вентилей, на вход которого подаются управляющее напряжение с блока 7, напряжение сети и сигнал разрешающий принудительную коммутацию вентилей, с элемента 10 сравнения осуществляющего срав нение произведений напряжений и частот управляющего напряжения и напряже ния сети, формируемых соответственно блоками 11 и 12 умножения °

Рассмотрим способ управления ревер сивным вентильным преобразователем. для трех характерных значений управляющего напряжения при 0 м < 0 ь>

max o

0и =0 „ш„и 0 и) 0 ш

fBQX 0

S где U и М - амплитуда и частота управляющего напряжения;

U и C9 - максимальная амплитуда и номинальная частота сетевого напряжения.

8 первом режиме работы в моменты, сравнения управляющего напря>хения с опорными напряжениями фаз в блоке 6 вырабатываются импульсы, которые подаются на тиристоры соответствующих фаз преобразователя 1, осуществляя тем самым подключение напряжения сети к нагрузке 5 (см фиг. 2) для первого режима, когда 0< Л <

< U щ„ж, 0 Л - произведение требуемых значений напряжения и частоты выходного сигнала. Заштрихованные области противоположных фаз реверсивного преобразователя с совместным согласованным управлением показывают

ЭДС действующую в уравнительном контуре.

При большой амплитуде входного .. сигнала, но близкой по частоте к частоте сети (eo втором режиме работы

„преобразователя) фазовые искажения также отсутствуют.

Во втором режиме работы преобразователь работает аналогично первому режиму с естественным законом выключения.

При большой амплитуде (О < О,„ „) и частоте входного сигнала (Л >Ч ) управления (в третьем режиме работы, фиг. 2) вентильный преобразователь при естественном законе выключения, динамический уравнительный ток из-за полууправляемости -вентилей достигает недопустимых значений, что приводит к аварийному отключению вентильного преобразователя от сети. На фиг. 2 заштрихованные области в третьем режиме при 0с i 0„„, ю„характе50 ризуют ЭДС преобразователя, прикладываемую к уравнительному контуру, которая преобретает непрерывный характер, что ведет к значительному увеличению динамического уравнитель-, ного тока, так как индуктивность дросселей не может ограничить значение тока в уравнительном контуре, в то время как среднее значение на8 d де и частоте беэ амплитудных и фазовых искажений. Кроме того, исключение полууправляемости ведет к снижению потерь энергии, а следовательно, и к увеличению КПД преобразователя с раздельным управлением группами вентилей.

974 4

Способ управления реверсивным вен-. тильным преобразователем, заключающийся в том, что формируют управляющее напряжение и опорные напряжения каждой фазы преобразователя, сравнивают управляющее и опорные напряжения и в момент сравнения включают тиристор соответствующей фазы преобразователя, выключение тиристоров производят по естественному закону, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, формируют сигнал, пропорциональный произведению максимального напрлжения и номинальной частоты сети, из меряют напряжение и частоту управляющего напряжения, перемножают измеренные значения, полученное произведение сравнивают со сформированным сигналом, если произведение больше формированного сигнала, фиксируют моменты перехода управляющего напряжения через ноль и выключают по принудительному закону соответствующий тиристор в укаэанные моменты, если произведение меньше сформированного сигнала, то производят выключение тиристоров ло указанному естественному закону.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Солодуко Я.Ю. и др. Электроприводы с реверсорами. И., "Энергия", 1977> с. 39.

2. Шипилло В.П. Автоматизирован ный вентильный электропривод. И., "Энергия", 1969, с. 12-15, рис. l"5.

S пряжения, прикладываемого к нагрузке, равно нулю.

Рассмотрим работу вентильного преобразователя в третьем режиме работы при принудительной коммутации. 5

В этом режиме работы вентильного преобразователя 1 производится вычис" ление текущего значения произведения 0сh в блоке 11, а также произведение параметров напряжения сети jo Формула изобретения в блоке 12 и сравнение вычисленных значений элементом 10. Если произведение параметров управляющего напряжения превосходит по модулю аналогичное произведение параметров се- 15 ти, то на выходе элемента 10 появляется сигнал разрешения подключения блока 9, На второй вход блока 9 посту пает сигнал управления с блока 7.

В моменты прохождения управляю- :29 щего напряжения через ноль и при наличии сигнала разрешения с выхода элемента 10, блок 9 вырабатывает мощ- ный импульс, который поступает на дополнительную обмотку 8 дросселя 4 и, трансформируясь в цепь- нагрузки, кратковременно обесточивает вентиль,ный преобразователь- на время, необхо . димое для надежного отключения вклю-! ченного последним тиристора, чем и ЗФ обеспечивается отключение преобразователя от сетевого напряжения. В результате этого осуществляется быстрое переключение вентильного преобразователя на другую полярность (см. фиг. 2 для третьего .режима) с одновременным исключением уравнительной

ЭДС преобразователя, что снижает потери энергии в преобразователе, а значит и повышает его КПД. Управле- щ ние по данному способу позволяет зна чительно повысить быстродействие преобразователя при одновременном исключении значительных потерь в уравнительном контуре

Применение предлагаемого способа позволяет получить выходной сигнал преобразователя при большой амплиту974548

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 8732/76

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

Составитель В. Миронов

Редактор А. Долинич Техред Е. Харитончик Корректор Г, Огар