Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем

Устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ , катоды тиристоров которого объединены, содержащее фазосдвигающий блок, включающий трехфазный трансформатор , к вьгеодам вторичной обмотки которого подключены конденсаторы, регулятор зарядного тока, зарядные диоды, выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединены с входами формирователей импульсов управления тиристоров преобразователя , отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, улучшения массогабаритных показателей и стоимости устройства , оно снабжено тремя переходными диодами, тремя обратньяи диодами , тремя накопительными конденсаторами , каждый формирователь импульсов выполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через стабилитрон соединен с анодом тиристора, обратные диоды катодами соединены с анодами тиристоров формирователей (Л импульсов, а анодами подключены к катодам тиристоров преобразователя, накопительные конденсаторы включены между анодами тиристоров формироватрлей , один из выводов регулятора зарядного тока соединен с анодами переходных диодов, катоды которых через конденсаторы соединены с ьшодами вторичной обмотки трансформатора .:л 35 ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CQCP

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И GTHPbr1 MA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИД ТЕЛЬС"ГНУ (21) 3610945/24-07 (22) 29.06.83 (46) 15.05.85. Бюл. Ф !8 (72) А.Г. Мусиенко, В.Б. Ниэимов, В.И. Володин, Ю.М. Клименко и А.А. Мусиенко (21) Днепродзержинский ордена Трудоsoro Красного Знамени индустриальный институт им. N.È. Арсеничева (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 575741, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.

2; Анхимюк В.Л., Ильин О.П. Автоматическое управление электроприводами. Минск, "Высшая школа", 1965, с. 297-303, (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТРЕХФАЗНЬК ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ, катоды тиристоров которого объединены, содержащее фаэосдвигающий блок, включающий трехфазный трансформатор, к выводам вторичной обмотки которого подключены конденсаторы, регулятор зарядного тока, зарядные диоды, выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединены с входами формирователей импульсов управления тиристоров преобразователя, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования, улучшения массогабаритных показателей и стоимости устройства, оно снабжено тремя переходными диодами, тремя обратными диодами, тремя накопительными конденсаторами, кажцый формирователь импульсов выполнен в виде тиристора, управляющий электрод которого через стабилитрон соединен с анодом тиристора, обратные диоды катодами соединены с анодами тиристоров формирователей импульсов, а анодами подключены к катодам тиристоров преобразователя, накопительные конденсаторы включены между анодами тиристоров формирователей, один из выводов регулятора зарядного тока соединен с анодами переходных диодов, катоды которых через конденсаторы соединены с выводами вторичной обмотки трансформатора, 115621 t

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления тиристорными преобразователями приводов постоянного тока, возбудителей синхронных машин.

Известно устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, имеющее последовательные цепочки, образованные диодами моста 10 и входами управления тиристоров, зашунтированные конденсаторами, причем регулирующий элемент подключен к диагонали постоянного тока упомя1 нутого моста, а источник опорных импульсов выполнен в виде генератора биполярных импульсов тока Щ .

Однако, если в этом устройстве обеспечить необходимую (минимальную, но достаточную) мощность управляющих 26 импульсов при малых углах регулирования, необходимую для открывания вентилей силового моста, то при увеличении угла регулирования в связи с уменьшением мощности управления этой мощнос- 2 ти недостаточно для открывания вентилей силового моста. При этом сужается диапазон регулирования. Если же обеспечить необходимую мощность управляющих импульсов при больших углах ре- ЗО гулирования, то при уменьшении угла регулирования в связи с увеличением мощности управления эта мощность неоправданно превышает необходимую, что приводит к увеличению температуры перехода управляющийэлектрод -катод вентилей силового моста и излишним затратам электрической энергии на управление.

Наиболее близким к изобретению 4О является устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, катоды тиристоров которого объединены. Устройство содержит фазосдвигающий блок, включающий трехфазный 4$ трансформатор, к выводам вторичной обмотки которого подключены зарядные диоды, конденсаторы и регулятор зарядного тока. Выходы фазосдвигающего блока через разделительные диоды у соединены с входами формирователей импульсов управления тиристоров преобразователя 123 .

Недостатками указанного устройства являются ограниченный диапазон ре-у гулирования, не превышающий 150160 зл. град,, необходимость установки двух источников питающего формиронателя импульсов и защитного напряжений, а также применение специальных трехобмоточных трансформаторов в формирователях импульсов, что усложняет устройство, увеличивает его массогабаритные показатели и стоимость

Цель изобретения — расширение диапазона регулирования, снижение массогабаритных показателей и стоимости устройства.

Указанная цель достигается тем, что устройство для управления трехфазным тиристорным преобразователем, катоды тиристоров которого объединены, содержащее фазосдвигающий блок, включающий трехфазный трансформатор, к выводам вторичной обмотки которого подключены конденсаторы, регулятор зарядного тока, зарядные диоды, выхо-! ды фазосдвигающего блока через разделительные диоды соединены с входами формирователей импульсов управления тиристоров преобразователя, дополнительно снабжено тремя переходными диодами, тремя обратными диодами, тремя накопительными конденсаторами, каждый формирователь импульсов выполнен в ниде тиристора, управляющий электрод которого через стабилитрон соединен r анодом тиристора, обратные диоды катодами соединены с анодами тиристоров формирователей импульсов, а анодами подключены к катодам тиристоров преобразователя, накопительные конденсаторы включены между анодами тиристоров формирователей, один из выводов регулятора зарядного тока соединен с анодами переходных диодов, катоды которых через конденсаторы соединены с выводами вторичной обмотки трансформатора.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства управления трехфазным тиристорным преобразователем.

Устройство состоит иэ трехфазного трансформатора 1, конденсаторов 2, зарядных диодов 3, накопительных конденсаторов 4, тиристоров 5, разделительных 6 и обратных 7 диодов, стабилитронов 8, включенных между анодами и управляющими электродами тиристоров 5, регулятора 9, выполненного, например, в виде переменного резистора и переходных диодов 10, Трансформатор 1 предназначен для питания устройства, согласования на1156211 пряжений сети и напряжений питания тиристоров 5, что определяет мощность

l выходных импульсов управления силового тиристорного моста, и является фазозадающим устройством. При выбран- 5 ном чередовании фаз питающей сети, к которой подключен трансформатор 1, и при подключении выходов устройства к тиристорам силового моста. трансформатор осуществляет синхронизацию управляющих импульсов с синусоидальным напряжением питающей сети и гальваническую развязку силовой цепи и устройства формирования управляющих импульсов. Фазосмещающие конденсаторы 15

2 служат для смещения фазы напряжения, приложенного к общим точкам соединения диодов 3 и 10 в сторону опережения относительно фазы напряжения вторичной обмотки трансформа- 20 тора 1. В случае возникновения корот.кого замыкания в схеме управления конденсаторы 2 ограничивают токи до допустимых пределов, т.е, являются защитным средством. Зарядные диоды 3 25 предназначены для выделения положительных полупериодов трехфазного напряжения, используемых для формирования импульсов управления..Накопительные конденсаторы 4 предназна- 30 чены для накопления энергии с целью получения управляющих импульсов, кроме toro они совместно с трансформатором. 1, конденсаторами 2 и положением движка переменного резистора регулятора 9 определяют угол регулирования преобразователя. Тиристоры 5 и стабилитроны 8 образуют тиристорные ключи, срабатывание которых приводит к появлению управляющих импульсов. 46

Обратные диоды 7 создают раздельные контуры тока при разряде накопительных конденсаторов 4. Разделительные диоды 6 исключают взаимное влияние раздельных контуров тока путем исклю-gg чения возможности протекания обратного тока через переход катод — управляющий электрод тиристоров 5 — стабилитрон 8. Совместно с переходными диодами 10 и регулятором 9 раздели- у тельные диоды 6 создают контуры тока для регулируемого заряда накопительных конденсаторов 4.

Первичная обмотка трансформатора

1 подключается к соответствующим фазам силовой цепи преобразователя.

Для управления трехфазной несимметричной схемой с тиристорами в катодной группе трансформатор 1 включается по шестой группе соединения обмоток, что обеспечивает угловое отставание векторов линейных ЭДС вторичной обмотки по отношению к векторам соответствующих линейных ЭДС первичной обмотки на угол 180 эл,град. Для включения силового тиристора соответствующей фазы берется выход устройства с импульсом, сформированным предыдущей фазой, Так, например, для включения тиристоров фазы А необходимо использовать сигнал, полученный с формирователя импульсов, подключенного к фазе С вторичной обмотки трансформатора

Устройство работает следующим образом, При включении устройства накопительные конденсаторы 4 разряжены.

Нарастание положительного напряжения одной из фаз до уровня пробоя стабилитрона 8 приводит к включению тиристора этой фазы. Предположим, что включился тиристор 5 фазы С. При этом накопительные конденсаторы 4 начинают заряжаться. Заряд происходит по цепи: конденсаторы 2; зарядный диод 3 фазы А; конденсаторы 4.1, 4.2, 4.3; открытый тиристор 5.3; разделительный диод 6 фазы С; регулятор— переходные диоды 10 фазы с наиболее низким линейным напряжением в момент заряда. Режим заряда конденсаторов

4 определяется величинами линейных напряжений фаз и регулятором 9. Напряжения заряда накопительных конденсаторов 4.1> 4.2, 4.3, до момента пробоя стабилитрона 8 любой из фаз имеют различные уровни.

В предложенном примере накопительный конденсатор 4.2, включенный между анодами тиристоров, один из

Э которых 5.3 (фаза Су открыт, заряжается до напряжения пробоя. Два других накопительных конденсатора 4 ° 1 и

4.3 в этот момент заряда включены последовательно, следовательно, напряжение на каждом из них в последний момент перед пробоем равно половине напряжения пробоя стабилитронов, и недостаточно для пробоя стабилитроиов 8.1 и 8.2. Напряжение же конденсатора 4.2 в два раза выше чем у

4.1 и 4.3 и приводит к пробою стабилитрона 8. 1 и включению тиристора

5.1. В этот момент все накопительные конденсаторы 4 разряжаются по цепи:

1 1 56211

ВЩЩПК Заказ 3192/53 . Ти аж 646 По писное тиристор 5. 1; переход управляющий электрод; катод соответствующего тиристора силового моста; обратные диоды 7 соответствующих фаз, причем разряд конденсаторов 4 происходит 5 практически до нуля. С момента начала разряда и до его окончания на переход управляющий электрод — катод силового тиристора действует управляющий импульс с крутым передним и

10 пологим (изменяющимся по экспоненте до нуля) задним фронтом. Далее работа устройства протекает в такой же последовательности. Порядок включения тиристоров 5 определяется порядком чередования положительных полуволн напряжений фаэ преобразователя.

Таким образом, применение формирователей импульсов с тиристорными 20 ключами и накопительными конденсаторами позволяет расширить диапазон регулирования преобразователя. При увеличении сопротивления регулятора фаза тока вторичной обмотки трансформатора практически совпадает с фазой напряжения вторичной обмотки (ввиду большой величины R).Ýòo дает возможность получения больших углов регулирования (до 180о).

При уменьшении сопротивления регулятора с одной стороны уменьшается постоянная времени заряда накопительных конденсаторов, а с другой стороны фаза тока вторичной обмотки трансформатора изменяется в сторону опережения. Эти два обстоятельства позволяют расширить диапазон регулирования и в сторону малых углов.

Диапазон регулирования преобразователя составляет 0-180 эл.град.

Наряду с увеличением диапазона регулирования предлагаемое устройство по сравнению с известным имеет лучшие массогабаритные и стоимостные показатели, что обусловлено исключением двух источников, питающих формирователи импульсов, и исключе нием трехобмоточных трансформаторов из формирователя импульсов.