Способ раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем с двухступенчатой искусственной коммутацией

Способ раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем с двухступенчатой искусственной коммутацией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

СПИ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено21.10.74 (21) 2070419/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опублнковано05.01.77,Бюллетень № 1 (45) Дата опубликования описания 30.03.77 (11) 542326 (51) N. Кл.

Н 02 P 13/30

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316. .727 (088,8) М.Э. Гольденталь, М. М. Дикштейн, Ф. С. Кобелев, В. П. Котляр, С, П. Савченко, В, Д, Латышко и В. А. Орлов (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ

ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С ДВУХСТУПЕНЧАТОЙ

ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ вен нулю (1$

25

Изобретение предназначено для использования в схемах реверсивных зентильнърс преобразователей переменного тока в постоянный, работающих с двухступенчатой искусственной коммутацией вентилей. 5

Известны способы раздельного управления вентильньгми группами разных направлений тока в реверсивном преобразователе с естественной коммутацией, заключаюшие- щ ся в том, что управление производится одной группой вентилей требуемого направления тока, в то время как в группе вентилей другого направления тока управляющие импульсы отключены, Преключение уп- 1б равляющих импульсов с одной группы вентилей на другую производится в те моменты времени, когда тох преобразввателя раИзвестные способы раздельного управления црименены в реверсивньи преобразователях с двухступенчатой исхусственной коммутацией, жесткость внешних характеристик которых того же порядка, что и в преобразователях с естественной коммутацией Я .

Известные способы раздельного управ« ления примени:лы также в преобразователе с двухступенчат ой искусственной коммутацией с одним коммутирующим конденсатором, жестхость внешних харахтеристик которого обеспечивается контуром перезаряда коммутируюшего конденсатора (3) . Наличие контура перезаряда коммутируюшего конденсатора усложняет силовую схему, поскольку требует установхи дополнительных реахторов, вентилей и т.д. Без контура перезаряда коммутирующего хонденсатора неблагоприятная форма внешних характеристик, в соответствии с которой выпрямленное напряжение резко увеличивается при малых значениях выпрямленного тока, не позволяет непосредственно применить в реверсивных преобразователях известные способы раздельного управления. Это связано стем,,что выпрямленный ток сохраняет в области малых значений непрерывный харахтер, и поэтому становится невозможным

542326 запирание вентилей, необходимое для осуществления раздельног о управления.

По предлагаемому способу, с целью упрощения силовой схемы преобразователя, при уменьшении выпрямленного напряжеЬ ния и тока до минимальных значений, при которых требуемый режим нагрузки преобразователя не обеспечивается, на управляющие электроды работающего комплекта основных вентилей подают управляющие

IO импульсы, фаза которых соответствует отстающим значениям углов отпирания вентилей, а управляющие импульсы, регулирующие углы отпирания основных и вспо15 могательных вентилей в зоне искусственной коммутации, отключают спустя 2-5мс после этого, затем, регулируя углы отпирания основных вентилей в зоне отстающих значений при снижении тока до ну9

20 левого уровня осуществляют переключение управляющих импульсов на второй комплект основных вентилей и после реверса тока и увеличения его до значения, при котором требуемый режим нагрузки может

25 быть обеспечен при искусственной коммутации, одновременно отключают импульсы, соответствующие отстающим углам отпирания основных вентилей, и включают импульсы на управляющие электроды основных и вспомогательных вентилей, соответствующие опережающим углам отпирания. Для исключения ложных переключений предлагается перевод преобразователя из режима искусственной коммутации в режим естественной коммутации производить .в тот момент времени, когда, во-первых, заданное сочетание значений выпрямленного напряжения и тока находятся вне зоны сочетаний, которые могут быть обеспечены при искусственной коммутации, во-вторых, истинное значение угла включения вентилей с искусственной коммутацией достигло максимального опережающего значения, а обратный перевод из режима естественной в режим искусственной коммутации производить в тот момент времени, когда сочетание истинных и заданных значений выпрямленного напряжения и тока находятся в зоне сочетаний, которые могут быть обеспечены при искусственной коммутации, т,е. которые ограничены внешней хапактеристикой преобразователя при максимальном опережающем значении угла отпирания вентилей.

В режиме искусственной коммутации в процессе уменьшения выпрямленного тока, 4Ü когда заданное значение напряжения U становится меньше выходного напряжения блока нелинейности 1 (или 3), а также, когда сигнал со входа фазосмешаюшего устройства 19 достигнет значения, соответствуюЭ щего максимальному углу опережения от пирания (-180 ), на триггер 9 через элементы логики 7, 8 поступает сигнал, переключающий триггер в положение, соответствующее режиму естественной коммутации.

SS Переключатель 26 включает цепь выходных каскадов режима естественной коммутации, а переключатель 27 с выдержкой времени

2-5 мс отключает цепь выходных каскадов режима искусственной коммутации. При

69 этом на управляющие электроды работающ

На чертеже приведена структурная схема раздельного управления реверсивным преобразователем с искусственной коммутацией, реализующая предлагаемый способ„

На структурной схеме даны элементы схемы, выявляющие необходимость и возможность переключения режимов коммутации: блоки 1-4 нелинейностей, моделирующие внешнюю характеристику преобразователя для граничного значения угла регулирования own=- 180, т.е. зависио мость минимальных значений выпрямленного напряжения в режиме искусственной коммутации от заданных (блоки 1,3) и истинных (блоки 2, 4) значений выпрямленного тока, для прямого (блоки 1, 2) и обратного (блоки 3, 4) направления тока; согласующие усилители 5; элементы логики 6 ("И"), 7 (ИЛИ ), 8 (запрет ); триггер 9, переключающий режимы коммутации; элементы системы автоматического регулирования электропривода (регулятор тока 10; датчик тока 11; регулятор напряжения 12; датчик напряжения 13; узел нелинейности 14, корректирующий коэффициент усиления преобразователя с искусственной коммутацией); элементы системы фазоимпульсного управления преобразователем в режимах естественной и искусственной коммутации (водные устройства 15, 16„инверторы 17, фазосмешаюшие устройства 18, 19; блоки выходных каскадов

20, 21, подающие импульсы с отстающими углами отпирания на основные вентили прямого и обратного направлений тока; блоки выходных каскадов 22, 23, подающие импульсы с опережающими углами отпирания на основные вентили прямого и обратного направлений тока и на вспомогательные вентили; переключатели (условно показаны контактными) 24, 25 для измене— ния направления тока и 26, 27 для изменения режима коммутации). В качестве переключателей 26, 27 служат выходные ключи триггера 9.

542326 го комплекта основных вентилей подаются от блоков выходных каскадов 20 (или 21) управляющие импульсы, фаза которых соответствует отстающим значениям углов отпирания вентилей и спустя 2-5 мс (выдержка времени в триггере 9) отключаются импульсы, поступающие с блока 22 (или 23), регулирующие углы отпирания основных и вспомогательных вентилей в зоне искусФ ственной коммутации, В режиме естественной коммутации реверс тока производится любым известным способом раздельного управления.

После реверса тока, когда заданное

U и истинное U напряжения становятся

3 больше соответствующих выходных напряжений блоков 3 (или 1) и 4 (или 2), на триггер 9 поступает сигнал, переключающий его в положение, соответствующее режиму искусственной коммутации. При этом переключатель 25 отключает цепи блока выходных каскадов 21 (20) и одновременно включает пепи блока выходных каскадов 23 (22).

Использование предлагаемого способа раздельного управления реверсивным преобразователем с двухступенчатой искусственной коммутацией позволяет осуществить раздельное управление с помощью недо30 рогостояшей аппаратуры управления без усложнения силовой схемы и введения дополнительного силового оборудования (реакторов, вентилей).

Формула из обретения

1. Способ раздельного управления реверсивным вентильным преобразователем с двухступенчатой искусственной коммутацией, содержащим два комплекта основHbK управляемых вентилей разных направлений тока, коммутирующие конденсаторы и вспомогательные управляемые вентили, 4 состоящий в том, что вентилями управляют с опережающим углом отпирания в интервалах зоны регулирования, в xoTDpbtx обеспечивается требуемый режим нагрузки преобразователя, о т л и ч а ю щ и йс я тем, чтэ, с целью упрощения силовой схемы преобразователя, при уменьшении выпрямленного напряжения и тока до минимальных значений, при которых требуемый режим нагрузки преобразователя не обеспечивается, на управляющие электр ды работающего комплекта основных вентилей подают управляющие импульсы, фаза которых соответствует отстающим значениям углов отпирания вентилей, а 60 управляющие импульсы, регулирующие углы отпирания основных и вспомогательных вентилей в зоне искусственной коммутации отключают спустя 2-5 мс после этого, затем, регулируя углы отпирания основных вентилей в зоне отстающих значений, при снижении тока до нулевого уровня осуществляют переключение управляющих импульсов на второй комплект основных вентилей и после реверса тока и увеличения его до значения, при KDTDpDM требуемый режим нагрузки может быть обеспечен при искусственной коммутации, одновременно отключают импульсы, соответствующие отстающим углам отпирания основных вентилей, и включают импульсы на управляющие электроды основных и вспомогательHblx вентилей, соответствующие опережающим углам отпирания.

2. Способ пэ п. 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью исключения ложных переключений режимов коммутаций, управляющие импульсы, фаза которых соответствует отстающим значениям углов отпирания вентилей, включают в момент времени, когда заданное сочетание значений выпрямленного напряжения и тока находится вне зоны сочетаний, которые могут быть обеспечены при искусственной коммутации, и при этом истинное значение угла включения вентилей с искусственной коммутацией достигло максимальнэ опережающего значения, а отключение импульсов, соответствующих отстающим углам отпирания основных вентилей, и включение импульсов, соответствующих опережающим углам отпирания, производят в момент времени, когда сочетания истинных и заданных значений выпрямленногэ напряжения и тока находятся в зоне сочетаний, кэторые могут быть обеспечены при искусственной коммутации.

Источники информации, принятые BD внимание при экспертизе:

1. Деткин Л. П. "Системы управления тиристорными и ионными электроприводами". М., Информэлектро, 1971, стр. 62-67

2. Зайцев А, И., Мишин В. Н., Зенков Д. Ф. "Тиристорные источники реактивной мощности с улучшенной формой первичного тока", в сб. "Повышение э фективнэсти устройств преобразовательной техники", т.4, изд. "Наукова думка", Киев 1972 r.

3 М.Giinter Э е ZD3-5сЬаИцп, ihre

Eigenschaffen un и е Anwendung n

der Leis fungse f ektronik", Efektrotechn.7., НцЗ,Й10, 1972, 574-576 (прототип).