Управляемый реверсивный выпрямитель

Управляемый реверсивный выпрямитель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (10554598

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВКДЕТЕПЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 19.01,76 (21) 2313123/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 21.04.77 (51) M. Кл, H 02М 7/02

Н 02Р 13/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.5 (088.8) (72) Авторы изобретения

К. Д. Гуттерман, С. Г. Обухов и Е. E. Чаплыгин

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕВЕРСИВНЫЙ ВЫПРЯМИТЕЛЪ

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в мощных установках с выходом на постоянном токе в электроприводе и электротерми и.

Известны управляемые реверсивные выпрямители, содержащие два встречно-параллельно включенных вентильных комплекта и схему управления вертикального типа (lj. Однако такие выпрямители ухудшают гармонический состав питающей сети за счет генерации канонических гармоник, для подавления которых устанавливаются дорогостоящие фильтры, а в переходных и несимметричных режимах генерируют в сеть неканонические гармоники. Кроме того, указанные выпрямители не выдерживают режимов короткого замыкания в нагрузочной цепи и обладают ограниченной нагрузочной способностью, что ограничивает область их применения. Сбои в работе цепи раздельного управления также приводят к аварийному режиму короткого замыкания, что снижает надежность выпрямителей и усложняет схему защиты.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вентильный преобразователь, содержащий генератор линейно изменяющегося напряжения, блок для раздельного управления и компаратор, в который дня повышения надежности раздельного управления введены логические элементы, препятствующие одновременному включению двух вентильных комплектов (2). Этот преобразователь не исключает аварийных режимов при

5 коротком замыкании в цепи нагрузки и возможности одновременного включения вентильных комплектов (например, при наводках непосредственно на выходные формирователи).

Кроме того, в нем не предусмотрены меры по

10 уменьшению влияния на питающую сеть.

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения защиты от коротких замыканий и уменьшение влияния преобразователя на питающую сеть. Это дости15 гается тем, что предлагаемый выпрямитель дополнительно снабжен распределителем импульсов, дифференцирующими цепями, элементом ИЛИ, пересчетным блоком, и-фазным параметрическим источником тока, включен20 ным между входными выводами для подключения к питающей сети и вептильными комплектами, и т нуль-органами выходных токов параметрического источника, причем выходы нуль-органов соединены со входами основно25 го и дополнительного распределителей импульсов непосредственно и через дифференцируюшие цепи и элемент ИЛИ с пересчетным блоком, подключенным ко входу источника пилообразного напряжения, а выходы основ30 ного и дополнительного распределителей им554598

65 пульсов соединены с управляющими цепями обоих вентильных комплектов.

На фиг. 1 дана структурная схема описываемого выпрямителя; на фиг. 2 — временные диаграммы.

Выпрямитель содержит вентильные комплекты 1 и 2, источник 3 управляющего напряжения, источник 4 пилообразного напряжения, компаратор 5, блок 6 для раздельного управления, распределитель 7 импульсов, параметрический источник 8 тока (в качестве примера реализации приведена схема трехфазная звезда), нуль-органы 9 — 11 выходных токов параметрического источника, дифференцирующие цепи 12 — 17, элемент ИЛИ 18, пересчетный блок 19 и дополнительный распределитель 20 импульсов.

Введение параметрического источника тока для связи преобразователя с сетью обеспечивает значительное улучшение формы тока, потребляемого из сети, и уменьшение гармоник, генерируемых в сеть, при этом элементы параметрического источника компенсируют реактивную мощность сдвига. Однако применение параметрического источника тока изменяет электромагнитные процессы в преобразователе, поэтому обычные способы управления непригодны: параметрический источник не допускает режимов холостого хода на выходе.

Требуемая непрерывность входного тока вентильного комплекта обеспечивается при включении вентилей в момент изменения полярности выходного тока данной фазы параметрического источника. При отсутствии регулирования длительность протекания тока через вентиль Х = 180 эл. град. (на фиг. 2 представлены выходные токи параметрического источника и нагрузки, заштрихован анодный ток одного из вентилей). Указанный режим обеспечивается подачей широких импульсов управления, соответствующих открытому состоянию вентилей, с выходов нуль-органов 9 — 11 на управляющие электроды вентильного комплекта, проводящего ток нагрузки данного направления. Распределение импульсов управления осуществляет дополнительный распределитель 20. Реверс тока в нагрузке начинается при переключении блока для раздельного управления. Тогда вместо очередного вентиля комплекта включается вентиль другого комплекта, принадлежащий к той же фазе и проводящий входной ток в том же направлении.

Затем вентили второго комплекта вступают в работу в циклическом порядке. При реверсе обеспечивается непрерывность входного тока вентильных комплектов.

Регулирование выходного тока также обусловлено свойствами параметрического источника тока. Для осуществления регулирования на определенный момент времени при помощи вентилей схемы ток переводится с нагрузочной цепи в короткозамкнутый контур. Например, в данный момент времени в первом вентильном комплекте проводят ток один вентиль катодной группы(т. е, группы, связанной като5

4 дамй) и два вентиля анодной группы. Для образования короткозамкнутого контура достаточно включить два вентиля анодной группы второго вентильного комплекта, связанных с теми же фазами параметрического источника тока, что и работающие вентили анодной группы первого комплекта, при этом ток в нагрузочной цепи равен нулю и параметрический источник тока работает в режиме короткого замыкания. Короткозамкнутый контур прерывается в момент ближайшей по времени смены полярности выходного тока параметрического источника, при этом запирается один из вентилей второго комплекта, а ток через другой вентиль в этот момент также прекращается.

Вновь работают только вентили первого комплекта, ток протекает через нагрузку.

Максимальная частота работы схемы регулирования равна частоте пульсаций выходного напряжения f. Однако в схеме предпочтительнее широтные методы регулирования, поскольку при увеличении периода регулирования параметрический источник тока работает в режиме, близком к установившемуся. Для осуществления регулирования использован вертикальный принцип: сравнивается управляющее напряжение источника 3 с пилообразным напряжением источника 4 и при наличии сигнала на выходе компаратора 5 через распределитель 7 импульсов подаются управляющие импульсы на вентили, образующие короткозамкнутый контур. Указанные вентили выбираются в циклическом порядке синхронно с переключениями нуль-органов 9 — 11, эту функцию осуществляет распределитель 7. Период регулирования зависит от работы пересчетного блока 19. Синхронизация схемы регулирования с питающей сетью необходима для обеспечения оптимальных режимов работы параметрического источника тока и питающего трансформатора.

Питание выпрямителя при помощи параметрического источника тока обеспечивает крутопадающую внешнюю характеристику схемы.

Благодаря этому допускаются режимы короткого замыкания в нагрузочной цепи. Ограничение тока параметрическим источником исключает возникновение аварийных режимов при одновременном включении вентилей двух комплектов, что позволяет повысить надежность выпрямителя. К преимуществам предлагаемого выпрямителя относится также уменьшение влияния на питающую сеть благодаря применению параметрического источника тока, что позволяет уменьшить полную потребляемую мощность преобразователя и улучшить работу других потребителей.

Формула изобретения

Управляемый реверсивный выпрямитель, содержащий два встречно-параллельных вентильных т-фазных комплекта, источники управляющего и пилообразного напряжений, присоединенные к компаратору, связанному с

554598

Основным распределителем импульсов, и блок для раздельного управления, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности путем защиты от коротких замыканий и уменьшения влияния преобразователя на питающую сеть, он дополнительно снабжен распределителем импульсов, дифференцирующими цепями, элементом ИЛИ, пересчетным блоком, т нуль-органами выходных токов параметрического источника, и т-фазным параметрическим источником тока, включенным между входными выводами для подключения к питающей сети и вентильными комплектами, причем выходы нуль-органов соединены со входами основного и дополнительного распределителей импульсов непосредственно и через дифференцирующие цепи и элемент ИЛИ с пересчетным блоком, подключенным ко входу источника пилообразного напряжения, а выход ды основного и дополнительного распределителей импульсов соединены с управляющими цепями обоих вентильных комплектов.

Источники информации, принятые во вни10 мание при экспертизе:

1. Писарев А. Л., Деткин Л, П. «Управление тиристорными преобразователями», изд.

«Энергия», 1975, с. 182.

2. Авторское свидетельство СССР Мю 214612, 15 М. Кл. Н 02М 7/20, 1972 (прототип).

554598

Фиг. 2

Составитель В. Климов

Редактор А. Пейсоченко Техред А. Камышникова

Корректор Л. Брахнина

Заказ 783/11 Изд. М 350 Типаж 914 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типографии, пр. Сапунова, 2