Способ управления мостовым тиристорным преобразователем

Способ управления мостовым тиристорным преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

lf 1 В те нтн< .тс книиеск уе 4 А ) Союз Советских

Социаяистических

Респубпик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (22) Заявлено 2609.78 (21) 2671833/24-07 с присоединением заявки Н9 (23) Приоритет

Опубликовано 230980 Бюллетень МЮ 35

Дата опубликования описания 02.10. 80 (51}M. Кл.

Н 02 М 3/04, Н 02 M 7/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314. .26(088.8) (72) Автор изобретения

А.П.Усачев

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ THPHCTOPHbIM

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электроприводу и может быть использовано, например, для управления двигателем постоянного тока с помощью реверсивного тиристорного широтно-импульсного преобразователя (ШИП), выполненного по мостовой схеме.

Известен способ управления мостовым тиристорным преобразователем для реверсивного электропривода постоянного тока, состоящий в том, что в момент начала интервала $T, соответствующего подключенному состоянию двигателя к источнику питания, на тиристоры одной из диагоналей моста, являющейся ведущей при данной полярности сигнала управления, подают включающие импульсы, а в момент его окончания на один из этих тиуисторов подают гасящий импульс (1).

При таком способе управления работа двигателя возможна только в режимах, соответствующиХ потреблению энергии от источника питания (двигательный режим и режим торможения противовключением). При этом ток в якоре машины при малых нагрузках становится прерывистым. Это приводит" к .Уменьшению жесткости механических характеристик в области малых моментов нагрузки и к некоторым особенностям динамики систем "ШИПдвигатель".

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ управления мостовым тиристорным преобразователем с широтно-импульсной модуляцией для реверсивного электропривода постоянного тока, обеспечивающий двусторонний обмен энергии между источником питания и двигателем, состоящий в том, что на интервале фТ включающие импульсы подают на тиристоры ведущей диагонали моста, а на интервале (1- )Т, соответствующем закороченному состоянию двигателя, включающие импульсы подают на один из тиристоров ведущей диагонали и один из тиристоров противоположной диагонали, гасящие же импульсы подают в каждом такте независимо от режимов работы привода соответственно на один из тиристоров ведущей диагонали и на тиристор противоположной диагонали, причем на тиристор ведущей диагонали — в момент окон7á5949 чания интервала уТ, а на тиристор противоположной диагонали — в момент окончания интервала ()- фТ (2).

Такой способ обеспечивает двустороннее протекание тока двигателя на всех интервалах времени. Благодаря этому работа двигателя возмож на как в режимах, соответствующих потреблению энергии от источника питания, так и в режимах, соответствующих ее рекуперации, т.е. двигатель может работать во всех четырех квадратах своей механической характеристики, причем без зоны прерывистых токов.

Однако такой способ требует формирования гасящих импульсов дважды 15 за период — в момент окончания интервала Т и в момент его начала.

Причем один из гасящих импульсов всегда является "холостым": в режимах работы двигателя, соответству- Щ ющих потреблению энергии от источника питания, холостым является гасящий импульс, подаваемый на тиристор противоположной диагонали, так как ток нагрузки при этом протекает только по тиристорам ведущей диагонали; в режиме же, соответствующем рекуперации энергии в источник питания, холостым является гасящий импульс, подаваемый на тиристор ведущей диагонали, так как ток нагрузки протекает при этом только по тиристору противоположной диагонали.

Следствием этого является избыточность потерь в элементах коммутирующих устройств, осуществляющих фор- З5 мирование гасящих импульсов, и избыточность их установленной мощности. Кроме того, при таком способе требуется формирование индивидуальных гасящих импульсов для каждо- gg го тиристора моста, что приводит к усложнению коммутирующего устройства.

Для снижения частоты формирования гасящих импульсов гасящие импульсы на тиристор ведущей диагонали подают только в режиме потребления энергии от источника питания, а на тиристор противоположной диагонали только в режиме рекуперации энергии.

На фиг. 1 дана схема силовой части мостового тиристорного преобра-.. зователя и одно из возможных устройств управления им, реализующее данный способ; на фиг. 2 показаны диаграммы, поясняющие его работу.

Силовая часть (см. фиг. 1) пред- 55 ставляет собой мостовой тиристорный преобразователь (тиристоры 1-4 и диоды 5-8) с двумя гасящими устройствами: анодным гасящим устройством

9 и катодным гасящим устройством 10, осуществляющими формирование гасящих импульсов для тиристоров соответственно 1, 2 и 3, 4. Нагрузкой преобразо-, вателя является якорь 11 двигателя постоянного тока, а питается преобразователь от источника 12 напряжения. Система управления состоит из модулятора-формирователя 13, узла датчиков 14 и логического устройства 15. Выходы схем 13 и 14 подключены ко входам схемы 15, а ее выходы — к цепям управления тиристорами 1-4 и тиристорами гасящих устройств.

При положительном значении сигнала управления U>>0 преобразователь работает следующим образом (при 0 <0 преобразователь работает аналогично). Модулятором-формирователем 13 осуществляется формирование сигнала Г, соответствующего положительному напряжению на якоре, и импульсов и d (см. фиг. 2).

В режиме потребления энергии от источника питания (например, в двигательном режиме) импульсы ". подаются на тиристоры 1, 3 ведущей диагонали, а импульсы Д вЂ” либо на тиристор одного из гасящих устройств, либо поочередно на каждое. При этом напряжение на двигателе представляет собой последовательность положительных импульсов, соответствующих сигналу Tg (см. фиг. 2). Здесь же показана форма тока якоря и контура его протекания. В данном режиме за период срабатывает одно из гасящих устройств.

В режиме рекуперации энергии (рекуперативное торможение) импульсы СР подаются на тиристоры силового моста: либо на тиристор 2, либо на тиристор 4, либо на каждый из них поочередно, а импульсы д — на тиристоры гасящих устройств соответственно: либо на тиристор схемы 9, либо на тиристор схемы 10, либо на каждый из них поочередно. Напряжение на двигателе при этом также соответствует сигналу Г (см. фиг.2).

Здесь же показана форма тока якоря и контура его протекания. Частота работы гасящих устройств в этом режиме такая же — за период срабатывает одно из гасящих устройств.

При смене вышеуказанных режимов и в режиме знакопеременного тока управления силовыми тиристорами осуществляется импульсами (: при наличии сигнала Г он подается либо на тиристоры 2, либо на тиристоры 4, либо на оба поочередно; а управление тиристорами гасящих устройств осуществляется импульсами и и д: при положительной полярности тока— импульсами Д, а при отрицательной— импульсами Я, причем эти импульсы подаются либо на тиристор схемы 9, либо на тиристор схемы 10, либо на каждый поочередно в соответствии с управлением тиристорами силовой. части (см. фиг. 2). В этом режиме за период гасящие устройства сра765949 батывают дважды: либо каждое по одному разу, либо одно дважды.

Данный способ управления обеспечивает также, как известное устройство, двусторонний обмен энергии между источником питания и двигателем, обеспечивает работу двигателя во всех четырех квадрантах его механической характеристики, причем без зоны прерывистых токов, и в то же время частота работы гасящих устройств при данном способе управления в режимах знакопостоянного тока в два раза меньше, что уменьшает потери в элементах и их токовую нагрузку, т.е. повышает КПД и весогабаритные показатели преобразователя. Кроме того, как видно из описания работы преобразователя по фиг.1, такой способ позволяет объединить формирование гасящих импульсов для тиристоров анодной и для тиристоров катодной групп, благодаря чему достаточно использования только двух гасящих устройств, что упрощает преобразователь в целом.

Формула .изобретения

Способ управления мостовым тиристорным преобразователем с широтноимпульсной модуляцией для реверсивного электропривода постоянного тока, .обеспечивающий двусторонний обмен энергии между источником питания и двигателем, состоящий в том, что на интервале УТ, соответствующем под ключенному состоянию двигателя к источнику питания, включающие импульсы подают на тиристоры одной из диагоналей моста, являющейся ведущей при данной полярности системы управления, а на интервале (1-Я )Т, соответствующем закороченному состоянию двигателя, включающие импульсы подают на один из тиристоров ведущей диагонали моста и на один из тиристоров противоположной диагонали, гасящие же импульсы подают соответственно на один из тиристоров ведущей диагонали и на тиристор противоположной диагонали, причем на тиристор ведущей диагонали — в

15 момент окончания интервала gT, а на тиристор противоположной диагонали — в момент окончания интервала (1- f)T, отличающийся тем, что, с.целью снижения частоты

;Я формирования гасящих импульсов, на тиристор ведущей диагонали гасящие импульсы подают в режиме потребления энергии от источника питания, а на тиристор противоположной диагонали — в режиме рекуперации энергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Глазенко Т.A. Полупроводниковые преобразователи в электроприво- .

О дах постоянного тока. 3., "Энергия", 1973, с. 232-242.

2. Глазенко Т.A. Полупроводниковые преобразователи в электроприводах постоянного тока. Л., "Энергия", 1973, с. 243-246 (прототип) .

765949

Фиг.1

Составитель Е.Жданов

Редактор H.Øàãîâà ТехредМ. Левицкая Корректор Г.ге аетник

Закаэ 652

4 51 Тираж 783 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. Проекная, 4