Способ несимметричного управления тиристорным преобразователем

Способ несимметричного управления тиристорным преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП.ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеоз Советскик

Соцналнстическ)ех

Республик

oii775854

{61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М, Кл. (22).Заявлено 04.1078 {21) 2670935/24- 07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет—

Н 02 Р 13/16

Государствеииый комитет

СССР по. делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 3(11080. бюллетень ¹ 40 (53) УДК 621. 314.

° 572(088 ° 8) Дата опубликования описания 30.1080 (72) Авторы изобретения

М. 3.Ãîëüäåíràëü, В.т(.Латышко, В.И.Харшан и Н.В.К)евелев

Ленинградское проектно-экспериментальное отделение

Всесоюзного научно-исследовательского института Лроектэлектромонтаж и Ленинградский электротехнический институт имени В.И.ульянова (Ленина) (71) Заявители (54) СПОСОБ НЕСИММЕТРИЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫм

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Способ управления предназначен для использования в электроприводах постоянного тока с тиристорными преобразователями с улучшенными энер- 5 гетическими характеристиками.

Известен способ несимметричного управления преобразователем, состоя- . щим из двух параллельно включенных выпрямительных групп (lj. для уменьшения потребляемой иэ сети реактивной мощности вентили включаются с разными углами регулирования (с(.„ и ф„ ) в четные и нечетные периоды напряжения питающей сети.

Управляющие импульсы с углами регулирования о. и Ф формируются на выходе систем импульсно-Aa3osoro управлеиия, н поступают на силовые вентили через коммутирующее устро.-.< ство. Особенностью. несимметричного управления является то, .что so всем диапазоне изменения углов регулирования А и о. в функции управляющего сигнала имеет место соотношение 25

d.,> d. (1)

Вентили соседних фаз трех*азной . системы включаются с разными углами регулирования, а именно если вентиль одной фазы включается с углом регулирования, то вентиль следующей

1 йаэы — .с углом регулирования д затем вентиль следующей фазы — c углом регулирования d. и т.д. Вследствие этого при суммарной продолжительности протекания анодного тока в тиристоре за два следующих друг за другом периода напряжения питающей сети 240, продолжительность протекания анодного тока в каждом отдельном периоде изменяется от 0 до 240 в зависимости от текущих значений углов регулирования с(, и б.

При этом продолжи ельность про- текания тока через вентиль в соседних периодах напряжения питающей сети составляет для вентилей, включаемых с углом регулирования d.„ ио - (а,-d. ), (2) а для вентилей, включаемых с углом регулирования ah, 1 О +(А -cL ) . (3)

По этому, способу несимметричного управления коммутирующее устройстso состоит из двух отдельных коммутаторов синхронизированного с сетью генератора напряжения частотой

25 Гц — один из коммутаторов распре775854 деляет управляющие импульсы d,< между вентилями двух параллельных вып.рямительных групп таким образом, что они поступают в каждый отдельный период напряжения питающей сети на половину вентилей обеих выпрямительных групп в соответствии с укаэанными выше принципами несимметричного управления и переключает их на другую половину вентилей в следующем периоде, т.е. с частотой 25 Гц.

Второй коммутатор выполняет аналогичную функцию с управляющими импульсами die

Также известен способ несимметричного управления, который является наиболее близким техническим решениеМ, реализуемый в устройстве, включающем один коммутатор, распределяющий управляющие импульсы d- и нереклЮчающий их с частотой 25 ГЦ (2).

При этом управляющие импульсы а поступают на все вентили обеих эыпрямительных групп постоянно, e,е. в каждом периоде напряжения питающей сети. Углы регулирования d,„ и ф„могут изменяться н диапазоне 16{Г либо в диапазоне 240 — ф,„;„, мЫ. где р д — угол опасного иивертйрования. таким образом, с учетом соотношения (1) вентили включаются с углом регулирования d. н этом нериоде напряжения питающей сети, в котором на вентиль поступают совместно управляющие импульсы с, a ci, и включаются с углом регулирования

4, в том периоде напряжения сети, н кОтором на вентиль поступает только управляющий имяульс aL

До настоящего времени опыт зксплу; ,атации вентильных преобраэонателей с несимметричным управлением имел место только применительно к ионным преобразователям. Применение несимметричногЬ управления для тиристорных преобразователей вызывает появление. так называемого транзисторного эффекта. Последний характеризуется значительным повышением обратного анодного тока B тиристоре.Транзисторный эффект, как известно, возникает в том случае, если на управляющий электрод тиристора поступает управляющий импульс при наличии на тиристоре отрицательного анодного напряжения.

При несимметричном управлении транзисторный эффект имеет место. в следующих случаях; в полуторофаэном режиме работы (т.е. в режиме, при котором вентиль находится 2400 в проводящем состоянии в данном периоде . и не проводит ток в следующем периоде) при любой длительности управляющих импульсов; при длительности управляющих импульсов, большей,чем продолжительность открытого состояния вентилей, включенных этими управляющими импульсами.

Увеличенный обратный ток тиристора вызывает, во-перных, увеличение мощности, рассеиваемой на тиристоре, что требует применения более эффективных мер охлаждения либо снижения тока нагрузки, во-вторых, делает омическое сопротивление тиристора сравнивым с сопротивлением защитных RC-цепочек при последовательном соединении нескольких тиристоров, что может вызвать недопустимое повышение обратного напряжения на одном из тиристоров.

Основным недостатком известных способов устранения транзисторного эффекта является большое количест1$ во дополнительных элементов, требуемых для их реализации, Это усугубляется тем, что в современных мощных тиристорных преобразователях число силовых вентилей исчис;щ ляется тысячами. Потребуется коренное конструктивное изменение преобразователя. Из этого следует,что укаэанные способы устрайения транзисторного эффекта практически невозможно использовать для осуществления иесим» метричного управления в тирнсторных преобразователях серийного изготовления.

Целью изобретения является устранение транзисторного эффекта и уменьшение мощности управления. Для достижения постоянной цели в способе несимметричного управления тирнсторным преобразователем,, состоящим из двух параллельно нключенных выпрямительных групп, тиристоры которых отпираютоя,через период напряжения питающей сети попеременно управляющими импульсами с углами регулирования д. и д„, изменяющимися н диа40 паэоне от 0 Ъо 180 -1,„, где

1 Π— угол опасного ййэертирования, в пределах которого с(, ) д.,, упранляющий импульс с углом регулирования снимают с управляющего электрода тйристора в данной Фазе в момент формирования управляющего импульса с углом регулирования d. для фазы, отстающей на 120 от дайной фазы.

На фиг. 1 приведен один из вари антон схем реализующих предлагаемый способ несимметричного управления тиристориым преобразователем; на Фиг. 2 — диаграмма Формирования управляющих импульсов и протекания выпрямленного тока для одной из

55 эыпрямительных групп.

Как показано на фиг. 1, дэе ныпрямительные группы 1 и 2 силовых тиристорон включены параллельно между собой через уравнительный реактор д 3. Управляющие импульсы А Формируются н системах импульсно-фазового управления 4 и 5, а управляющие импульсы d, — в системе импульсноХ фазового управления 6. Шестифазная последовательность управляющих им775854 пульсов d. поступает на коммутатор

7, где формируются две шестифаэные последовательности управляющих импульсов cl u d для двух тиристорI P ных групп, и на прерыватель 8, который размыкает цепи прохождения управляющих импульсов d<.

Суммирование управляющих импульсов (. и шестифазной последователь"

I ности управляющих импульсов d. npo2. исходит на входе каскада усиления и размножения импульсов 9t аналогич- Ю ное суммирование с(u ct происходит на входе каскада 10.

На фиг. 2 диаграмма формирования управляющих импульсов и формирования выпрямленного тока показана для выпрямительной группы 1 (см. фиг.1) .

Диаграмма изображена для случая, когда разность между углами регулирования и (составляет 100, а

Р ширина управляющих импульсов В =70 . 3)

Управляющие импульсы, поступающие на управляющие электроды тиристоров, показаны сплошными линиями, а управляющие импульсы н части управляющих .импульсов, имеющиеся только в каскадах формирования импульсов, пунктирными линиями. часть управляющих импульсов 4„„, которая снимается управляющими импульсами а(1, выделена штриховкой.

Иэ диаграммы видно, что управляю- 30 щий импульс Д. фазы С открывает тиристор соответствующей фазы {т.е. вызывает протекание тока .Ы ) и одновременно снимает управляющий импульс и фазы А на включающемся при этом ЗЮ тиристоре (т.е. на тиристоре, у которого прекращается протекание выпрямленного тока gg ). Таким образом, исключение транзисторного эффекта на рассматриваемом тиристоре фазы А осуществляется в момент формирования управляющего импульса aL> для фазы, отстающей на 120 от фазы, для которой сформирован управлякиций импульс

4 <, подлежащий снятию. Аналогичную функцию выполняет управляющий импульс 45

Й фазы Ц.

Управляющий импульс д. фазы Е имеется только в каскаде Формирования импульсов и не поступает на управляющий электрод тиристора данной 50 выпрямительной группы. Но при этом рассматриваемый управляющий . импульс снимает управляющий импульс фазы С, чем в данном случае достйгается не исключение транзисторного эффекта в тиристоре, а снижение мощности, потребляемой в цепях управления. Аналогичную функцию выполняет управляющий импульс g фазы F, а также управляющий импульс g фазы С в следующем периоде напряжения питающей сети. Таким образом, предлагаемый способ несимметричного управления помимо устранения транзистор-. ного эффекта обеспечивает также уменьшение мощности управления.

Формула изобретения

Способ несимметричного управления тиристорыым преобразователем, состоящим иэ двух параллельно включенных выпрямительных групп, тнристоры которых отпираются через период напряжения питающей сети попеременно управляющими импульсами с углами регулирования и а, изменяющимися

1 о в диапазоне от 0 до 180 — р,„, где — угол опасного инвертирования, 138 в пределах которого и А, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью исключения транзисторного эффекта в тиристорах и уменьшения мощности управления, управляющий импульс с углом регулирования d снимают с управляющего электрода тиристора в данной фазе в момент формирования управляющего импульса с углом регулирования. d, для фазы, отстающей на

120 от данной фазы.

Источники информации, примятые во внимание при экспертизе

1. Иаевскнй О.А., Долбня В.Т.

Система несимметричного сеточного управления с электромагнитным коммутатором. » Вестник электропрожпаленности, 1959, 9 2.

Гольденталь М.Э. и др. Система несимметричного управления вентильным преобразователем главного привода обжимного прокатного стана.Труды ВНИИПЭМ, вып. 2,М., Энергия, 1975, с. 204-221.

775854

Pue. y

Рамте

М в1 яи, Разо Ю л, (Раза о еаз

Фазан

1 »

Ра346

Л(у

Ще. 2

Составитель B.Áóíàêîí

Редактор В.Ливятов Техред Н .Граб Корректор И.Коста

Эакаэ 7780/á8 Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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

Филиал ППН Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4