Способ управления статическим преобразователем

Способ управления статическим преобразователем

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

Ю. А. Мордвинов и С. И. Kopoaes

1, 1 .1

Научно-исследоватепьский институт автомащки —-и электромеханики при Томском институте автоматизированных .систем управления и радиоэлектроники (71) Заявитель (54) CLlOCOB УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМ:ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ.1

Изобретение относится к преобразовательной технике, рещакицей задачи преобразования постоянного напряжения, в переменное ступенчатой формы.

Известен способ управления статическим преобразователем, состоящий в том, что подают переменное напряжения повышенной частоты от источника с несколькими отводами на циклоконвертор (демодулятор) и подают основные импульсы управления длите1п ностью полупериода напряжения источника повышенной частоты в моменты изменения полярности указанного напряжения 2).

"-Однако данный способ управления йе обеспечивает работу преобразо ; ( вателя на реактивную нагрузку °

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемму результату является способ управления статическим преобразователем со ступенчатой формой выходного напряжения, содержащим инвертор повышенной частоты, к вторичным обмоткам согласующего трансформатора которого поди лючен демодулятор, состоящий в том, что подают на вентили демодулятора основные импульсы управления, дпителт ностью полупериода напряжения инвертора повышенной частоты, и дополнительные импульсы управления в копне каждого полупериода напряжения указанного инвертора да группу вентилей демодулятора, работающей в инверторном ре киме С21.

Недостатком известного способа управления, при котором формируются только

1S основные и дополнительные сигналы, является то, что наблюдаются искажения формы кривой ступенчатого напряжения.

Цель изобретения - повышение качества электрической энергии на выхо де статического преобразователя путем исключения зависимости формы выходного напряжения от коэффициента мощ ñH нагрузки.

866689 4

Мосткам (3+4) и (8+9), напряжения которых равны амплитуде первой ступени выходного напряжения. Для формирования напряжения во второй тактовый интеу вал (14 - в ) нагрузку необходимо подключать к обмоткам (3+4+5+6) и (6+7+8+9), напряжения которых равны амплитуде второй ступени. В третий тактовый интервал (4g -hag) нагрузка подключается к обмоткам (3+4+5+6+

j+7+8)a . (4+5+6+7+8+9), а в четвертый (4 - 1, ) — к обмоткам (3+4+

+5+6+7+8+9) и т.д.

20

30

3

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления статическим преобразователем со ступенчатой формой выходного напряже». ния, содержащем инвертор повышенной частоты, к вторичным обмоткг.4

Согласующего трансформатора которого подключен демодулятор, подают вспомо гательную серию импульсов управления на вентили групп, работающей в инверторном режиме, при формировании ступеней напряжении меныце 0,501 „а дополнительную серию импульсов управления подают на общие тиристоры группы, работающей в инверторном режиме, и на остальные тиристоры группы, работакнпей и выпрямительном режиме, при формировании степеней напряжения меньше 0,5U„, а также тиристо11М ,ры группы, работающей в инвертор ном режиме, при формировании ступе ней напряжения больше 0,501,„,, гдеО1д, амплитуда первой гармоники ступенчатого, напряжения, На фиг. 1 представлена схема стати- ческого преобразователя, реализующего предлагаемый способ, на фиг. 2последовательности сигнал в управ ления, поступающие на вентили демодулятора.

Статический преобразователь ("сим- метричная схема ) содержит источник

1 повышенной частоты, объединяющий инвертор 2, согласующий трансфор матор, вторичные обмотки 3-9 которого включены последовательно, и де модулятор на тиристорах 10-29, под ключенный к отводам вторичных обмоток. На выходе демодулятора подключена. нагрузка 30. Налряжение инвертора повышенной частоты 31 поступает на тиристорный демодулятор, на который поступают импульсы управления 32-

51 (соответственно на тиристоры 16,22, 20,18,24,14,12,11,29,23,17,19,21, 45

15,25,13,27,28 и 10). На выходе пре. образователя (демодулятора) формируется ступенчатое напряжение 52.

Способ осуществляется следующим о6разом.

При управлении статическим преобразователем на выходе преобразователя формируется напряжение, например, с восемью тактовыми интервалами (1 8) .и четырьмя подинтеувалами (K=4) Длй 55 формирования напряжения в первый тактовый интервал (tg -14 ) нагрузку необходимо поочередно подключать к обПри работе статического преобразователя на нагрузку с сов со Юкна вентили демодулятора, в отличие от известного .устройства, необходимо подавать кроме основных импульс сов управления

1 длительностью полупериода напряжения инвертора (фиг, 2.3 1), еще и дополнительные в конце полупериода, указанного напряжения инвертора. Так, в интервале временИ Ф0 - Ф1 основные импульсы управления 32 и 40 поступают соответственно на тиристоры 16 и

11 и нагрузка подключаетс,як обмоткам . (3+4). В интервале времени 1„-4у из меняется полярность .:,напряжения ж

t вертора 31 . и к нагрузке необходимо подключить обмотки. (8+9). Для этого перед моментом времени 1 дополнитель ный импульс управления поступает на тиристор 22 (на фиг..2.33 не показан), принадлежащий к группе, работающей в выпрямительном режиме, и это приводит к выключению тиристора 16.

Длительность дополнительного импульса управления равна времени восстанов ления тирис оров демодулятора, а его срез (задний фронт) совпадает с моментом изменения полярности напряжения инвертора (61 ). В момент времени k ос»

1 новной импульс управления 41 поступает на тиристор 29, что приводит к вьпипочению тиристора 11, т.е. нагрузка подключается к обмоткам.(8+9). Далее перед моментом времени 1 дополнительный импульс управления (на фиг. 2.32 не по казан) поступает на тиристор 16, что приводит к выключению тиристоров 22.

В момент времени 1 основной импульс управления поступает на тиристор

11, что приводит к выключению тиристо ра 29. и т.д.

При работе на указанную нагру ; зку дополнительные импульсы упрайле ния поступают только на тиристоры, ко торые формируют напряжение меньше

15

25

З5

5 86

0,5UÄ,гдето,,щ - амплитуда первой гармоники ступенчатого напряжения 52.

Исключение составляет только дополнительный импульс напряжения перед моментом времени 1д, поступающий на ти-; ристор 20 (.фиг. 2.34), формирующий напряжение втор1ЯИ ступени, величина которой больше 0,50 1п1 (U =0,1962 ;И4 Ug О 559И 1т О 0,837Ц4

U 0,9927011 1 ). Последний дополнительный импульс управления поступает перед моментом времени % на тиристор 20 (фиг. 2.34), что приводит к выключению тиристора 22.

В аа реапе времени Ь4. - ty z., sarрузке подключены обмотки (+4+5+6) за счет тиристоров (6+7+8+9) требуется в момент времени подавать только ос- новные импульсы управления на тиристоры 18 и 29, что обеспечивает подклюв Ф чение обратного ..напряжения обмот.— ки 7 к тиристору 20 и напряжения обмоток (3+4+5+6+7+8+9) к тиристору 11. ,Таким образом, прй формировании напряжения больше 0,5И,п1 подавать . допол-. нительные импульсы управления на тиристоры демодулятора не требуется.

В принципе для работы преобразователя на .указанную нагрузку дополнительные импульсы управления можно не подавать... а по аналогии с известным устройством подавать только основные импульсы. Однако в этом случае форма выходного напряжения отличается от напряжения 52» Так если в интервале к нагрузке подключены обмотки (ЗФ4), подача основных импуль сов управления в, момент времени . (фиг. 2.ЗЗ и фиг. 2.41) приводит к выключению только тиристора 11,,а нагрузка подключена в интервале времени .

Ф1 - 1 к обмоткам (5+6+7+849), напряжение которых намного болыпе амплитуды первой ступени и т.д. Поэтому подача указанных доцолнительных импульсов управления на вентили группы, работающей в выпрямительном режиме, является необходимым условием для получения выходного напряжения высокого качества. При этом дополнительные импульсы управления на общие тиристор1 1 10,11,28 и 29 не подаются.

При снижении коэффициента мощности нагрузкиСОВЧ (gpss —. кроме указанЛ ь ных импульсов управления, необходимо формировать вспомогательные (вспомогательную серию импульсов управления), которые предназначены для сохранения ступенчатой формы напряжения 52 при

6689 6 работе преобразователя в инверторном режиме. В этом случае вспомогательная серия импульсов управления подается на вентили группы работающей в инверторном режиме, и при формиро .« ванин напряжения меньше .0,5U

Дополнительная серия импульсов управления подается на вентили группы, работающей в выпрямительном режиме, и при формировании напряжении меныпе

0,001,п. При формировании напряжения болыпе 0,50.1„.п подаются только дополнительные импульсы управления на тиристоры группы, работающей в ннверторном режиме. При этом на общие тиристоры 10,11,28 и 29 поступают только дополнительные импульсы управления при работе преобразователя в инверторном режиме (фиг. 2„40;

2.41 2.50 и 2.51) ° Основные импуль,сы управления подаются на вентили..сог .ласно.йиг. 2. независимо от0аЧп.

Если ток нагрузки, например, переходит через нуль в интервале времени 4g и до момента времени о включены тиристоры 10 и 17, подача основных импульсов управления длительностЬю Ь q-

В интервале t„ необходимо к нагрузке подключить обмотки (8+9) . . Достигается это вследствие подачи дополнительного импульса управления на тиристор 28 (до момента времени, фиг. 2.50) и вспомогательного в момент времени на тиристор 23, что пр1= водит к выключению тиристоров 10 и

17 и подключению нагрузки к обмоткам (8+9) за счет тиристоров 23 и 28.

Перед моментом 1 1 дополнитель и и импульс управления (фиг. 2 51) поступает на общий тиристор 10 и в момент времени „вспомогательный импульс управления (фиг. 2.43 - на тиристор

17, что приводит к выключению тиристоров 23 и 28 и подключению .нагрузки к обмоткам (3+ 4) за счет тиристоров 10 и 17.

После перехода -тока нагрузки (в интервале 4< - tn ) через нуль включены

THpHcTopbI 11 и 16, так как на них поданы основные импульсы управления (фиг. 2 40 и 2.32). С этого момента (начало выпрямительного режима) дополнительные импульсы управления на общие тиристоры (10,11,28 и 29) не посту пают, а на остальные вместо вспомо гательных поступают дополнительные

7 86 импуйьсы управления вентилями демоду- лятора до момента формирования ступеней напряжения больше 0,5

Последовательность подачи импульcos управления на вентили демодулятора при работе на нагрузку с низкиь:

С0% 9 (ток нагрузки через нуль перехо° днт на третьем тактовом интервале) представлена на фиг.:2.

Изобретение обеспечивает на налрузке постоянную форму напряжения не» зависимо от коэффициента мощности нагрузки, что повышает качество электрической энергии на выходе преобразова Веля.

Формула изобретения

Способ управления статическим пре- образователем со ступенчатой формой выходного напряжения, содержащим, ии Г вертор повышенной частоты, к вторичным обмоткам согласующего трансформатора которого подключены демо дулятор, состоящий в том, что подают на вентили демодулятопа основную серию

l . импульсов управления," длительносчмо полупернода напряжения указанного нн» вертора, и дополнительную серию импуль1

6689 8 сов управления в конце полупериода напряжения инвертора о т л и ч а ю m н йс я тем, что, с цель о повышения качества .электрической энергии на выхо де преобразователя, подают вспомогательную серию импульсов управления на вен-, тили группы, работающей в инверторном режиме, при формировании ступеней нап«« ряжения мены е 0,5Uq а дополнительную серию импульсов управления подают на общие тнристоры группы, работающей в инверторном режиме, и на тиристоры группы работающей в выпрямительном режиме, при формировании ступеней напряжения меньше 0,50 п,, а также на тнрнсторы группы, работающей в инверторном режиме, при формированы,. ступе ней напряжения больше 0,5Мц, где

О, - амплитуда первой гармоники ступенчатого напряжения.

Источники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1ЯВсйгоп о Еп Е еейтч ". 1961, Ж 403> се 586 591е

2. Авторское свидетельство СССР

Хв 653716, кл, Н 02 P 18/16, 1976 ийа

866689

Заказ 8097/78 Тираж 733 Подписное

ИНИИПИ

Филиал ППП

%ц л м

И ь

Фе м к

Ф

Ц

Й а

М

Ъ

4 <

И м ф л с

Ъ

Ф Фьв Ъ ф (Ъ

Ф

Ц

Фц е ф

Ф ф Ъ

"Патент, г. Ужгород„ул. Проектная, 4