Устройство для выравнивания и регулирования тока мощного реверсивного 12-пульсного тиристорного преобразователя

Устройство для выравнивания и регулирования тока мощного реверсивного 12-пульсного тиристорного преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социапнстнческнк

Респубпнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >886177 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 15.11.79 (21) 2840813/24-07 (5! )M. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 P 5/06

Н 02 M 7/12

1Ъоудврстееиный комитет (28) Приоритет ио делам иэабретеиий и открытий

Опубликовано 30.11.81 ° Бюллетень pfp 44

Дата опубликования. описания 01 ° 12.81 (53) УДК 621.314. .57(088.8) (72) Авторы изобретения

В. Г. Базилевский и В. M. Перельмутер (71) Заявитель (54 ) УСТРО11СТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

ТОКА МОЩНОГО РЕВЕРСИВНОГО 12- ПУЛЬСНОГО

ТИРИСТОРНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к управлению электрическими генераторами и предназначено для использования в мощных реверсивных.тиристорных электроприводах .постоянного тока металлургической, горнорудной и других отраслей промышленности, у которых тиристорный преобразователь выполняется по эквивалентной 12-фазной схеме выпрямления, образованной путем параллельного соединения трехфазных мостовых, питающие напряжения которых имеют фазовый сдвиг. друг относительно друга в 30 эл.град.

Устройство служит для выравнивания токов параллельно работающих мостов, а также для регулирования тока реверсивного преобразователя с раздельным управлением выпрямительных групп.

Силовые цепи мощных тиристорных преобразователей по соображениям технико-экономического порядка выполняются с .минимальным количеством сильноточных коммутационных и других ап- паратов, для защиты от перегрузок устанавливают один быстродействующий выключатель на выходе, а реакторы фильтрации-выравнивания токов используют также для ограничения аварийных токов в контурах возможных внутренних:коротких замыканий. Преобразователи, отвечающие таким требованиям, представляют собой паралтО .лельно включенную через разнесенные между разноименными полюсами нагруз-. ки реактора пару трехфазных тиристорных мостов одного направления тока, питающихся от трансформаторов с раз15 личными группами вторичных обмоток,и встречно включенной ей череэ те же реакторы другой пары мостов противоположного направления тока, соединен20 ных с упомянутыми трансформаторами, причем мосты, принадлежащие одному трансформатору (включенные встречно друг другу), управляются своими фазосдвигающими устройствами.

3 8

Поскольку характеристики фазосмещающих устройств неидентичны; параметры силовых цепей и вторичные напряжения трансформатсров различны, то возникает необходимость выравнивания токов параллельно работающих мостов, .для чего предназначено предлагаемое устройство.

Известны устройства для выравнивания и регулирования нагрузок (то-. ков) параллельно работающих объектов

) например электродвигателей постоянного тока, состоящие из измерительных шунтов в каждой из контролируемых цепей, датчиков к ним и дифференциального усилителя, на котором выделяется и усиливается разностный сигнал, воздействующий затем на каналы управ.— ления объектами по принцину обратной связи. Полярность обратной связи в каждом канале выбирается такой, чтобы свести разность нагрузок (токов ) к нулю (13 и Е23.

Наиболее близким к .предлагаемому является. устройство для выравнивания и регулирования тока мощного реверсивного 12-пульсного тиристорного преобразователя, .состоящее из. параллельно включенной через со иненные с разноименными выводами дл подключения нагрузки фильтровые реакторы пары трехфазных мостов, подключенных к трансформаторам с различными группами обмоток, и встречно включенной ей че» рез те же реакторы другой пары мостов, и содержащее измерительные шунты с датчиками, регулятор тока электродвигателя, дифференциальный усили-. . тель, каналы управления фазосдвигающими устройствами мостов, первый из которых соединен с этим усилителем непосредственно, второй — через инвертор, а их объединенные входы — с регулятором тока 2).

Недостаток известного устройства заключается в том, что поскольку выравнивание токов должно осуществляться для каждой пары параллельно работающих тиристорных мостов, то требуется четыре индивидуальных измери-. тельных шунта,четыре датчика к ним и два канала выравнивания,что усложняет силовые цепи и систему управления и в конечном счете снижает надежность работы электропривода в целом. Кроме того,требуется специальное логическое переключающее устройство, вводящее в работу соответствующий канал выравниф вания фактически проводящей ток пары мостов, что также усложняет устройство и снижает его надежность.

Цель изобретения — упрощение и по5 вышение надежности.

Указанная цель достигается тем, что в реверсивном !2-пульсном тиристорном преобразователе, состоящем из параллельно включенной через соеди10 ненные с разноименными выводами для подключения нагрузки фильтровые реакторы пары тиристорных мостов, подключенных к трансформаторам с различными группами обмоток, и встречно включен15 ной ей через те же реакторы другой пары мостов, и содержащем измеритель" ные шунты с датчиками, регулятор то,ка электродвигателя, дифференциальный усилитель, каналы управления фа20 зосдвигающими устройствами мостов, первый из которых соединен с этим усилителем непосредственно, второй— через инвертор, а их объединенные входы — с регулятором тока, измери2S тельные шунты включены последовательно с фильтровыми реакторами,а выходы их датчиков соединены со входами дифференциального усилителя через звенья выделения модуля.

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого устройства.

Реверсивный 12-пульсный тиристорный преобразователь образуют ра35 ботающие параллельно пары тиристорных мостов 1 и 2 одного направления тока, встречно включенные им мосты

3 и 4 противоположного направления

40 тока, соединенные с нагрузкой через разнесенные между ее разноименными полюсами реакторы 5 и 6 и питающие трансформаторы 7 и 8 с фаэовым сдвигом вторичных напряжений в 30 эл.град.

Нагрузкой преобразователя является

45 якорь электродвигателя 9, включенный ,через быстродействующий выключатель

1О.

Пары тиристоных мостов, принадлежащие одному из трансформаторов и

56 включенные встречно к нагрузке, т.е.

1 и 4 и 2 и 3 управляются от фазосдвигающих устройств ll и 12 соответственно. Поскольку управление выпрямительными группами раздельное, то если, например, в работе находятся мосты 1 и 2, то мосты 3 и 4 противоположного направления тока заперты снятием управляющих импульсов и нао5 8861 борот (;.оответствующие элементы на схеме не показаны).

Фазосмещающие устройства управляются операционными усилителями 13 и 14 на объединенные входы которых — 5 резисторы 15 и 16 — поступает с регулятора 17 тока якоря электродвигателя, а на два других — резисторы 18 и 19 — равные и противоположные по знаку (благодаря инвертору 20 знака) l0 сигналы из схемы выравнивания токов параллельно работающих мостов, описанной ниже °

Собственно регулятор 17 тока якоря интегрально пропорционального 1S действия (РС-цепочка в обратной связи), на его входе установлен усилитель 21, выделяющий ошибку между заданным и.фактическим значением якорного тока. Задание тока якоря осуществляется 20 из системы автоматического регулирования электропривода 22, например, от регулятора скорости электродвигателя ! фактическое снимается с операционного усилителя 23. Эти сигналы сравни- 2S ваются на входах усилителя 21 (резисторы 24 и 25) .

Для ограничения скорости нарастания тока якоря по управляющему воз-. действию в обратной связи усилителя З0

21 установлен ограничитель 26 его выходного напряжения.

Отличительной особенностью устройства является предлагаемая схема включения измерительных шунтов 27 и

28, схемы выравнивания токов мостов, согласно которой они устанавливаются последовательно с реакторами 5 и 6 (фильтровыми). Однако информация снимаемых с шунтов сигналов не может непосредственно использоваться в схеме выравнивания ввиду ее неоднозначности, поскольку каждый из шунтов обтекается токами тиристорных мостов, управляемых различными фазосдвигающими устройствами. Напри.— мер, шунт 28 может обтекаться токами мостов 1 и З,управляемых от устройств

11 и 12. Аналогичная ситуация имеет

S0 место и для шунта 27. Поэтому в схеме выравнивания информация снимаемых с измерительных шунтор сигналов предварительно обрабатывается звеньями

29 и 30, которые выделяют модуль

55 поступающего на их вход сигнала (звено 30 также обращает знак сигнала на противоположный), т. е. снимаемый с датчиков 31 и 32, усиливающих сиг77 Ь налы шунтов 27 и 28 с потенциальной развязкой цепей.

Выходные напряжения звеньев 30 и 31, пропорциональные модулям токов находящейся в работе пары мостов ! и 2 либо 3 и 4 (неработающая пара заперта снятием управляющих импульсов), алгебраически сравниваются и усиливаются дифференциальным усилителем 33 схемы выравнивания токов (входные резисторы 34 и 35) . Выработанный этим усилителем сигнал выравнивания подается на вход 19 усилителя 14, а инвертированный — на вход

I8 усилителя 13, которые как указано выше управляют фазосдвигающими устройствами 11 и 12. Сйгнал усилителя 33 способствует уменьшению разности токов параллельно работающих мостов I и 2 (или 3 и 4) . Благодаря .интегральным свойствам усилителя 33 (Е С- цепь в его обратной связи ) выравнивание токов происходит с ошибкой, близкой к нулю, К датчикам 31 и 32 также подключен суммирующий усилитель 23 (через входные резисторы 36 и 37), в связи с чем его выходное напряжение пропорционально сумме токов мостов I и 2 или

3 и 4 или что тоже току электродвигателя 9. Выход усилителя 23 соединен с регулятором 21 тока через резистор 25,чем обеспечивается введение сигнала отрицательной обратной связи по току электродвигателя.

Устройство работает следующим об-. разом..

Допустим, что мосты I и 2 работают в выпрямительном режиме. При этом полярности напряжений элементов схемы следующие

0 70 u A <01 031 M 3%70 1 011 70 ) т.е, на объединенных входах 15 и 16 усилителей 13 и 14 напряжение положительно, Допустим также, что ток моста 1 превышает ток моста 2, т.е.

Ugg) 0310, следовательно, I 3o)»gg.

В силу последнего напряжение дифференциального усилителя 33 будет положительным 0337а Следовательно. сигнал этого усилителя .складывается с сигналом регулятора 17 тока (U„y )0) на входе усилителя 14 и вычитается из сигнала регулятора тока на входе усилителя 13 (благодаря инвертору 20j.

Это приводит к увеличению напряжения моста 2 и уменьшению напряжения моста 1 и в конечном счете — к выравниванию их токов.

8861

Если же ток моста 1 станет меньше, чем моста 2, то выравнивание токов произойдет аналогично описанно.му вышее.

В инверторном режиме вступают в работу тиристорные мосты 3 и 4. Причем напряжение из системы электропривода 22 становится отрицательным

Ugg<0» напряжение усилителя 23 — положительным U >rd при этом имеет место следующее соотношение 0 > }IJ }, Тогда напряжения,прочих элементов схемы становятся следующей полярности ОЪ1иЬЯ<0» U

Тогда U>>)0» и сигнал усилителя 33, складываясь с сигналом регулятора 17 тока на входе усилителя 14 и вычитаясь на входе усилителя 13, приводит уф к увеличению напряжения инвертора 3 и уменьшению напряжения инвертора 4, что приводит к выравниванию токов этих мостов.

Наконец, в выпрямительном режиме 2S противоположного направления тока работают мосты 3 и 4 и имеют место следующие соотношения11 (0 ;О}13)0

М,}„ (0; Ф) >0;О.г7СО Если ток мос та 3 больше, чем ток моста 4, то рр о> „, }US0}) U.$9 и US3)0. Тогда напряжение усилителя 14 увеличивается, усилителя 13 уменьшается, вследствие чего снижается напряжение моста 3 и растет напряжение моста 4, а это в свою очередь приводит выравниванию токов мостов 3 и 4.. Аналогична работа устройства в инверторном .режиме мостов 1 и 2.

Таким образом, сокращается вдвое число шунтов, датчиков к ним и каналов выравнивания тока, благодаря чему упроЩается схема предлагаемого

77 8 устройства и повышается его надежность.

Формула изобретения

Устройство для выравнивания и регулирования тока мощного реверсивного 12-пульсного тиристорного преобразователя, состоящего из параллельно включенной через соединенные с разноименными выводами для подключения нагрузки фильтровые реакторы пары трехфазных мостов, подключенных к трансформаторам с различными группами обмоток, и встречно включенных ей через те же реакторы другой пары мостов и содержащее измерительные шунты с датчиками, регулятор тока электродвигателя, дифференциальный усилитель, каналы управления фазосдвигающнми устройствами мостов,первый из которых соединен с этим усилителем непосредственно, второй.— через инвертор, а их объединенные входы — с регулятором тока, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, измерительные шунты включены последовательно с фильтровыми реакторами, а выходы их датчиков соединены со входами дифференциального усилителя через звенья выделения модуля.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I, Филатов А. С. Электропривод и автоматизация реверсивных станов холодной прокатки. М., "Металлургия" »

1973, с. 118-119.

2 Перельмутер В М и др ТирисI торные электроприводы прокатных станов. М., "Металлургия", 1978, с. 8485, рис.30.

886177

Составитель Ю. Андреев

Редактор С. Крупенина Техреду H.Àñòàëîø Корректор Ь Демчук

Заказ 10555/74 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4