Устройство для управления вентильным преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

. Изобретение.относится к электротехнике и может быть использовано в управляемых вентильных выпрямителях, в частности в бесщеточных системах йозбуждения синхронных машин, с целью упрощения устройств передач команд через воздушный зазор на вра щающиеся тиристоры. Известно устройство для управления т -фазны1-4 выпрямителем, содер жащее -каналов управления, каждый из которых содержит входное устройс во, выполняющее функции распределителя управлягацих сигналов по канала формирования импульсов, фазосдвигай щее устройство, обеспечивающее сдвиг во времени управляющих импуль сов относительно напряжения сети или анодного напряжения управляемых вентилей и состоящее, в свою бчередь, из генератора переменного на-г лржжения и узла сравнения, промежуточ нее устройство, предназначенное для формирования и усиления импульсов, получаемых с фазосдвигающего устрой ства, и выходное устройство, предназначеннЪе для окончательного формирования и усиления импульсов упра ления 13 . Недостатком указанного устройств является низкая точность управления Наиболее близким к предлагаемому является устройство для управления вентильным преобразователем, содержащее пик-трансформаторы с первичны ми и вторичными обмотками по числу вентилей преобразователя, причем вторичные обмотки пик-трансформатор подключены к управляющим входам вентилей через диод5лГ2}, Недостатками известного устройст ва являются значительная сложность и низкая точность синхронизации. Цель изобретения - повышение точ ности синхронизации и упрощение. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем, содержащее пик.трансформаторы, с первичными и вторичнычи обмотками по числу вентилей преобразователя, причем вторичвые обмотки пик-трансформаторов подключены к управляющим входам вентилей через диоды, снабжено маломощHfc i вентильным выпрямителем, совпадакядим по структуре со структурой вентильного преобразователя, резистором и ключом, причем вход маломощного выпрямителя подключен к питающему входу вентильного преобразователя, а выход - через ключ к резистору, первичная обмотка каждогопик-трансформатора включена последовательно с вентилем маломощного вентильного выпрямителя, соответствукядег о вентилю в вентильном преобразователе. Устройство может быть снабжено доЛолнительным маломощным выпрямителем на неуправляемых вентилях, дополнительными пик-трансформаторами и диодами по числу фаз вентильного преобразователя и дополнителбным резисторам, причем вентили анодной группы маломощного вентильного выпрямителя выполнены управляемыми, вторичные обмотки допол штельных пикттрансформаторов подключены к управляющим входам вентилей вентильного преобразователя через диоды, а первичная обмотка каждого дополнительного пик-трансформатора включена последовательно с вентилем дополнительного маломощного выпрямителя, , соответствующего такому вентилю вентильного преобразователя, у которого анодное -напряжение опережает на междуфазный угол анодное напряженрге указанного вентиля дополнительного маломощного выпрямителя, выход основного маломощного вентиль-, ного выпрямителя подключен к основному резистору непосредственно, управляющие входы управляемых вентилей анодной группы основного маломощного вентильного, выпрямителя через дополнительные диоды объединены и через ключ подключены к анодной шине основного маломощного вентильного выпрямителя, выход дополнителы ного маломощного выпрямителя подклйчен к дополнительному резистору. Пик-трансформаторы могут быть выполнены понижающими, с прямоугольной характеристикой намагничивания сердечника и малой величиной полного сопротивления. На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 - х то же, вариант выполнения. Устройство содержит силовые трехфазные мостовые тиристорные выпрямители 1, питаемые от источника 2 напряжения и маломощные (управляющие) трехфазные мостовые выпрямители 3 и 4, питаемые .от того же источника 2 и предназначенные для управления выпрямительным и инверторным режимом работы выпрямителя 1.. Импульсные пиктрансформаторы 5 имеют две обмотки: первичную ивторичную. Первичные обмотки соединены последовательно с диодами 6 выпрямителя 3, вторичные обмотки подключены через диоды 7к управляющим выводам тиристоров 8выпрямителя 1. Диод 6 и тиристор 8, имеющие одинаковые порядковые номера и связанные обмотками одного и того же трансформатора, имеют совпадающее по фазе анодное напряжение , , В устройстве (фиг.) для создания периодического режима работы выпрямителя 3 в цепь резистора 9 включен ключ 10.

Для устройства (фиг.2) в выпрямителе 3 диоды 6 анодной группы заменены на тиристоры 11. Послёг довательно соединенные первичные обмотки пик-трансформаторов 12и диоды 13 собраны в схему.трехфазного мостового маломощного выпрямителя. Ключ 10 через диоды 14 подключен к упра вляющим выводам тиристоров 11.

Устройство (фиг.1У работает следующим образом.

При наличии напряжения источника 2 и при замкнутом ключе 10 через резистор 9 выпрямленный ток выпрямителя 3. Значение сопротивления резистора 9 настолько велико, а ток нагрузки мал (0,7А),что режим работы выпрямителя 3 по отношению к выпрямителю 1 может быть охарактеризован как режим холостого хода. Соответственно угол -коммутации диодов 6 близок к нулю и переход тока с диода на диод происходит практически мгновенно. Длительность интервала протекания тока через каждый диод 6 составляет 2 . В начале интервала ток диода 6 равеннулю, затем он почти мгновенно-достигает среднего значения тока через резистор 9, удерживается на этом уровне в течение 2 /УЗ и так же мгновенно снижается, переходя На очередной вентиль. В течение каждог периода питающего напряжения диоды б вступают в работу и обтекаются током в порядке чередования фаз, к которым подключены.

В момент возрастания и спада тока через диоды 6 во вторичной обмотке импульсных пик-трансформаторов 5, соединенных первичной обмоткой с диодами 6, индуктируются импульсы, импульс, сформированный в момент вступления в работу каждог из диодов 6, с положительным знаком попадает на управляющие выводы силового тиристора 8 той же фазы и группы, что и диод 6, в момент, когда На нем появляется положительное анодное напряжение, и отпирает его. Импульс с отрицательным з:накс 4, сформированным в момент .выхода из работы-диода б, срезаетсй

диодом 7, В течение интервала времени включенного состояния ключа 10 обеспечивается диодный режим тиристорного выпрямителя 1. Разрыв ключа 10 приводит к исчезновению

тока через первичные обмотки импульсных пик-трансформаторов 5 и исчезновению управляющих импульсов7 силовой выпрямитель 1 закрывается. Регулирование среднего значения

выпрямленного напряжения силового выпрямителя 1 обеспечивается регулированием длительности включенного состояния управляющего выпрямителя в пределах выбранного периода повторяемости.

Аналогичным образом работает устройство {фиг.2)|С той лишь разницей, что на каждый тиристор 8 выпрямителя 1 подается два управляю1ДИХ импульса. Первый - с выпрямителя 3, в момент появления положительного анодного напряжения на тиристоре 8, второй - с выпрямителя 4, с отставанием на от первого

импульса. Первые импульсы подаючгся только при замкнутом состоянии ключа 10 и обеспечивают близкий к.диодному выпрямительны{1. режим работы выпрямителя 1 вторые импульсы не оказывают при этом никакого влияния на работу выпрямителя 1 . При размыкании- ключа Ю первые импульсы исчезают, а вторые остсцотся, и переводят вьопрямитель 1 на время спада тока нагрузки в

инверторный режим. Среднее значение вьтрямленного напряжения выпрямителя 1 регулируется соотношением длительностей периодического существования выпрямительного и инверторного режимов.

Для обеспечения работы на активную нагрузку пик-трансформаторы 5 должны содержать две вторичные обмотки: вторая - для подачи дублирующих импульсов на предыдущий

тиристор 8 fвступающий на СО эл.град, раньше диода б).

Применение предлагаемого устройства позволяет формировать импульсы

управления с высокой точностью, простым способом переводить преобразователь из выпрямительного рехшма в инверторный и наоборот, регулировать величину выходного напряжения.

1. УСТРОЙСТЮ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЬИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее пик-трансформаторы с первичными и вторичными обмотками по числу вентилей преобразователя, причем вторичные обмотки пик-трансформатора подключены к управляющим входам вентилей через диоды, о т л и ч а ю щ ее с я тем, ; что, с целью упрогаения и. повйшения точности синхронизации, оно; снабжено маломощным вентильным выпрямителем, совпаданяцим по структ туре &о структурой вентильного преобразователя, резистором и ключ6м причем вход маломощного выпрямителя подключен к питаквдеМу входу вентильного преобразователя, а вызсод через ключ - к резистору первичная ; обмотка каждозго пик-трансформатора включена последовательно с вентилем маломощного вентильного выпрямителя , соответствующего вентилю в вентильном преобразователе, 2. Устройство по п.1, о т л ичающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей счет возможности перевода преобразователя в инверторный режим, оно снабжено дополнительным маломощным выпрямителем на неуправляемых вентилях, дополнительными пик-трансфррматораг4и и диодами по числу фаз вентильного преобразователя и дополнительным резистором, причем вентили анодной группы маломощного вентильного вы прямителя выполнены управляемыми, вторичные обмотки дополнительных пик-трансформаторов подключены к управляющим о в входам вентилей вентильного преобразователя через диоды, а первич(Л ная обмотка каждого дополнительного пик-трансформатора включена последовательно с вентилем дополни тел ь-, ного маломощноговыпрямителя, соответствующего такому вентилю вентильного преобразователя, у которого анодное Напряжение опережает на межфазный угол анодное напряжение указаннрго вентиля дополнительного малсялощного выпрямителя, выход допрлнит1вльного маломощного выпрямителя подключен к дополнительному резиртрру.. , 3. Устройст1во по пп. 1 и 2, о тл и чающее р я тем, чтр, с целью повыиения помехоустойчивости и повышения точности синхронизации, пик-трансформатрры выполнены понижаю121ими с прямоугольной характеристикой намагничивания сердечника и малой величиной полного сопротивления.