Регулятор тока параллельно включенных выпрямителей с несимметричным управлением Советский патент 1984 года по МПК H02P13/24 

Изобретение относится к электротехнике и может быть иапользовано лля схем тиристорных преобразовател с улучшенными энергетическими харак теристиками, например, для схемы несимметричного управления тиристор ным преобразователем, состоящим из двух параллельно включенных трехфаз ных мостовых выпрямительных схем. Известны устройства деления выпрямленного тока между двумя параллельно включенными трехфазными мос товыми выпрямительными схемами с использованием в качестве датчиков выпрямленного тока многокаскадных операционных усилителей с большим коэффициентом усиления, на вход которых подается напряжение с шунтов, включенных в цепь выпрямленного тока tl. Однако эти регуляторы имеют недостаточную помехозащищенность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является регулятор выпрямленного тока между двумя параллельно включенными трехфазными мостовыми выпрямителями с несимметричным управлением, каждый из которых снабжен блоком импульсно-фазового управления с вхо дом задания выпрямленного напрйжения, содержащий трансформаторы тока предназначенные для включения первичными обмотками в питающую сет КаХцого выпрямителя, выпрямительные блоки, включенные в цепь вторичных обмоток трансформаторов тока, сумми рующий блок, входы которого соедине ны с разноименными полюсами выпрями тельных блоков, инвертор, выход которого предназначен для подключения к входу задания одного из блоков им пульсно-фазового управления 2J, Однако этот регулятор имеет недостаточную точность, которую он обеспечивает в схемах тиристорных преобразователей с улучшенными энер гетическими характеристиками, напри мер, в схемах несимметричного управ ления двумя параллельно включенными трехфазными мостовыми выпрямительными схемами. В указанном режиме управления в выходном напряжении суммирующего устройства имеют место прямоугольные пульсации, следующие через 120° (с частотой 150 Гц ), ширина которых зависит от соотношения углов регулирования, а амплитуда пр порциональна выпрямленному току, что вызывает увеличение неравномерности деления выпрямленного тока между двумя параллельно включенными трехфазными мостовыми выпрямительны ми схемами в функции величины выпрямленного тока. Кроме того, это приводит к насыщению уравнительного реактора, включенного между выпрямительными мостами в режиме несимметричного управления. Целью изобретения является повышение точности регулирования деления токов. Поставленная цель достигается тем, что регулятор тока параллельно включенных выпрямителей, каждый из которых снабжен блоком импульсно-фазового управления с входом задания выпрямленного напряжения, содержащий трансформаторы тока, предназначенные для включения первичными обмотками в питающую сеть каждого выпрямителя, выпрямительные блоки, включенные в цепь вторичных обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок, входы которого соединены с разноименными полюсами выпрямительных блоков, инвертор, выход которого предназначен для подключения к входу задания одного из блоков импульсно-фазового управления, дополнительно снабжен управляемым ключом и элементом И, причем выход суммирующего блока предназначен для подключения к входу задания другого блока импульсно-фазового управления и подключен к инвертору через управляемый ключ, входы элемента И соединены с выходами выпрямительных блоков, а выход -элемента И соединен с управляющим входом ключа. На фиг.1 представлена схема предлагаемого регулятора; на фиг.2 временные диаграммы. Регулятор деления тока между выпрямителями 1 и 2, соединенными через параллельно уравнительный реактор 3, -содержит трансформаторы 4 тока в питающей сети каждой трехфазной мостовой выпрямительной схемы, выпрямительные блоки 5, включенные в цепи вторичных обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок 6, входы которого подключены к разноименным полюсам выхода выпрямительных .блоков 5, а выход включен последовательно с ключом 7 на вход системы 8 импульсно-фазового управления, управляющий трехфазным мостовым выпрямителем 2, непосредственно и через инвертор 9 включен на вход системы 10 управления, управляющей трехфазным мостовым выпрямителем 1, элемент И 11, : входы которого подключены к выходам выпрямительных блоков 5, а выход подключен к управляющему входу ключа 7, коммутирующий блок 12, На фиг.2 представлены следующие временные диаграммы} АВ,АС,ВС - линейные напряжения питающей сети; - - выпрямленное напряжение выпрямительного моста 1; д 1 с фазные токи питакадей ° сети; Ki , ( напряжения на выходе выпрямительных блоко . , 5; K/ij -ij I - ВЫХОДНОЙ сигнал сумм кхдего устройства 6; - ij |- выходной сигнал элек тронного ключа 7. Особенностью несимметричного уп равления тиристорным преобразовате лем, состоящим из двух параллельно включенных через уравнительный реа тор 3 трехфазных мостовых выпрямит лей 1 и 2 является использование двух систем отпирающих импульсов: 0, - формируемых в системах 8 10 в ка51одый период напряже ния питайщей сети; oiL и oi- формируемых коммутирующим блоком 12 через период напряжения питающей сети, т.е. с частотой 25 Гц. Начальные и предельные углы регу лирования устанавливаются с помощью регулируемых напряжений .uU и (J на входе систем 8 и 10 и коммутирую щего устройства 12: о 2нач„-Эми« - 30° ot,Ho crl80-pM,H 150° , о eiMHH - мгссо5(2со5ЭА,и,г1/-43. Условно считая, что синусоида питающего напряжения сети состоит и четных и нечетных периодов, а управ ляющие импульсы тиристора трехфазного выпрямительного моста, подключенного анодом к фазе А (фиг.Ц , соответствуют каналу 1 схемы импульсно-фазового управления (СИФУ/ порядок чередования управляющих импульсов oLL и сС должен быть следующим. : в четные периоды управляющие импульсы должны поступать на (тиристоры кансшов 1, 2, 5, б выпрямителя 1 (т.е. соответственно к тиристорам, подключенным: анодом к фазе А, катодом к фазе С, анодом к фазе,С и катодом к фазе В) а управляющие импульсы к тирис- - II JJ 4 (т.е. соотторам каналов ветственно - к тиристорам, подключенным анодом к фазе В и катодом к фазе А) выпрямительного моста 2. В нечетные периоды управляющие импульсы должны быть приложены к тиристорам каналов 3 и 4 выпрямителя 1 и к тиристорам каналов 1, 2, 5 и б выпрямителя 2. В момент времени t / соответст вующий точке естественной коммутации тиристора канала- 2, управляющий импульс открывает тирис тор выпрямителя 1, подключенный катодом к фазе С, а тиристор канала 1 (подключенный анодом к фазе А), открытый ранее управляющим импульсом utj -О в момент, времени , в момент времени ±2 продолжает находиться в открытом состоянии ( ширина управляющих импульсов 60°). Следовательно, с момента времени t выпрямленное напряжение равно линейному , напряжению АС, а в питающей сети выпрямителя 1 протекают фазные токи 1 и 1 , равные по величине выпрямленному току Jd , что приводит к формированию на выходе выпрямительного блока 5 напряжения, пропорционального выпрямленному току ( , Так как в рассматриваемый четный периодна вентили каналов 3 и 4 выпрямителя 1 поступают только управляющие импульсы , тиристор канала 3 откроется в момент времени t4 (отстгиощий на 90 от точки естественной коммутации тиристора канала 3, соответствующей моменту времени tj (и, следовательно, с момента времени t. в цепи питающего напряжения выпрямительного моста 1 протекают фазные токи ig и i . В дальнейшем, в связи с тем, что на вентиль канала 4 поступает управляющий импульс oi 90, а на вентиль канала 5 - управляющий импульс ciy 0, это приводит к опережению формирования управляющего импульса канала 5 по сравнению с управляющим импульсом канала 4 на величину 06 30°. Вследствие этого в момент времени t5 одновременно открываются тиристоры каналов 2 и 5, подключенные соответственно катодом и анодом к одной и той же фазе (фазе С/. Выпрямленный ток с этого момента начинает протекать через указанные тиристоры, минуя фазы питающей сети (за счет энергии, запасенной в индуктивностях цепи выпрямленного тока ). Следовательно, с момента открытия тиристора канала 5 до момента открытия тиристора канала 4 (интервал времени tj-tg) выходные напряжения трансформаторов тока 4, а следовательне, и выходное напряжение Kijj выпрямидельного устройства 5 равны нулю. В последующем (нечетном) периоде (интервал времени t-j-t) ,когда управляющие импульсы oi поступают на тиристоры каналов 3 и 4, подобное опережение (управляющим импульсом канала 4 управляюшего импульса канала 3) приводит также (на участке 4з - tg/к провалу до нуля выходного напряжения Kij выпрямительного блока 5. Как видно из фиг.2, интервал времени между провалами выходного -напряжения Kt выпрямителя блока 5 составляет 240°, следовательно, частота этих провалов равна 75 Гц. Аналогичные провалы, как видно из фиг.2, имеют место и в выходном напряжении

к)-) выпрямительного блока 5, измеряющего выпрямленный ток i трехфазного выпрямителя 2.

Фазовый сдвиг между провалами в выходных напряжениях как видно из фиг.2, составляет 120, Это объясняется тем, что если в один из периодов на управляющие электроды тиристоров трехфазного выпрямителя моста 1 поступают, например, управляющие импульсы каналов 1 и 2, то на управляющие электроды трехфазного выпрямителя 2 поступают в этот период управляющие импульсы . J каналов 3 и 4, сдвинутые соответственно по фазе от управляющих импульсов каналов 1 и 2 на 120°.

Таким образом, как показано на фиг.2, результируюиее напряжение на выходе суммирующего блока 6 ((jj -Ijj имеет пульсации прямоугольной формы, ширина которых составляет (2 -60 30°, следующие через 120, т.е. с частотой 150 Гц и с амплитудой, пропорциональной величине выпрямленного тока (максимальная ширина указанных пульсаций Ь 60° имеет место на участках фазовых характеристик СИФУ, где оС dz 120°/.

Приведенные (Фиг.21 временные диаграммы построены для случая равного делению тока между двумя параллельно включенными трехфазными мостовыми выпрямителями 1 и 2 т.е. для случая, когда f -М ° тором результирующее напряжение на выходе суммирующего блока 6, т.е. (d Йа должно быть равно нулю Однако наличие пульсаций на выходе суммирующего устройства искажает регулирующее воздействие и обуславливает ложную работу регулятора.

Наличие в выходной цепи суммирующего блока б ключа 7 исключаетложную работу регулятора, благодаря разрыву цепи регулирующего воздействия на время прохождения ложного сигнала. Размыкание ключа обеспечивает элемент И 11 в интервалы времени, когда на одном из его входов имеет место провал напряжения, постпающего с выхода выпрямительного блока 5.

Как показано на фиг.2, выходное напряжение т.е. регулирующее воздействие регулятора при наличии электронного ключа 7, равно нулю и не имеет ложных выбросов,искажающих процесс регулирования.

РЕГУЛЯТОР ТОКА ПАРАЛЛЕЛЬНО ВКЛЮЧЕННЫХ ВЫПРЯМИТЕЛЕЙ С НЕСИММЕТ--, РИЧНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, каждый из которых снабжен блоком импульсно-фазового управления с входом задания выпрямленного напряжения, содержащий трансформаторы тока, предназначенные для включения первичными обмотками в питающую сеть каждого выпрямителя, выпрямительные блоки, включенные в цепь вторичных обмоток трансформаторов тока, суммирующий блок, входы которого соединены с разноименными полюсами выпрямительных блоков, инвертор, выход которого предназначен для подключения к входу задания одного блока импульсно-фазового управления, отличающийся тем) что, с целью повышения точности рес гулирования, он снабжен управляемым ключом и элементом И, причем выход (Л суммирующего блока предназначен для подключения к входу задания другос: го блока импульсно-фазового управления и подключен к инвертору через управляемый ключ, входы элемента И соединены с выходами выпрямительных блоков, а выход элемента И соединен с управляющим входом ключа. | со 00 Ч О

X(tdiid2)

AB AC BC SA CA CB

f-4 CS

574 wt5i/ u)t7 Д A tfu/ V IШ6 n/ Ч т V / I Y V

4ж|

i II П II

Ktrf, I I

K(id,-id2

A///-/i)

V

AB AC BC ЗА CA CS

OCX

v