Способ управления выпрямителем с неуправляемой катодной и несколькими управляемыми анодными группами вентилей Советский патент 1984 года по МПК H02P13/24 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электронно-лучевых установок.

Известен способ управления выпрямителем, при котором формируют импульсы управления вентилями в моменты естественной коммутации 111

Недостатком этого способа является то, что в момент коммутации токов в yпpaвляe бdx группах из-за разброса пусковых характеристик вентилей кo lyтaция в одной из управляемых групп начинается раньше и вентили других групп, которые должны вступить в работу, оказываются зашунтированными вентилями группы, где началась коммутация.

Если ширина импульса меньше угла ко1имутацин плеча, вступившего в работу, то вентили других групп остаются запертыми и в кривой выпрямленного напряжения появляются провалы.

Наиболее близким к изобретению является способ управления выпрямителем с неуправляемой катодной и управляемыми анодными группами вентилей, заключающийся в том, что фиксируют моменты естественной коммутации вентилей, формируют импульсы управления вентилями первой анодной группы в указанные моменты времени 2 .

Недостатком этого способа является то, что при работе первой группы вентилей включение вентилей второй группы происходит в моменты, соответствующие максимальному анодному току вентилей первой группы, что приводит к значительным искажениям кривой выпрямленного напряжения, снижению коэффициента мощности и КПД источника питания и неоптимальным условиям коммутации вентилей.

Целью изобретения является повышение КПД и коэффициента мощности.

Поставленная цель достигается тем, что фиксируют время коммутации вентилей каждой анодной группы, формируют импульсы управления вентилями каждой следующей анодной группы с задержкой по отношению к моментам естественной коммутации на время, равное суммарному времени коммутации вентилей анодных групп, включенных ранее.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ управления.

На схеме показаны высоковольтный трансформатор 1, соединенный через блок 2 peaKTOjjoB с выпрямителем, состоящим из катодной группы 3 неуправляемых вентилей, и анодных групп,4-6 управляемых вентилей, датчики 7-9 токов нагрузки, Нагрузки 10-12 (катоды электронных пушек блоки 13-15 ключей, формирователи 16-18 импульсов управления, блок 1 управления ключами, блоки 20-22 сравнения, блок 23 синхронизации, блок 24 уставки напряжения, блоки 25 и 26 сложения, блоки 27-29 защиты и автоматического повторного включения.

Устройство реализует предлагаемый способ следующим образом.

Через трансформатор 1, блок 2 и выпрямитель с группами 4-6 вентилей нагрузки 1C -12 питаются от сети. Входы блока 23, представляющего собой трехфазный фазорегулятор, соединены с сетью. В исходном состоянии ключи блоков 13-15 разомкнуты и не пропускают импульсы формирователей 16-18 на управляющие электроды вентилей. Блок 24 формирует постоянное напряжение уставки, которое сравнивается в блоке 20 с тремя выходными сигналами блока 23. Сравнение тех же сигнало осуществляют и блоки 21 и 22, так как из-за отсутствия токов нагрузки на выходах блоков 25 и 26 напряженде равно выходному сигнгшу блока 24.При превышении уровней сигнал блока 23 над уровнем сигнала блока 2 на выходах блоков 20-22 появляются сигналы, задние -фронты которых вызывают появл ие импульсов на выходах формирователей 16-18. Уровень сигнала с блока 24 подбирают максимально приближенным к амплитуде сигналов блока 23, но достаточным для появления импульсов на выходе формирователей 16-18. Фаза сигналов блока 23 подбирается таким образом, чтобы запускающие импульсы на выходе формирователей 16-18 появлялись в моменты естественных коммутаций вентилей.

Таким образом, в исходном состоянии на выходах формирователей 16-18 в моменты естественных коммутаций формируются запускающие импульсы. Блок 19 замыкает ключи блока 13, в результате чего импульсы управления поступают на соответствующие вентили группы 4. На выходе датчика 7 появляется сигнал U, который имеет полярность, обратную полярности сигнала блока 24, и суммируется с ним в блоке 25. На выходе блока 26 также появляется сигнал, равный сумме сигналов U и сигнала блока 24. Поскольку уровень сигнала блока 24 приблизительно равен амплитуде сигналов блока 23, на выходе формирователей 17 и 18 появляются запускающие импульсы с задержкой на у эл.град. относительно моментов естественных

где у arccosd- g) .

коммутаций,

Известно, что угол коммутации вентилей зависит от анодного тока:

f arccosd - KOjj).

В устройстве уровень сигнала U с датчика тока пропорционален току tf , а амплитуда сигналов Uc с блока синхронизации подбирается равной Up К. Следовательно, запускающие импульсы на выходе формирователей 17 и 18 появляются с задержкой на у arccos (1-Ю j ) относительно моментов включения вентилей группы 4. Блок 19 через блок 14 разрешает подачу импульсов на вентили группы 5. На выходе датчика 8 появляется сигнал U, пропорциональный току группы 5, а на выходе формирователя 18 появляются импульсы с задержкой относительно моментов естественных коммутаций на

y2 arccos l-K( f)

При возникновении технологического короткого замыкания в одной из нагрузок, например 11, соответствующий блок, в данном случае 28, через блоки 19 и 14 отключит вентили группы 5, Благодаря тому, что устройство определяет суммарный

момент окончания коммутаций вентилей групп, вступивших в работу ратьше,и в этот момент подает запускающие импульсы на вентили группы, вступающей в работу позже,

5 вентили группы 6 вступят в работу сразу после окончания коммутаций в вентилях группы 04.

Таким образом, за счет определения устройством моментов окон0 чания коммутаций и подачи импуль сов управления на вступающие в работу вентили управляемых групп в моменты окончания суммарной продолжительности коммутаций вентилей,

5 вступивших в работу ранее, оптимизируются условия коммутаций вентилей и повышается коэффициент мощности и КПД.

Использование предлагаемого способа при управлении выпрямителем, питающем электронно-лучевые пушки, позволяет уменьшить пульсации напряжения и снизить утечки анодного тока на электронно-лучевых пушках, что снижает вероятность выхода их из строя, увеличить степень фокусировки луча на объекте нагрева и облегчить условия программного распределения мощности. 0

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ С НЕУПРАВЛЯЕМОЙ КАТОДНОЙ И НЕСКОЛЬКИМИ УПРАВЛЯЕМЫМИ АНОДНЫМИ ГРУППАМИ ВЕНТИЛЕЙ, заключающий в том, что фиксируют моменты тественной коммутации.вентилей анодных групп, формируют импульсы управления вентилями первой анодной группы в указанные моменты, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения КПД и коэффициента мощности, фиксируют время коммутации вентилей каждой анодной группы, формируют импульсы управления вентилями каждой следующей анодной группы с задержкой по отношению к моментам естественной коммутации на время, равное суммарному времени коммутации вентилей анодных групп, включен- И 9 ных ранее. (Л