Способ управления @ -мостовым @ -фазным вентильным преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

1

Изоб эетение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями переменного тока в постоянньй, например, в электрохимическом производстве, а также в металлургической промьшшенности.

Известен способ управления преобразова:тепем, состоящим из двух параллельно включенных вьтрямительных групп, тиристоры которых отпираются через период напряжения питающей сети попеременно управляющими импульсами с фазами регулирования и J ,

Недостатком известного способа управления является низкое качество переменного тока и выпрямленного напряжения.

Известен также способ управления вентильными преобразователями, содержащими выпрямительные мосты, заключающийся в подаче управляющих импульсов на мосты с временным сдвигом C2J.

Это позволяет улучшить гармонический состав тока, потребляемого преобразователем, но ведет к увеличению установленной мощности силового трансформатора преобразователя

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ управления п -мостовым вентильным преобразователем, заключающийся в поочередном включении вентилей преобразователя с помощью п-шестифазных последовательностей управляющих напряжений, сдвинутых друг относительно друга на долю периода напряжения питающей сети, обратно пропорциональную количеству фаз и числу мостов преобразователя, и в чередовании моментов включения вентилей, подключенных к одной фазе, по замкнутому повторяющемуся циклу с частотой в и раз меньщей

частоты напряжения питающей сети СЗ I

Основной недостаток способа ухудшение гармонического состава потребляемого из сети тока при регулировании преобразователя ввиду ухудщения условий компенсации гармоник потребляемого из сети тока, вызванного изменением в процессе регулирования соотношений между углми коммутации токов вентилей, подключенных к одной фазе. Поэтому велчина отдельных гармонических сос165172

тавляющих в кривой потребляемого из сети тока при регулировании преобразователя возрастает. При заданном уровне высших гармоник в питающей J сети это ведет к ухудшению массо .габаритных показателей преобразователя за счет установки силовых резонансных фильтров для фильтрации высших гармоник.

10 Цель изобретения - уменьшение искажений тока, потребляемого преобразователем из сети.

Поставленная цель достигается тем, что формируют rv 2«т -канальных

15 последовательностей управляющих импульсов с относительным фазовым сдвигом, зависимым от опорного на- пряжения, количества фаз и числа мостов преобразователя, изменяют

0 фазу указанных импульсов пропорционально управляющему напряжению, чередуют подключение управляющих импульсов к вентилям одной фазы по циклу с частотой в п раз мень5 шей частоты питающей сети, изменяют выпрямпенньй ток преобразователя, формируют л -1 дополнительных напряжений

Ufc-U.-.,

где i 1-п;

Ui--Oeccoa cobKiCUij(i-llUol-K7ld}-K U j4i-l) I

UQ - опорное напряжение;

5 Uu - управляющее напряжение; K,Kj - коэффициенты пропорциональности;I ci - вьтрямленный ток пре.образователя,

и относительный фазовый сдвиг 2т-канальных последовательностей формируют равным

(1-1) +KjUK ,,

mn 5

где f, К J - коэффициенты пропорциональности, Т - период напряжения питающей сети.

0 На фиг. 1 представлен преобразователь,реализующий данньй способ для на фиг.2 - пример выполнения функционального преобразователя.

Преобразователь (фиг.1) содержит 5 трехфазные выпрямительные мосты 1, 2, включенные на стороне постоянного тока параллельно через уравнительные реакторы 3,4, блок управления 3 5 с фазосдвигающими узлами 6 и 7, распределитель 8 управляющих импульсов, включенный меящу блоком управления 5 и управляющими входами вентилей мостов 1,2, а также сумматоры напряжений 9-11 и функцио нальные преобразователи 12, 13,первые входы которых объединены и подключены к датчику тока 14, включенному последовательно с нагрузкой 15 преобразователя, второй вход функционального преобразователя 13 подключен к выходу сумматора напряжений 9, первьй и второй входы которого предназначены для подключе ния к источнику управляющего напряж ния и источнику опорного напряжения соответственно, выходы функциональных преобразователей 12, 13 подключены к входам сумматора напряжений 10, которьш выходом подключен к первому входу сумматора напряжений 11, выход которбго подключен к вход фазосдвигающего узла 6 блока управления 5, при этом второй вход сумматора напряжений 11. подключен к выходу сумматора напряжений 9, а вт рой вход функционального преобразователя 12 и вход -фазосдвигающего уз ла 7 объединены и предназначены для подключения к источнику управляющего напряжения. Преобразователь 12 (фиг.2) содержит последовательно соединенные сумматор напряжений 16, двухквадрантный синусньй функциональный пре образователь 17, сумматоры напряжений 18 и 19, инвертирующий усилитель 20 с большим коэффициентом уси ления и сумматор напряжений 21, при этом средняя точка между вьпсодо инвертирующего усилителя 20 и первым входом сумматора напряжений 21 подключена, к второму входу сумматора напряжений 19 через последовател но включенные сумматор напряжений 2 и одноквадрантный синусный функциональный преобразователь 23, причем первые входы сумматоров напряжений 16, 21 и вторые входы сумматоров на пряжений 16, 22,объединены и предназначены для подключения к блоку управляющего напряжения и сдвигающего напряжения соответственно, а второй вход сумматора напряжений 18 - для подключения к датчику тока 14. Преобразователь работает следз ю- щим образом. 74 Напряжение, пропорциональное выпрямленному трку преобразователя, с датчика тока 14 поступает на соответствующие входы функциональных преобразователей 12, 13. На другой, вход функционального преобразователя 12 подается напряжение Uu, а на вход функционального преобразователя 13 - сумма напряжений управления Uu и опорного UQ с сумматора напряжений 9. Функциональные преобразователи 12 и 13 вырабатывают напряжения и и и 5, пропорциональные углам коммутации вентилей, включаемых с углами управления ot,и ot .(, , что достигается формированием напряжений U и U функциональными преобразователями 12 и 13 по законам U - atccDbCcosK,U -Kjtci -K Uij} И Ua-iattcвь coьK,()) соответственно (К - коэффициент пропорциональности, определяемый наклоном пилы генератора пилообразного напряжения фазосдвигающих узлов 6,7 блока управления 5 К X /2Егп I Д суммарное индуктивное сопротивление контура коммутации;ЕП - амплитудное значение лилейного напряжения на входе мостов преобразователя. Id - выпрямленньй ток преобразователя). Работа функциональных преобразователей, например функционального преобразователя 12, осуществляется следующим образом.. На соответствующие -входы сумматора напряжений 16 подается напряжение управления Uu и г напряжение U, соответствующее -у радиан периода напряжения питающей сети. Напряжение U необходимо для реализации функций косинуса при помощи функционального преобразователя, реализующего функцию синуса, так как cos 0 sin (у - 6 ) В сумматоре напряжений 16 осуществляется вьшолнение логической операции вычитания, что приводит к появлению на его выходе напряжения и Си - , которое поступает на вход двухквадрантного синусного функционального преобразователя 17. Двухквадрантный синусный функциональный преобразователь 17 обеспе1чивает аналоговую аппроксимацию функции Sin и .-cosKiUij- соббг. с погрешностый аппроксимации до О,01%.Напряжение cos с выхода дв5гхквадрантного синусного функционального преобразователя 17 поступает на вход сумматора напряжений 18, на другой вход которого подаетс напряжение, пропорциональное выпрям ленному току преобразователя, с дат чика тока 14. Сумматор напряжений 18 вьщает напряжение, равное cos K/tUu-K I d . Функция arccos costK U -Kj 1 d реализуется в функциональном преобразователе 12 на следующих элементах: сумматоре напряжений 19, одноквадрантном сину ном функциональном преобразователе 23, сумматоре напряжений 22 и инЬертирующем усилителе 20 с большим коэффициентом усиления. Напряжение arccosCcos K Uu-Kjld, сформированное таким образом, поступает на сум матор напряжений 21, где происходит логическая операция вычитйн ш напряжения управления Uu из напряжени arccosГсоз KiUu-KjIg ; т.е. arccosCcos ,,ld)-KiUul. Таким образ6м, с выхода функционального преобразователя 12 снимается напряжениеи ; atccos cosK U -K T dl-KI и u }, Формирование напряжения Ui в функциональном преобразователе 13 осуществляется аналогично формирова нию напряжения Ui в функциональном преобразователе 12. Сформированные таким образом напряжения U и U, с выходов функциональных преобразов телей 12, 13 соответственно поступа на входы сумматора напряжений 10,где 40

происходит вьщеление напряжения, пропорционального разности напряжений и и и, которое затем суммируется с напряжением с выхода сумсоб способствует также снижению установленной мощности преобразователя за счет уменьшения потерь мощности в обмотках трансформатора. 7« матора напряжений 9 в сумматоре напряжений 11 и поступает на вход фазосдвйгающего узла 6. Такимобразом, осуществляется изменение фазы п последовательности импульсов в зависимости от режимных параметров преобразователя. Блок управления 5 вырабатывает две симметричные шестифазные последовательности управляющих напряжений, имеющих фазовые углы of. к yi I- ai 1- Ad Напряжения управления с выходов блока управления с выходов блока управления 5 поступают на распределитель управляющих напряжений 8, через который осуществляется распределение напряжений управления между тиристорами преобразователя таким образом, чтобы управляющие электроды тиристоров, подключенных к одной фазе, в любой момент времени были соединены с разными выходами блока управления 5. Кроме того, распределитель 8 периодически (цри h 2 через период колебаний напряжения сети) подключает управляющий электрод каждого тиристора с одного выхода блока управления 5 на другой, обеспечивая тем самым чередование углов отпирания казццого тиристора с частотой в 1 раз меньшей частоты Напряжения сети, питающей рреобразователь. Использование способа позволяет улучшить форму кривой переменного тока, уменьшить величину высших гармоник, генерируемьп : преобразователем в питающую сеть, и тем самым способствует уменьшению ущерба, наносимого высокочастотными составляющими. СпофигЛ

Фие t

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ И ,-МОСТОВЫМ Ж -ФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, заключающийся в том, что формируют П 2т-канальных последовательностей управляющих импульсов с относительным фазовым сдвигом, зависимым от опорного напряжения, количества фаз и числа мостов преобразователя, изменяют фазу указанных импульсов пропорционально управляющему напряжению, передуют подключение управляющих импульсов к вентилям одной фазы по циклу с частотой в И раз меньшей частоты питающей сети, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений тока, потребляемого преобразователем от сети переменного тока, измеряют выпрямленньй ток преобразователя, формируют Н -f дополнительных напряжений U U.i-Ui , где Uj aTCcoa a7sKitU(j4i-tlUo -K«Idb ,+( i 1-n; g V(j - опорное напряжение; U - управляющее напряжение; К, Kj - коэффициенты пропорциональное ти; - - выпрямленный ток преобразователя, и относительный фазовый сдвиг 2 п-канальных последовательностей формируют равным: , .