Устройство для управления @ -пульсными выпрямителями Советский патент 1984 года по МПК H02P13/24 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано в преобразовательной технике для управления hi -пульсными выпрямителя ми, к которым предъявляются повышенные требования по качеству выпрямленного напряжения. Известны многоканальные устройства для управления m -импульсными выпрямителями, содержащие последовательно соединенные блокн синхронизации, фазового сдвига, формирователи импульсов, а также датчики асимметрии и нелинейные блоки, выходы которых подключены к входам блоков фазового сдвига, позволяющие осущест влять компенсацию неканонических гармоник выпрямленного напряжения, обусловленных несимметрией напряжений питающей сети П . Недостаток указанных устройств заключается в их низкой эффективности, обусловленной тем, что датчики несимметрии вьщеляют лишь амплитудную составляющую несимметрии напряжений питающей сети, а также в наличии неканонических гармоник другого характера, обусловленных разбросами управляющих импульсов по каналам. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления iti -пульсны ми выпрямителями, содержащее последовательно включенные генератор симметричной последовательности задающих импульсов, блок задержки, состоя щий из нескольких последовательно соединенных блоков фазового сдвига, каждый из которых состоит из последо вательно включенных генератора развертки и нуль-органа, и первый вход коммутатора импульсовj второй вход которого предназначен для подключения к питающей сети через блок синхронизации, а также последовательно соединенные датчик напряжения обратной последовательности, вход которого предназначен для подключения к питающей сети, первый вход фазорегулятора и сумматор, причем управляющие входы первых блоков фазового сдвига блока задержки и один из входов сумматора предназначены для подключения к источнику управляющего напряжения 2 . Недостаток известного устройства заключается в невысокой эффективиости подавления неканонической гармоники выпрямленного напряжения. обусловленной несимметрией- напряжений питающей сети вследствие несоблюдения баланса фаз и амплитуд подавляемой гармоники и сигнала, поступающего с фазорегулятора на вход блока задержки из-за нелинейностей преобразователя. Цель изобретения - улучщение гармонического состава выходного напряжения. Поставленная цель заключается в том, что устройство для управления fn -пульсным выпрямителем, содержащее последовательно включенные генератор симметричной последовательности задающих импульсов, блок задержки, состоящий из нескольких последовательно соединенных блоков фазового сдвига, каждый из которых состоит из последовательно включенных генератора развертки и нуль-органа, первый вход коммутатора импульсов, второй вход которого предназначен для подключения к питающей сети через блок синхронизации, а также последовательно соединенные . датчик напряжения обратной последовательностей-, вход которого предназначен для подключения к питающей сети, первый вход фазорегулятора и сумматор, причем управл5шщие входы первых блоков фазового сдвига блока задержки и один из входов сумматора предназначены для подключения к источнику управляющего напряжения, снабжено последовательно включенными нульорганом и фильтром низких частот, выход которого подключен к второму входу фазорегулятора, причем один из входов нуль-органа подключен к выходу генератора развертки последнего блока фазового сдвига, второй вход нуль-органа предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а выход сумматора присоединен к второму входу нуль-органа последнего блока фазового сдвига. На чертеже представлена блоксх0ма устройства. На схеме изображены последовательно включенные генератор 1 задающих импульсов, блок 2 задержки, содержащий последовательно включенные блоки 3 и 4 фазового сдвига, последние, в свою очередь, состоят из последовательно соединенных генератора - 5 развертки и нуль-органа 6, один из входов которого соединен с генератором развертки, а второй

3

соединен с трехфазным напряжением сети через последовательно включенные датчик 7 напряжений обратной последовательности, фазорегулятор 8 и сумматор 9. Управляющий вход фазорегулятора соединен с управляющим В5СОДОМ устройства через последовательно включенные фильтр 10 низких частот и нуль-органа 11, второй вход которого соединен с выходом генератора 5 развертки блока 4 фазового сдвига. Выход блока задержки подключен к первому входу коммутатора 12 импульсов, а второй вход последнего соединен с однофазной сетью чррез блок 13 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 задающих импульсов генерирует симметричную последовательность импульсов вне зависимости от несимметрии напряжений питающей сети, которая поступает в блок задержки и последовательно проходит все блоки фазового сдвига. С целью наиболее точного моделировани арккосинусной х.арактеристики устройства управления целесообразно генера.торы разверток предвключённых блоков сдвига выполнять линейными, а арккосинусную характеристику развертывающего напряжения формировать лишь в блоке 5. С выхода блока задержки импульсы подаются на коммутатор 12 импульсов, с .выхода которого после усиления они поступают на соответствующие тиристоры преобразователя. Блок 13 синхройизации соединяет синхронизирующий вход коммутатора импульсов с питающей сетью.

Благодаря симметричной последовательности управляющих импульсов составляюп;ая обратной последовательности EU сетевого напряжения переходит на сторону постоянного тока не выпрямляясь.

Образованная составляющей Ej гармоники 2 частоты 100 Гц в выпряленном напряжении Uj имеет постоянную амплитуду вне зависимости от угла включения вентилей об , а фаза ее, исчисляемая от составляюще прямой последовательности Е , определяется зависимостью

tf Л С)) - оС J

1019 .4

где U ц; -.начальный угол между составляющими EJ и EJJ . Датчик 7 напряжений обратной последовательности вьщеляет состав, ляющую Ец и на его выходе образуется сигнал частоты I00 Гц с амплитудой . , где Кк-коэффициент преобразования датчика. Начальная фаза, сдвига (Jg- равна дCiT . Таким образом, сигнал на выходе датчика 7 и гармоника Uj отличаются по фазе на угол oi , а по амплитуде- масштабным коэффициентов Kf во всем диапазоне регулирования преобразователя. Сигнал Ux- датчика 7 подается на фазорегулятор 8, где смещается по фазе на угол ot и затем через сумматор 9 поступает на вход нуль-органа 6 блока 3 фазового сдвига в противофазе с гармоникой

U

Если коэффициент передачи преоб2

разователя К тт- будет постоянным

Uy

во всем диапазоне изменения угла ot и равным l/Kjj, то гармоника U будет скомпенсиров5на. Ввиду того, что моделирование арккосинусной характе ристики развертывающего напряжения всегда сопровождается погрешностями, достигающими нескольких процентов.

связь между управляющим напряжением Uu и углом включения вентилейot Hf будет строго арккосинусной, поэтому при управлении фазорегулятора 8 от управляющего напряжения Ij

будет наблюдаться разбаланс фаз

между гармоникой Ь„ и сигналом, снимаемым с фазорегулятора. Для устранения этого явления: фазорегулятор управляется от сигнала нуль0 органа 11 через фильтр 10 выходной сигнал на выходе которбго строго пропорционален углу ei .

Угол коммутации преорразовагеля оказывает влияние на амплитуду и

5 фазу гармоники (If . Для того,

чтобы датчик 7 генерировал сигнал 1)й- строго пропорциональный U целесообразно выполнять его в виде многофазного неуправляемого маломощ-

0 ного Бьтрямителя, питающие обмотки которого должны быть намотаны на

силовом трансформаторе.

Указанное устройство, эффективно обеспечивая баланс фаз и амплитуд 5 компенсируемой гармоники и сигнала на выходе фазорегулятора, позволяет снизить в вьшрямленном напряжении неканоническую гармонику, обуслов9I1310196

ленную несимметрией напряжений питаю- рования и, тем самым, уменьшить щей сети, в 10-15 раз без дополни- массогабаритные показатели и строительных подстроек в процессе регули- мость сглаживающих фильтров.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ m -ПУЛЬСНЫМИ ВЫПРЯМИТЕЛЯМИ, содержащее последовательно включенные генератор симметричной последовательности задающих импульсов, блок задержки, состоящий из нескольких последовательно соединенных блоков фазового сдвига, каждый из которых состоит из последовательно включенных генератора развертки и нульоргана, первый вход коммутатора импульсов, второй вход которого предназначен для подключения к питающей сети через блок синхронизации, а также последовательно соединенные датчик напряжения обратной последовательности, вход которого предназкачен для подключения к питающей сети, первый вход фазорегулятора h сумматор, причем управляющие входы первых блоков фазового сдвига блока задержки и один из входов сумматора предназначены для подключения к источнику управляющего напряжения, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения, оно снабжено последовательно включенi ными нуль-органом и фильтром низких частот, выход которого подключен к (Л второму входу фазорегулятора, причем один из в::одов нуль-органа подключен к выходу генератора развертки последнего блока фазового сдвига, второй вход нуль-органа предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а выход сумматора присоединен к второму входу нульоргана последнего блока фазсвдго со сдвига.