Устройство для выравнивания токов в группе параллельно включенных вентильных ветвей Советский патент 1985 года по МПК H02J3/46 H02M1/00 

Изобретение относится к преобразовательной технике, а точнее к системам выравнивания токов вентильны ветвей, объединенных в группы и параллельно работающих в статических .преобразователях с .помощью делителе выполненных по схеме с короткозамкн тым контуром. Известнысистемы выравнивания то ков вентилей в группах управляемых статических преобразователей, содер жащие делители тока, выполненные по схеме с короткозамкнутым контуром D | .. Применение в таких системах диод и переключающих элементов, включенных соответственно в короткозамкнутый контур и параллельно каждой обмотке его образующих, позволяет выполнить систему с улучшенными массо габаритными показателями. Включение параллельно с каждым переключающим элементом конденсатора позволяет дополнительно снизить массогабаритные показатели-систем 2. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство, в котором последователь но с вентилем каждой ветви включена первичная обмотка двухобмоточного дросселя (трансформатора), вторичная обмотка которого зашунтирована полностью управляемым ключевым элементом с двухсторонней проводимость Вторичные обмотки дросселей .(трансформаторов) всех ветвей соединены между собой согласно последовательн образуя выравнивающий замкнутый кон тур. Вентили в параллельных ветвях в зависимости от исполнения и назна чения преобразователей могут быть выполнены как неуправляемыми, так и управляемыми. В последнем случае управление осуьчествляют от СИФУ пре образователем З . Ряд параметров такой системы выравнивания токов, например сечение железа магнитопроводов, выбирают из условий обеспечения нормированной степени неидентичности токов параллеьно работающих вентильных ветвей. Выравнивание токов производится путем введения в вентильные ветви выравнивающих ЭДС, компенсирующих действие факторов, вызывающих нерав номерное распределение их токов. При этом чем сильнее действие этих факторов, тем больше должна быть выравнивающая ЭДС и соответственно больше сечения железа магнитопроводов. Факторами, приводящими к неравенству токов параллельно работающих вентильных ветвей с одной стороны является Неидентичность параметров элементов внутри каждого преобразователя (например, неидентичность параметров вентилей, предохранителей, сборных шин), а с другой неидентичность параметров сборных шин (индуктивностей, активных сопротивлений) , объединяющих преобразователи на параллельную работу и неидентичность самих преобразователей (возможна, например, при параллельной работе одинаковых преобразователей с аварийно отключенной одной или несколькими параллельными вентильными ветвями в одном из них). Причем сильнее проявляется действие послед|Них факторов, что требует существенного увеличения сечения железа магнитопроводов, а значит и массогаба- ритных показателей системы в целом. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей при наращивании выходной мощности путем параллельного соединения п преобразователей. I Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для выравнивания токов в группе параллельно включенных вентильных ветвей, содержащем магнитопроводы по числу параллельных ветвей, на каждом из которых размещены по две обмотки, первые из которых включены последовательно в вентильных ветвях, а вторые зашунтированы управляемыми ключевыми элементами и связаны между собой согласно-последовательно, образуя выравнивающую цепь, причем управляющие входы вентилей связаны с СИФУ преобразователя, указанную группу вентильных ветвей образуют п аналогично выполненных подгрупп, каждая из которых принадлежит одному из п преобразователей, выравнивающие цепи каждой подгруппы соединены между собой через п введенных диодов, образуя замкнутый контур с односторонней проводимостью, катоды этих диодов через введенные датчики тока объединены в общую точку, а выходы датчиков тока через введенные фильтры заряднбг го значения подключены к входу. СИФУ подгруппы вентильных ветвей соответствующего преобразователя. На чертеже представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства. . Устройство включает три управляемых однофазных преобразователен (подгруппы) 1-3 с тремя параллелльны ми вентильными ветвями в каждом из них, а также общий для всех вентильных ветвей делитель тока, выполненный по схеме с короткозамкнутым контуром, образованный последователь но и согласно включенными цепочками из параллельно включенных переключающего элемента 4 и обмотки 5 и диода ми 6-8. Анод каждого диода подключен к каналу соо.тветствующей обмотки 5. Переключающий элемент 4 может быт выполнен, напримерJ в виде двух встречно-параллельно включенных динисторов и сдужит для закорачивания обмотки 5 в случае аварийного отключения магнитосвязанной с ней вентиль ной ветви. При этом включение динисторов происходит под действием возросшего напряжения на обмотке 5. Динистор шунтирует вторичную обмотку делителя, магнитосвязанную с отключенной ветвью, и остальная часть сисхемы продолжает выравнивать токи ме ду всеми оставшимися в работе ветвяыи. Катоды диодов 6-8 через датчики тока объединены. Выходы датчиков 9-11 соответственно через фильтр 12-14 среднего значения подключены к вторым входам сумматоров 15-17, к первым входам сзт1маторов подключен источник 18 напряжения управления преобразователями. Входы сумматоров 15-17 входят в каналы 19-21 систем 22-24 управления соответственно. Система работает следующим образом Через датчик 1 и 9-11 протекают токи пропорциональные разности среднеариф метических токов вентилей соотвртственно преобразователей 1 и 3, 2 и 1, 3 и 2. При равенстве токов всех преобразователей и одинаковом числе работающих параллельно ветвей в них протекающие через датчики.9-11 токи отсутствуют. Отсутствуют и сигналы на выходах этих датчиков. При неравенстве токов преобразова телей 1-3 появляющемся из-за несимметричности шин, объединяющих преобразо ватели на параллельную работу, либЪ из-за разного числа работающих в них вентильных ветвей, неравны и среднеарифметические токи вентилей этих преобразователей. Если токи преобразователей 1-3 превышают токи соответственно преобразователей 3, 1 и 2, на входах датчиков 9-1 1 тока появляется положительньщ потенциал, что однозначно обуславливает появление положительных сигналов на выходах датчиков 9-11 и фильтров 12-14. Если токи преобразователей-3, 1 и 2 превышают токи соответственно преобразователей 1-3, на входах датчиков 9-11 тока появляется отрицательньш потенциал, что однозначно обуславливает появление отрицательных сигналов на выходах датчиков 9-11 и фильтров 12-14. Эти сигналы поступают на вторые входы сумматора 15-17, которые входят в каналы 19-21 систем 22-24 управления соответственно. В сумматорах происходит их алгебраическое суммирование с напряжением управления, поступающим с выхода источника 18. Это вызывает увеличение угла включения вентилей по отношению к задаваемому сигналом, поступающим на первьй вход сумматора, и уменьшение среднеарифметического тока соответственно ветвей преобразователей 1-3 (если сигналы датчиков 9-11 положительны) или уменьшение угла включения вентилей и соответственно увеличение среднеарифметического тока соответственно ветвей преобразователей 1-3 (если сигналы датчиков 9-11 отрицательны).: Такое изменение углов включения вен-, тилей приводит к выравниванию среднеарифметических токов вентильных ветвей этих преобразователей (подгрупп) . I Таким образом, последовательное соединение датчиков 9-11 тока с соответствующими фильтрами 12-14 среднего й.чачения образует каналы отрицательной обратной связи по среднеарифметическому току соответственно преобразователей (подгрупп) 1-3. В результате компенсация пеидентичности токов параллельно работающих вентильных ветвей преобразователей, появляющаяся при их параллельном включении, частично осуществляется с помощью системы управления. Поэтому выравнивающая ЭДС, на формирование которой рассчитывается делитель тока, может быть принята меньше, чем в известном устройстве. Соответственно меньшим будут требуемое сечение магнитопровода делителя и массогаба

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАВНИВА- . НИЯ ТОКОВ В ГРУППЕ ПАРАЛЛЕЛЬНО БЮЛОЧЕННЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ ВЕТВЕЙ, содержащее магнитопроводы по числу параллельных ветвей, на каждом из которых размещены по две обмотки, первые из которых включены последовательно в вентильных ветвях, а вторые зашунтированы управляемыми ключевыми элементами и связаны между собой согласно-поfc..-.следовательно, образуя выравнивающую цепь, причем управляющие входы вентилей связаны с системой импульснофазового управления (СИФУ) преобразователя, отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей при наращивании выходйой мощности путем параллельного соединения п преобразователей, указанную группу вентильных ветвей образуют п аналогично выполненных подгрупп, каждая которых принадлежит одному из п преобразователей, выравнивающие цепи каждой подгруппы соединены между собой через п введенных диодов, образуя замкнутый контур с односторонней проводимостью, (Л катоды этих диодов через введенные .датчики тока объединены в общую точку, а выходы датчиков тока через введенные фильтры среднего значения подключены к входу СИФУ подгруппы вентильных ветвей соответствующего преобразователя. оо 00 00 00 tsD