Способ выравнивания тока между параллельно включенными вентилями статического преобразователя Советский патент 1987 года по МПК H02M1/08 

1 .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для выравнивания токов или температур структур параллельно включенных вентилей статического преобразователя.

Цель изобретения - снижение максимальных значений температур структур вентилей при обеспечении их выравнивания путем приближения среднего за время формирования N импульсов управления значения тока каждого вентиля к среднеарифметическому значению токов всех вентилей.

Сущность способа заключается в том, что для управления параллельно включенными вентилями статического преобразователя измеряют средние за период изменения напряжения сети, питающей преобразователь, значения токов всех вентилей при их одновременной работе, формирует следующие с частотой, соответствующей указанному периоду, импульсы управления вентилями, подают на -каждый вентиль m импульсов из каждых очередных N импульсов управления. Числа m и N. выбирают индивидуально для каждого вентиля из соотношения

где п - число параллельно включенных вентилей;

: I - среднее за период измене- i кия напряжения сети, питаю- ; - щей преобразователь, зна - чение тока вентиля при од- новременной работе всех вентилей ;

I - наименьшее из значений токов I всех вентилей. При этом каждые m импульсов уп- .равления подают на вентили пачками, разделенньпуги (N-m) паузами, каждая продолжительностью в указанный пе- риод.

Кроме того, одновременно г-смпуль- сы управления подают не менее чем к (п-1) вентилям, между соседними паузами подают к вентилю число импульсов управления, наиболее близкое к числу, определенному по выражению

т NTH

17586 2

Значение максимальной температуры структуры вентиля при одном и том же среднем за заданный временной интервал значении его тока тем боль- 5 ше, чем больше определенное на том же интервале действующее значение его тока. Последнее в свою очередь тем больше, чем меньше отношение времени пропускания вентилем тока на указанном интервале к величине этого интервала.

При одновременной подаче импульсов управления не менее чем к (п-1) вентилям обеспечивается минимальное увеличение амплитуды токов этих вентилей, следовательно, и минимальное увеличение максимальной температуры их структур.

При подаче на вентили между соседW

20

25

ними паузами числа импульсов управления, наиболее близкого к числу, определенному по выражению

т N

обеспечивается наиболее равномерное распределение во времени импульсов греющего вентиль Тока, тем самым наименьшая амплитуда колебания температуры структуры вентиля вокруг среднего значения и, следовательно, меньшая максимальная температура структуры вентиля.

На фиг, приведена блок-схема,

реализующая предложенный способ управления тремя параллельно включенными вентилями статического преобразователя; на фиг.2 - временные диаграммы импульсов управления,, подаваемых к вентилям, в течение одного цикла работы блок-схемы.

Блок-схема содержит преобразователь 1, входящие в него параллельно

ключенные управляемые вентили 2 - 4, средние за период Т изменения апряжения сети, питающей преобразователь , значения токов которьЬс ерены при одновременной работе этих

вентилей и составляют, например, 1 100 А, 1 130 А, 1 160 А, Устройство содержит также источник 5 импульсов управления, выход которого через коммутаторы 6-8 подключены соответственно к управляющим

входам вентилей 2-4, бдрк 9, формирующий импульсы напряжения, следуюие с частотой импульсов управления источника 5 и отстающие от них на

313

время, равное длительности последних, счетчик 10 импульсов и дешифратор 11. При этом счетный вход счетчика 10 через блок 9 подключен к выходу источника 5, выход счетчика 10 подключен к управляющим входам коммутаторов 6 - 8 и через дешифратор 11 - к обнуляющему входу счетчика 10. Каждый коммутатор 6-8 содержит управляющий ключ 12, дешифраторы 13 и 14, триггер 15, выполненный на двух логических элементах ИЛИ-НЕ. При этом управляющий вход коммутатора 8 одновременно является входом дешифраторов 13 и 14, выходы которых соответственно подключены к первому и второму входам триггера 15, выход которого подключен к управляющему входу ключа 12 Выход и вход ключа 2 являются одновременно выходом и входом коммутатора 8. В памяти дешифратора 11 записано число 52. В деи1ифраторе 13 соответственно коммутатора 6 записано число 53; коммутатора 7 - числа 5,12 18,25,32,38,44,50; коммутатора 8 - числа 3,7,11,15,19,23,27,31,39,43, 47,51. В дешифраторе 4 соответственно коммутатора 6 записано число 54; коммутатора 7 - числа 6,13,19,26 33,39,45,51; коммутатора 8 - числа 4 8,12,16,20,24,28,32,36,40,44,48,52. Числа, записанные в памяти дешифра- торов, определяют моменты наступле- НИН и длительности пауз между пачка ми импульсов управления вентилями

2- 4 и определены с учетом того, что m,j 1:1; N,: т 13:11; m4 4:3, при которых период одного цикла работы блок-схемы равен 1x13x4 52 периодам Т. Эти числа определены также с учетом того, что одновременно импульсы управления следует подавать не менее чем

к двум вентилям, а между соседними паузами следует подавать к вентилю

3число импульсов управления, наиболее близкое к т,:(N, ™з) :(13- 11) 5,5; к вентилю 4 - m;,:( m,) 3:/4-3/ 3.

Устройство работает след5тощим образом.

Формируясь в источнике 5, импульсы управления периодически (с периодом Т) через ключ 12 коммутаторов 6-8 поступают на управляюпдие входы соответственно вентилей 2-4, отпирая их. Одновременно эти импульсы запускают блок 9, который формирует

864

сдвинутые относительно импульсов управления на время, равное длительности последних, импульсы напряжения, поступающие на счетный вход

счетчика 10. По достижении числа поступающих в счетчик 10 импульсов 52 на выходе деп1ифратора 1 1 формируется импульс, обнуляющий показания счетчика 10. На этом заканчивается

цикл работы схемы и начинается следующий, аналогичный предьщущему. Кроме того, по достижении числа поступивших в счетчик 10 импульсов числа, записанных в дешифраторах 13 и 14

коммутаторов 6 - 8, на выходах этих дешифраторов формируются импульсы, меняющие состояние триггеров 15 этих коммутаторов. Триггеры в свою очередь меняют состояние ключей 12 с

открытого на закрытое и обратно. В результате за цикл работы схемы (52 периода Т) к вентилю 2 подается 52 импульса управления (кривая 1 6) к вентилю 3-44 импульса (кривая 17)

и к вентилю 4-39 импульсов (кривая 18). При этом на каждом периоде Т импульсы управления подаются к двум вентилям и паузы между пачками импульсов наиболее равномерно распределены на протяжении всего цикла работы схемы. В результате обеспечивается равенство средних за цикл работы схемы (52 периода Т) значений токов вентилей 2 - 4, как и в

прототипе.

Применение предлагаемого способа управления параллельно включенными вентилями позволит уменьшить температуру структуры наиболее нагретого

вентиля и, как следствие, увеличить срок службы преобразователя с такими вентилями либо уменьшить необходимое число параллельно включенных вентилей в них.

Формула изобретения

1. Способ выравнивания тока между параллельно включенными вентилями

статического преобразователя, заключающийся в том, что измеряют средние за период изменения напряжения сети, питающей преобразователь, значения токов всех вентилей при их одновременной работе, формируют следующие с указанным периодом импульсы управления вентилями, подают на каждый вентиль m импульсов из каждых очередных N импульсов управления, о т5

л и чающийся тем, что, с целью выравнивания средних значений тока каждого вентиля, числа m и N выбирают для каждого вентиля соотношения

N га

п

1+(п-1)

п - число параллельно включенных, вентилей;

I - среднее за период изменения напряжения сети, питающей преобразователь, значение тока вентиля при одновремен16

iiiiiiiiniiiiiiiiiiiiiiiiiHiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiK /г

75-866

ной работе всех вентилей; I - наименьшее из значений токов 1 всех вентилей; при этом каждые fa импульсов управле- 5 ния подают к вентилю сериями,разделенными N-m паузами, каждая продолжительностью в указанный период, и импульсы управления подают не менее чем к п-1 вентилям. O 2. Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что между соседними паузами подают к вентилю число им- пульсов управления, наиболее близкое к числу . - f5 .

N-m

16

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для выравнивания токов или температур структур параллельно включенных вентилей. Целью изобретения является выравнивание средних значений тока каждого вентиля. Импульсы управления через ключ 12 коммутаторов 6-8 поступают на вентили и одновременно запускают блок 9, который формирует сдвинутые относительно импульсов управления на время, равное длительности последних, импульсы напряжения , поступаюп;ие на счетный вход счетчика 10. При окончании цикла работы схемы на выходе дешифратора 11 формируется импульс, обнуляющий счетчик 10. При достижении числа в счетчике 10 чисел ,записанных в дешифраторах 13 и 14, на их выходах . формируются импульсы, меняющие состояние триггеров 15, которые меняют состояние ключей 12. 1 з.п.ф-лы, 2 ил. i (Л С