Устройство для переключения и компаундирования режимов выпрямительно-инверторного преобразователя Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

11

Изобретение относится к системам управления в области электротехники а именно к выпрямительно-инверторным преобразователям с управляющими выпрямителями тяговых подстанций электрических железных дорог.

Целью изобретения является повышение надежности работы и упрощение преобразователя с управляемым выпрямителем и с управляемыми дросселями насьпцения в вентильных обмотках трансформатора при ПОМО1ЦИ усовершенствования устройства для переключения и компаундирования режимов.

На фиг.1 представлена схема устройства для переключения и компаундирования режимов преобразователя; .на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит источник 1 опорного напряжения, потенциальную точку 2 со стабилизированным потенциалом и, , потенциальную точку 3 с опорным потенциалом U , канал 4 общего управления режимами, датчик 5 напряжения с Потенциометром 6 для регулирования потенциала-U j , дифференциальный усилитель 7 в канале общего управления, канал S управления инверторного режима, потенциальную точку 9 с переменньпуг потенциалом управления (J , потенциометр 10 для регулирования установки компаун- дирования инверторного режима U, дифференциальньш усилитель 11 в канале управления инвертора, первый размыкающий контакт 12 реле запрета по току, замыкающий контакт 13 повторителя выключателя инвертора, потенциальную точку 14 на входе базы сЛожносоставного эмиттерного повторителя, конденсатор 15 для увеличения времени введения инвертора в работу, потенциометр 16 для ограничения угла опережения инвертора по (3 акс потенциометр 17 для ограничения угла опережения инвертора по Рмин потенциальную точку 18 с потенциалом управления инверторного режима Uy,, , канал 19 запрета инвертирования по току, датчик 20 тока, потенциометр 21 для регулирования установки тока запрета Idv подклю- ченный к дифференциальному усилителю 22, на выходе которого включена обмотка реле 23, Канал 24 управления вьшрямител ьного режима содержит потенциометр 25 для-регулирования ус5232

тавки компаундирования выпрямительного режима Jg , )еренциальный усилитель 26 в канале управления выпрямителя, потенциальную точку 27 на входе базы сложносоставного эмиттерного повторителя в этом же канале. Конденсатор 28 служит для увеличения времени включения в работу выпрямите0 ля, потенциометр 29 - для ограничения угла регулирования выпрямителя по d , потенциометр 30 - для ограничения угла регулирования выпрямителя по сС , потенциальная точка 31

5 является потенциалом управления выпрямительного режима .

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от напряжения на

Q шинах подстанции потенциал U. с выхода датчика 5 напряжения поступает на прямой вход дифференциального усилителя 7, а на его инверсный вход - опорный потенциа л V , при этом на

5 выходе усилителя в потенциальной точке 9 возникает потенциал управления ли К - и , где К - коэффициент усиления усилителя 7.

В зависимости от величины потенци0 зла управления U работа преобразователя характеризуется тремя режимами: инверторным, если и . и „ ; выпрями- тельньм, если LI t, режимом холостого хода, если потенциал U находится в промежутке ( ч н

В инверторном режиме, когда , потенциал управления поступает на прямой вход дифференциального усилителя 11, а на его инверсный вход Q стабилизированньш потенциал уставки компаундирования . Следовательно, на выходе усилителя t1 потенциал ( и - и„) KY, который через замкнутые контакты 12 и 13 с потенциальной точки 14 поступает на базы сложно- составного эмиттерного повторителя, при этом транзистор прямой прово,ди- мости закрывается, а конденсатор разряжается с выдержкой времени, что увеличивает время включения инвертора в работу за счет замедленного открытия транзисторов эмиттерного повторителя. Потенциал Uy в потенциальной точке 18 находится в промежутке между потенциалами, соответст5

0

5

вующих углам опережения (3,, и |8„цкс1

мин

которые ограничиваются резисторами 16 и 17. Угол опережения изменяется обратно пропорционально потенциалу уп3

равления ( U , )

y(i / , при этом напряжение на входе инвертора снижается до первоначального уровня с точностью стабилизации. Так как контакт 13 замыкается - только после включения выключателя инвертора, то происходит постепенное включение инвертора в работу путем разряда конденсатора 15 что позволяет включать инвертор при завышенном напряжении на шинах подстанции по сравнению с напряжением начала инвертирования.

В выпрямительном режиме, когда

и.. и,, потенциал управления посту р

пает на инверсный вход дифференциального усилителя 26, а на его прямо вход - стабилизированный потенциал уставки компаундирования U. . Следовательно, на выходе усилителя 26 с потенциальной точки 27 потенциал (Ug - Uy ОКу поступает на базы слож- носоставного змиттерного повторителя канала управления выпрямителя, при этом транзистор прямой проводимости

закрывается, а конденсатор 28 разряжается с выдержкой времени, что увеличивает время втягивания вьтрямите- ля в работу за счет замедленного открытия транзисторов эмиттерного повторителя. Потенциал , в потенциальной точке 31 находится в промежутке между потенциалами, соответствующих углам регулиров-ания 0,, и макс которые ограничиваются резисторами 29 и 30. Угол регулирования изменяется прямо пропорционально по- тенциалу, управления о -f ( Uyg) , при этом напряжение на выходе выпрямителя повышается до первоначального уровня с точностью стабилизации.

Если ток тяги в прямом режиме уменьшится до значения меньше тока уставки If порогового элемента 22, .то отключится реле запрета и его контакты 12 замыкают цепь канала управления инвертором а другие контакты этого реле включают импульсы.

В режиме холостого хода преобразователя, когда потенциал управления Jy находится в промежутке , йнверторный и выпрямительный каналы управления заперты, при этом потенциалы на выходе каналов () увеличиваются до значений, соответствующих углам ограничения

Циркуляционные токи внутри преобразователя при углах и „QKc очень малы, импульсы инвертора вклю,

1343523

чены, потенциал управления IT изменяется относительно среднего значения

образуя промежуток селек

У.

2

тивности по напряжению для переключения режимов преобразователя в нулевых ситуациах.

В промежутке селективности по напряжению компаундирования не происходит, так как каналы управления режимами заперты, а поэтому отсутствует обратная связь, при этом напряжение на шинах подстанции изменяется между напряжениями начала выпрямления и начала инвертирования. Чем меньше промежуток селективности, выраженный неравенством Qg U,,„ , тем чаще происходит переключение режимов .

При равенстве уставок компаундирования и„ 0

и частота переключения

5

0

5

0

5

0

5

режимов зависит от времени разряда конденсаторов в сложносоставных эмит- терных повторителях, при этом в ин- верторном режиме преобразователь находится дольше, так как емкость конденсатора в канале прямого режима меньше, чем емкость в канале инвер- торного режима.

Временные диаграммы (фиг.2) поясняют работу устройства по изменению потенциалов в характерных точках каналов управления. Изменение потенциала Uj на величину относитель-- но среднего потенциала поступает на вход дифференциального усилителя общего канала управления, на входе которого это изменение усиливается до величины иY К (фиг.2б).

Изменение потенциала Пуц относительно его среднего потенциала поступает на разнополярные входы /щффе- ренциальных усилителей каналов управления выпрямителя и инвертора, а на другие разнополярные входы этих уси- лителей-стабилизированные потенциалы уставок компаундирования U и Ug. При этом создаются три режимаj ;. которые (фиг.2 б) ограничены точками пересечений кривой Uy с прямыми Т1ц и

5

Изменение потенциала Uyu на выходе канала управления инвертора ха- рактеризиется кривой (фиг.2 в), где потенциал Qy в инверторном режиме изменяется в промежутке между потенциалами ограничения по ц и а, .в остальных режимах U имеет максимальное значение, соответствующее потенциалу ограничения по („„н .

Изменение потенциала Uyg на выходе канала управления выпрямителя характеризуется кривой (фиг.2 г), где потенциал Uyg в выпрямительном режиме изменяется в промежутке между потенциалами ограничения d а в остальных режимах Uy имеет максимальное значение, соответствующее потенциалу. ограничения по .

Использование устройства для переключения и компаундирования режимов выпрямительно-инверторного преобразователя расширяет функциональные возможности преобразователя, связанные с бесконтактным переключением режимов с бесконтактным регулированием и стабилизацией напряжения в обоих режимах.

Устройство позволяет строго разграничить работу преобразователя в трех режимах: выпрямительном, инвер- торном и в режиме холостого хода, когда преобразователь в нулевых ситуациях заперт, а продолжительность такого состояния находится в зависимости от промежутка селективности по напряжению, что приводит к ликвидаци уравнительных и внутренних токов циркуляции.

Формула изобретения

Устройство для переключения и компаундирования режимов выпрямительно- инверторного преобразователя, содержащее источник опорного напряжения, канал общего управления режимами, вьптолненный на основе датчика напряжения и дифференциального усилителя, канал управления выпрямительным режимом, выполненный на основе диф- ферен1щального усилителя со сложно- составным эмиттерным повторителем и потенциометрами ограничения угла регулирования, канал управления инвер- торным режимом на основе дифферен1щальног о усилителя, первых размыкающих контактов, выходного реле запрета по току, замыкаю1ц 1х контактов повторителя выключателя инвертора, слож- носоставного эмиттерного повторителя и потенциометров угла опережения, канал запрета по току инверторного режима, выполненньм на основе датчи- ка тока, связанного с пороговым элементом и инверсным входом дифференциального усилителя, на выходе которого включена обмотка выходного реле запрета по току, и цепь отключения

импульсов управления,.отличающееся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, в него введены два дополнительных потенцио- метра и вторые размыкающие контакты

выходного реле запрета по току, выход датчика напряжения канала общего управления режимами подключен к прямому входу дифференциального усилителя, его инверсный вход подключен

к источнику опорного напряжения, а выход дифференциального усилителя соединен с двумя разнополярными входами дифференциальных усилителей каналов управления инвертора и выпрямителя, вторые разнополярные входы этих усилителей соединены через дополнительные потенциометры с источ-- НИКОМ опорного напряжения, выход дифференциального усилителя канала управления выпрямителем соединен с входом сложносоставного эмиттерного повторителя, выход которого подключен к потенциометрам ограничения угла регулирования выпрямителя, выход усилителя

в канале управления инвертора через первые размыкающие контакты выходного реле запрета по току и замыкающие , контакты повторителя выключателя инвертора соединен с входом сложносоставного эмиттериого повторителя, выход которого подключен к потенциометрам ограничения угла опережения, вторые размыкающие контакты выходного реле запрета по току включены в цепь отключения импульсов инвертора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в вьтрямительно-инверторных преобразователях. Целью изобретения является повьшение надежности работы и упрощение. Данное устройство обеспечивает работу преобразователя в трех режимах: выпрямительном, инверторном и в режиме холостого хода, когда преобразователь в нулевых ситуациях заперт, а продолжительность такого состояния находится в зависимости от промежутка селективности по напряжению, что приводит к ликвидации уравнительных и внутренних токов циркуляции. 2 ил. с СА: 4

Uy I Ua

Т..

Ut

Uye

г

d ftafc

fMUH