Устройство для управления тиристорным выпрямителем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах регулирования с управляемыми тиристорными выпрямителями.

Целью изобретения является уменьшение влияния колебаний частоты напряжения питающей сети на подавление низкочастотных гармоник.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - схема управляемого частотного селектора; на фиг,3 - схема датчика частоты; на фиг.4 - диаграммы, иллюстрирующие работу датчика частоты.

Устройство содержит последовательно Соединенный задатчик 1 величины тока, первый вход регулятора 2 тока и первый вход системы 3 им- пульсно-фазового управления, датчик 4 тока выпрямителя, выход которого подключен к второму входу регулятора 2 тока, последовательно соединенные датчик 5 выходного напряжения выпрямителя и частотный селектор 6, выход которого соединен с вторым входом системы 3 импульсно-фазового управления, задатчик 7 частоты низкочастотной гармоники, выходом подключенный к одному входу сумматора 8, к другому входу которого подключен выход датчика 9 частоты напряжения питающей сети, выход сумматора 8 соединен с входом упбавлёния частотой частотного селектора 6, к выходу выпрямителя 10 подключена нагрузка 11

Частотный селектор (фиг.2) содержит сумматор 12 , широтно-импу: ьс ный модулятор 13, последовательно соединенные резистор 14, ключ 15, интегратор 16, резистор 17, ключ 18, интегратор 19, выход которого подключен к одному из входов сумматора 12, второй вход которого подключен к выходу датчика 5 напряжения, выход широтно-импульсного модулятора 13 подключен к управляю1цим входам ключей 15 и 18.

Датчик частоты напряжения питающей сети содержит интегратор 20, шунтированный ключом 2, формирователь 22 коротких импульсов, резистор 23, ключ 24, конденсатор 25 и повторитель 26.

Устройство работает следуюшд1м образом.

На вход регулятора 2 тока подается сигнал задатчика 1 величины тока

543612

и сигнал обратной связи, поступающий с датчика 4 тока. Выходной сигнал регулятора 2 тока воздействует на систему 3 импульсно-фазового управления. Выходной сигнал тиристорного выпрямителя 10 через датчик 5 напряжения подается на информационный вход (фиг.2) частотного селектора 6, поIQ строенного на операционных усилителях 12,16 и 1. С выхода частотного селектора 6 сигнал обратной связи в виде гармонических колебаний с частотой подавляемой низкочастотной

15 гармоники воздействует на второй вход системы 3 импульсно-фазового управления. При этом уменьшение величины подавляемой низкочастотной гармоники осуществляется изменением

2Q постоянных времени интеграторов, выполненных на операционных усилителях 16 и 19. Изменение постоянных времени интеграторов выполняется с помощью импульсно управляемых проводимостей,

25 cocтoяшJ x из последовательных соединенных резистора 14 и ключа 15, резистора 17 и ключа 18, управляемых щиротно-импульсным модулятором.13, Управляющий сигнал частотного се30 лектора 6 поступает на его управляю- вход с выхода сумматора 18. Управляющий сигнал получают суммированием выходного сигнала задатчика частоты низкочастотной гармоники 7 и сигнала с выхода датчика 9 частоты (фиг.З).

Датчик 9 частоты состоит из интегратора, выполненного на операционном усилителе 20, и элемента

Q выборки-запоминания, состоящего из ключа 24, конденсатора 25 и повторителя 26. Для линеаризации зависимости выходного напряжения датчика от частоты питающей сети он охвачен

45 отрицательной обратной связью с выхода повторителя 26 через резистор 23 на вход интегратора 20. Глубина отрицательной обратной связи определяется необходимой степенью линеа5Q ризации и величиной коэффициента перестройки, характеризующего изменение выходного напряжения датчика в зависимости от изменения питающей сети. Ключ 21 служит для создания

55 нулевых начальных условий интегратора 20. Управление ключами 21 и 24 осуществляется двумя последовательностями импульсов длительностью соответственно t, и tj. Обе последо35

,вательности импульсов вырабатываются формирователем 22, вход которого подключен к питающей сети (сигнал и, ), Последовательность импульсов для управления ключом 2I сдвинута относительно последовательности для управления ключом 24 на время t, . Формируются обе последовательности в момент перехода напряжения питающей сети через нуль. Таким образом, их частота изменяется синхронно с частотой питающей сети (фиг.4).

Сигнал с выхода датчика 9 частоты воздействует на второй вход сумматора 8. Получают выходной сигнал датчика 9 частоты в два этапа. На первом этапе интегратором 20 интегрируют с нулевых начальных условий сигнал разности между опорным сигналом Uj), представляющим постоянное напряжение, и выходным сигналом датчика 9 частоты . полученным на предыдущем периоде питающей сети

и, - ,,, (n-1),

о

где Ту - постоянная времени интегратора 20; Т - текущий период питающей

сети;

.(t,+t2)-время интегрирования ;

п - номер периода питающей сети. На втором этапе замыканием ключа 24 осуществляется выборка выходного сигнала интегратора 20. После размыкания ключа 24 выходной сигнал - выхго соответствующий длительности контролируемого периода питающей сесети изменяется t,. , что вызыва10

15

НИИ частоты питающей время интегрирования ет изменение выходного сигнала датчика 9 частоты и соответствующее ему изменение выходного сигнала сумматора 8, под действием которого изменяется резонансная частота частотного селектора 6.

Допустим, произошло повышение частоты питающей сети (фиг.4) Уменьшение периода Т питающей сети вызывает пропорциональное уменьшение выходного сигнала интегратора 20 и соответствующее ему в момент времени замыкания ключа 24 уменьшение сигнала на выходе датчика 9 частоты. Изменение выходного сигнала датчика 9 частоты вызывает уменьшение выходного сигнала сумматора 8, воздействующее на управляющий вход (фиг.2) частотного селектора 6. При этом уменьшается среднее значение импуль- сноуправляемых проводимостей, со- 25 стоящих из последовательно соединенных резистора 14, ключа 15 резистора 17, ключа 18. Уменьшение постоянных времени интеграторов 16 и 19 увеличивает резонансную частоту частотного селектора 6 в соответствии с изменившейся частотой питающей сети. Аналогично протекают процессы в устройстве и при уменьшении частоты питающей сети.

Таким образом, резонансная частота частбтного селектора 8, соответ20

30

35

ствующая частоте подавляемой низкочастотной гармоники, автоматически изменяется при изменении частоты пи- ти, запоминается конденсатором 25, о тающей сети. Это обеспечивает посустановленным на входе повторите-. ля 26.

Одновременно с размыканием ключа 24 замыкается ключ 21, создающий нулевые начальные условия на ВЫХОДЕ интегратора 20. После этого схема готова к работе на следующем периоде питающей сети. Так как время интегрирования t, определяется длительностью периода Т, то выходной сигнал датчика 9 частоты изменяется с изменением частоты питающей сети.

При неизменяющейся частоте питающей сети выходной сигнал датчика частоты постоянен. В этом случае частотный селектор 6 настроен на частоту низкочастотной гармоники, задаваемую задатчико.м 7 частоты низкочастотной гармоники. При изменесети изменяется t,. , что вызыва0

5

НИИ частоты питающей время интегрирования ет изменение выходного сигнала датчика 9 частоты и соответствующее ему изменение выходного сигнала сумматора 8, под действием которого изменяется резонансная частота частотного селектора 6.

Допустим, произошло повышение частоты питающей сети (фиг.4) Уменьшение периода Т питающей сети вызывает пропорциональное уменьшение выходного сигнала интегратора 20 и соответствующее ему в момент времени замыкания ключа 24 уменьшение сигнала на выходе датчика 9 частоты. Изменение выходного сигнала датчика 9 частоты вызывает уменьшение выходного сигнала сумматора 8, воздействующее на управляющий вход (фиг.2) частотного селектора 6. При этом уменьшается среднее значение импуль- сноуправляемых проводимостей, со- 5 стоящих из последовательно соединенных резистора 14, ключа 15 резистора 17, ключа 18. Уменьшение постоянных времени интеграторов 16 и 19 увеличивает резонансную частоту частотного селектора 6 в соответствии с изменившейся частотой питающей сети. Аналогично протекают процессы в устройстве и при уменьшении частоты питающей сети.

Таким образом, резонансная частота частбтного селектора 8, соответ0

0

5

ствующая частоте подавляемой низкотоянство коэффициента передачи частотного селектора 8 при изменениях частоты низкочастотной гармоники, что уменьшает зависимость эффекта 45 подавления от изменений частоты питающей сети.

Формула изобретения

Устройство для yпpaвJГleния тирис- торным выпрямителем, содержащее последовательно включенные задатчик величины тока, один вход регулятора тока и .один вход системы импульсно- фазового управления, выход которого предназначен для подключения к управяющему входу тиристорного выпрямителя, датчик тока выпрямителя, выход которого подключен к другому входу

регулятора тока, последовательно включенные датчик выходного напряжения выпрямителя и частотный селектор, выходом подключенный к другому входу системы импульсно-фазового управления, отличающееся тем, что, с целью уменьшения влияния колебаний частоты напряжения питающей сети на подавление низкочастотных гармоник, введены датчик частоты

напряжения питающей сети, задатчик частоты низкочастотной гармоники и сумматор, выход датчика частоты питающего напряжения подключен к одному входу сумматора, к другому входу которого подключен выход задатчика частоты низкочастотной гармоники, выход сумматора- подключен к входу управления частотой частотного селектора.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах регулирования управляемыми тиристорными выпрямителями. Целью изобретения является уменьшение влияния колебаний ;частоты напряжения питающей сети на подавление низкочастотных гармоник. При неизменяющейся частоте напряжения питающей сети выходной сигнал датчика 9 частоты напряжения питающей сети постоянен. Частотный селектор 6 Настроен на частоту низкочастотной гармоники, зaдaвae ryю задат- чиком 7 частоты низкочастотной гармоники. При изменении частоты питающей сети выходной сигнал датчика 9 изменяется, что вызывает изменение выходного сигнала сумматора 8, под действием которого в соответствии с изменившейся частотой напряжения питающей сети изменяется резонансная частота частотного селектора 6, соответствующая частоте подавляемой низкочастотной гармоники. Этим обеспечивается постоянство коэффициента передачи частотного селектора 6 при изменениях частоты низкочастотной гармоники, что уменьшает зависимость эффекта подавления от изменений частоты напряжения питающей сети. 4 ил. с «S (Л

Фиг. 2.

(Лс

U8bti(9

-J- 25

Фиг.З

4J

So

Редактор Н.Лазаренко

Составитель А.Меркулова Техред И.Попович

Заказ 5710/52Тираж 659

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

.Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Корректор М.Шароши

Подписное