Способ управления двухмостовым каскадным преобразователем Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

13

Изобретение oTHocHfcH к электротехнике, и, в частности к преобразовательной технике.

Цель изобретения - повышение надежности.

На фиг, 1 и 2 представлены схема примеров реализации способа управления; на фиг. 3 и 4 - регулировочные характеристики мостов.

Мосты 1 и 2 по выходу включены последовательно..Их входы соединены с блоками 3 и 4 фазового управления.

К входам блоков 3 и 4 (фиг. 1) под клгочен выход блока регулирования 5. К вторым входам блоков управления 4 и 3 подключены соответственно инвертор 6 и блок 7 смещения. Последний составлен из операционного усилителя 8, резисторов обратной связи 9, входного 10, задающего потенциометра 11 и ключа 12. Потенциометр 11 питается постоянным напряжением. Блок смещения таким образом, в зависимости от положения ключа 12 имеет

переменный коэффициент передачи. Управляющий вход блока 7 (ключа 12) соединен с выходом порогового элемента 13, который входом соединен с вьгходом блока регулирования 5.

Блок регулирования 5 (фиг. 2) соединен с блоком 3 через блок 14 нелинейности, а с блоком 4 - непосредственно.

Устройства работают следующим образом.

Мосты 1 и 2 (фиг. 1) известным образом преобразуют переменный ток в постоянный или наоборот. Блоки 3 и 4 фазового управления обеспечивают подачу управляющих сигналов на мосты 1 и 2 в зависимости от выходного сигнала блока регулирования 5.

В выпрямительном режиме работы преобразователя ключ 12 разомкнут, так как на его управляющий вход с выхода порогового элемента 13 не поступает управляющий сигнал. Пороговый элемент 13 не подает сигнала, так как поступающий на его вход сигнал не превышает требуемого для его срабатывания значения. В таком режиме на входы блоков управления 3 и 4 поступают сигналы разного знака с блока смещения 7 и инвертора 6. Эти сигналы в блоках 3 и 4 суммируются с задающим и раздвигают характеристики по каналам мостов до положения, обёспечиваю

0

5

5

0

щего поочередное управление мостами 1 и 2.

При снижении выходного напряжения преобразователя ниже 10%, угол управления одного из мостов oil 0°, а второго приближается к , В зоне oi 150°угол выключения вентилей моста становится близок к 10-20°. Поэтому резко увеличивается вероятность опрокидывания этого моста, ра- ботаюи1его в-инверторном режиме. Не- . смотря на высокое совершенство систем регулирования при посадках напряжения сети (например, из-за удаленных коротких замыканий в энергосистеме) избежать опрокидывания инвертора не удается, вследствие дискретности процессов управления. Вероятность опрокидывания тем выше, чем выше уровень посадки напряжения и больше угол регулирования ,

По указанной причине в зо.не углов регулирования, близких к предельным (165 ). резко снижается надежность работы моста, и поэтому работа одного отдельного моста в таком режиме исключается.

При достижении углом регулирования одного моста близкого р -г. 150 , (у второго моста угол oi, О ) . Сиг- нал на выходе блока регулирования 5 становится достаточным для запуска порогового элемента 13, который по- 5 дает сигнал на замыкание ключа 12, входящего в состав блока смещения 7, Из-за этого на выходе блока смещения 7 и инвертора 6 исчезает напряжение, смещающее характеристики блоков уп- 0 равления 3 и 4, Благодаря этому мосты переходят в режим одновременного управления, при котором углы регулирования мостов становятся равными и близкими к 90 , Б таком режиме на- 5 дежность работы мостов значительно выше.

На фиг. 3 представлены регулировочные характеристики мостов: зависимость угла регулирования об от сигнала блока регулирования 5 - UM . Характеристики а и б соответствуют поочередному управлению (для мостов 1 и 2),Ь - предложенному, г - одновременному.

Блоки 3 и 4 на фиг. 1 суммируют оба входные сигнала,

На фиг. 2 представлена другая схема устройства, реализующая подобный принцип управления.

0

5

Как и на фиг. 1 мосты 1 и 2 включены последовательно по постоянному току, и к их входам присоединены блоки 3 и 4. Последний блок 4 непосредственно связан с выходом блока регулирования 5, а блок 3 - через блок нелинейности 6.

На фиг. 4 представлены зависимости углов управления моста 1 (ломаная линияQ ) и моста 2 (ломаная е) в функции выходного сигнала блока регулирования 5 - Un. Такой вид характеристики 2 реализуется благодаря блоку нелинейности 14.

На первом этапе управления при увеличении UM (с отрицательного значения) увеличивается угол управления Ы, моста 1 . По достижению углом «ii , значение порядка 135-150°, он при дальнейшем увеличении U и. некоторое время остается постоянным. На этом этапе увеличивается угол моста 2. По достижению . 1 35-150° углы регулирования Л, и сО изменяются синхронно до значения мс(с

Одновременное изменение углов управления обоих мостов в зоне больших значений ei обеспечивает симмет- рию преобразователей 1 и 2, и они при выполнении их по разным схемам соединения (/-А и ; / U ) образуют 12-пульсную схему преобразования тока. Последняя обеспечивает малые искажения напряжений сети, что повышает устойчивость симметричного инвертора режима при больших л по сравнению с режимом поочередного управления в этой зоне.

Кроме того, при напряжениях, мень teix предельного в инверторном режиме, оба моста имейт больший запас по углу выключения вентилей, предоставляемому схемами, по сравнению с поочередным управлением, при котором у одного из мостов этот угол минимальный.

Таким образом, предложенные схемы осуществляют новые способы управлени

двухмостовым.преобразователем, которые обеспечивают малое потребление реактивной мощности в выпрямительном режиме и высокую устойчивость работы преобразователей в инверторном режиме.

Формула изобретения

1. Способ управления двухмостовым каскадным преобразователем, состояш;ий в том, что формируют и подают импульсы управления на вентили обоих мостов каскадного преобразователя, изменяют

фазы импульсов управления относительно напряжения питающей сети поочередно для каждого из мостов, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности работы в зоне

больших углов управления, фиксируют момент достижения фазой импульсов управления одного моста значения, при котором еще гарантируется устойчивость преобразователя при снижениях

напряжения питающей сети, меняют фазу импульсов управления обоих мостов синхронно.

2.Способ по п. 1,отличаю- щ и и с я тем, что после фиксации указанного момента изменяют фазы импульсов управления обоих мостов до равного значения, соответствующего неизменному выходному напряжению преобразователя, после чего меняют фазу импульсов управления обоих мостов синхронно.

3.Способ по ц. 1, отличающий с я тем, что после фиксации указанного момента фиксируют на достигнутом значении фазу импульсов управления первого моста, изменяют фазу импульсов управления второго .но- ста, после достижения фазой импульсов управления второго моста фазы импульсов первого дальнейшее увеличение фазы импульсов производят синхронно.

Управление i2г поочередное

31. предложенное

цодно&реА енное

ФигЗ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в двухмостовых преобразователях. Цель изобретения - повышение надежности. Блоки управления 3 и 4, одними вхр- - дами связаны с блоком регулирования 5, а другими - с блоком смещения 7 (блок 4 - через инвертор 6). Блок смещения 7 выполнен управляемым от порогового элемента 13. Устройство обеспечивает поочередное управление мостами 1 и 2 в выпрямительном режи- ме.В инверторном режиме при достижении одним из углов регулирования мостов значения, близкого к предельному

Редактор И,Сегляник

Составитель С.Лузанов

Техред Л,Сердюкова Корректор В.Бутяга

6375/50

Тираж 659 Подписное 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