Способ компенсации неканонических гармоник выпрямленного напряжения Советский патент 1988 года по МПК H02M7/12 

сд

оэ 4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике для управления многофазными выпрямителями к которым предъявляются высокие требования по качеству выпрямленного напряжения.

Целью изобретения является повышение качества выпрямленного напря- жения путем уменьшения амплитуды неканонических гармоник.

Можно показать теоретически, что наибольший эффект подавления неканонических гармоник (субгармоник) име- ет место, если углы отпирания вентилей, подключенных к одной фазе, определяются выражениями

slnT- -

cosCc.v -н f );

4of«c

sine/

cosW+d v) ,

где Ло( - величина коррекции утла отпирания вентиля, а( - угол отпирания вентиля, Л (t - разность фаз напряжений прямой и обратной последовательностей напряжения сети, - коэффициент несимметрии,

равный отношению величин напряжений прямой и обратной последовательностей. На фиг. 1 и 2 приведена блок-схема устройства управления выпрямителем.

На фиг. 1 изображены: формирова- тель т/2 симметричных последовательностей импульсов из линейного напряжения, сдвинутых друг относительно друга на угол 2 /Г/3-1, выходы которого подключены к входам блоков 2-4 фазового сдвига, а выходы последних - к вторым входам коммутаторов импульсов 5-7, первые входы которых подсоединены к выходам формирователей меандра 8-10 из соответственно линейных напряжений U g , Ug(-. сл Источник 11 управляющего сигнала через функциональный преобразователь 12 и двухвходовые сумматоры 13-15 соответственно соединены с управляющими входами блоков фазового сдвига 2-4. Вторые входы сумматоров 13-15 подключены к соответствующим выходам вычислительного блока 16, один вход

JQ

|с

20

25

30

jj

дО j

0

которого подсоединен к выходу функционального преобразователя 12, а два другие - к выходам датчика 17 параметров несимметрии, входы которого соединены с шинами трехфазной сети. Работа устройства, реализующего предлагаемый способ, заключается в следующем.

Формирователь 1, подключенный к линейному напряжению-U g , формирует три симметричные последовательности импульсов с частотами следования 100 Гц и смещенные друг относительно друга на угол, равный 2 ii /3. Три последовательности импульсов поступают в соответствующие блоки 2-4 фазового сдвига, где величина их фазового сдвига определяется величиной сигнала, поступающего на управляющие входы с выходов сумматоров 13-15. Сдвинутые импульсы поступают на коммутаторы 5-7 импульсов, которые в зави мости от сигнала, поступающего с выходов формирователей меандра 8-10 распределяют импульсы на тиристоры катодной и анодной группы соответствующей фазы. Сигнал, поступающий с выходов сумматоров 13-15, определяется суммой управляющего напряжения, поступающего с источника 11 через арккосинусный преобразователь 12 и напряжений, пропорциональных величинам корректирующих углов, формируемых в вычислительном блоке 16-.

Для вычисления корректирующих напряжений в вычислительный блок подают сигналы, определяющие величину модуля и аргумента несимметрии с датчика 17 параметров несимметрии. Определение напряжений, соответствующих величинам корректирующих углов, также может осуществляться . различными способами. При применении микро-ЭВМ или микропроцессоров вычислительный блок должен синхронизироваться с работой основных блоков системы импульсно-фазового управления. Наиболее просто вычислительный блок может быть реализован с применением цифровой и аналоговой схемотехники. Возможно выполнение блок-схемы вычислительного блока на аналоговых и цифровых микросхемах (фиг. 2).

На фиг. 2 изображены: двухвходовые сумматоры 18-20, причем на входы сумматора 18 подаются сигналы, соответствующие углам dl и ЛУ, первые входы сумматоров 19 и 20 подсоедине31

ны к выходу сумматора 18, а на вторые входы этих сумматоров подключены источники сигналов, пропорциональные соответственно -Tf/ и +7Г/3. Выходы всех сумматоров соединены с входами функциональных преобразовятелей 21-23, каждый из которых для обеспечения высокой точности преобразования содержит последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь 24, постоянное запоминающее устройство 25 (ПЗУ) цифро-аналоговый преобразователь 26. Выходы функциональных преобразователей 21-23 подключены к первым входам перемножителей 27-29, к вторым входам которых подсоединен выход перемножителя 30, первый вход которого подключен к дат чику сигнала, соответствующего углу включения вентилей фазы А через функциональный преобразователь 31, а второй - к датчику сигнала, соответствующего модулю коэффициента несимметрии

Работа вычислительного блока ясна из его блок-схемы. Функциональные преобразователи 21-23 реализуют функцию косинуса, а преобразователь 31 - функцию у 1/sino/. Реализация их обеспечивается тем, что в ПЗУ записывается таблица соответствующей тригонометрической функции и при появлении какого-либо диоичного кода на ;входе ПЗУ на его выходе практически мгновенно появляется код, соответствующий записанной функции от входного кода.

Способ позволяет существенно повысить эффективность компенсации неканонических гармоник выпрямленного напряжения, обусловленных несимметрией напряжений сети. Экспериментальной проверкой на преобразователе мощностью 4 кВт установлено, что реальная величина коэффициента подавления указанной гармоники в диапазоне углов включения вентилей 20-90 -эл.град составляет 20-500 раз. (Меньшие зна153744

чения коэффициента подавления соответствуют меньшим углам of ) . Повышение коэффициента подавления в указанном диапазоне углов можно достичь путем поньшения точности реализации предлагаемого способа, например, путем перехода на цифровые устройства управления.

10

Формула изобретения

Способ компенсации неканонических гармоник выпрямленного напряжения

15 управляемого вентильного трехфазного выпрямителя, состоящий в том, что при несимметрии напряжения фаз питающей сети углы отпирания вентилей, подключенных к одной фазе, корректируют в эа2Q висимости от величины несимметрии, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения амплитуды неканонических гармоник, измеряют

25 величины напряжений прямой и обратной последовательностей напряжений сети, вычисляют разности фаз и отношения этих напряжений и углы отпирания вентилей корректируют согласно выражениям

30

ас/,

Л0

cos( -3);

35

/. cos(-.V+ |-)i

пЬ

где йо1 величина коррекции угла отпирания вентиляi о - угол отпирания вентиля; ;d V разности фаз напряжений прямой и обратной последовательностей напряжения сети; - коэффициент несимметрии, равный отношению величин напряжений прямой и обратной последовательностей.

кбент.

P.A.

- Нвент. Ф.в

вент, ср. С

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямителями. Цель изобретения - повышение качества выходного напряжения. В способе управления выпрямителем углы отпирания вентилей, подключенных к одной фазе, определяют согласно вьфажениям 40/, АВ sin у cos((f- -). dol. АС sir/ с ----г COS () , где of - величи51.Г1 а на коррекции угла отпирания вентиля; угол отпирания вентиля; 4v разность фаз напряжений прямой и обратной последовательностей напряже- Q ния сети; - коэффициент несимметрии. 2 ил. сл

иг.1