Способ управления двумя вентильными преобразователями, питающимися от общей сети Советский патент 1989 года по МПК H02M7/12 

(Л

а

Изобретение относится к электротехнике и может быть и пользова- но для питания двухдвигательного электропривода, индукционных нагревательных печей. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей. Согласно способу управления формируют управляюЕ51й сигнал ,обеспе

о: vj

чивающий фазовый сдвиг углов управления одноименных групп на Ti/n, а затем синхронно изменяют углы управления тиристоров катодных групп каждого вьтрямителя. При помощи блоков 3 и. 4 контролируются приоритетные параметры (ток, активная или реактивная мощность) каждого преобразователя, которые сравниваются в блоке 5 приоритетного сравнения. В зависимости от соотношения сигналов на одном из выходов блока 5 получаем логическую единицу, которая, воздействуя на размыкающий ключ 6 или 7, подает сигнал задания угла от блока 9 на сумматор 10 или 11, где

1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при управлении преобразовательными устройствами, питающими системы двухдвигатеЛьного электро- привода, индукционных нагревательных и плавильньпс печей машиностроительных заводов и ремонтных цехов.

Целью изобретения является улучшение энергетических показателей..

На фиг.1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ управления двумя вентильными преобразователями; на фиг.2 - диаграммы напряжения и токов двух преобразователей.

На фиг.1 показаны два мостовых преобразователя 1 и 2 с блоками импульс нЬ-фазовог о управления катодной и анодной группами, первый и второй блоки 3 и 4 измерения приоритетных параметров, включенные во вторичную цепь преобразователей для измерения значений приоритетных параметров (тока, активной или реактивной мощности) , блок 5 сравнения.с двумя вы- хода.ми, входы которого соединены с выходом блоков 3 и 4, первый и второй электронные размыкающие ключи 6 и 7, первые входы которых соедине- ны соответственно с первым и вторым входом блока 5, блок 8 задания минимального угла управления, блок 9 запроисходит его суммирование с сигналом задания блока 8. В результате на анодную группу одного из преобразователей действует суммарный сигнал .а на анодную группу другого Одновременно эти сигналы через нелинейные блоки 12, 14, 13 и 15 подаются на катодные группы соответствующих преобразователей. При помощи блока выделения резонансной гармоники 16 определяется порядок резонируемой в сети гармоники п и формируется сигнал, пропорциональный резонируемой гармонике, который подается на вход 9 блока задания угла 1Г/п. 2 ил.

дания угла Tf/n, первый и второй сумматоры 10 и 11 с двумя входами и двумя выходами, первые входы которых соединены с выходами ключей 6 и 7, а вторые входы - с выходом блока 8., вторые выходы сумматоров 10 и 11 соединены с входами блоков импульсно- фазового управления анодных групп преобразователей, два блока 12 и 13 вычисления, последовательно соединенными с блоками 14 и 15 вычисления COSX, выходы которых соединены с входа ми блоков импульсно-фазового управления катодных групп преобразователей, причем блоки 14 и 15 имеют два входа, первые входы соединены с выходом блоков 12 и 13, а входы этих блоков - с первыми вьпсодами сумматоров 10 и 11, на вторые входы блоков 14 и 15 подаются сигналы U о1, и и о) J задания вьтрямленных напряжений, первого и второго преобразователей, блок 16 выделения резонансной гармоники, подключенный к питающей сети. Выход блока 9 соединен с вторыми входами ключей 6 и 7, а вход - с выходом блока 16. Преобразователи 1 и 2 питают нагрузки 17 и 18.

Углы управления вентильных групп мостовых преобразователей (фиг.2) соответственно равны: анодной группы первого преобразователя о,;,катод- ной группы первого преобразовате-

ля а(- анодной группы второго преобразователя dj- катодной группы второго преобразователя .

Если принять с/1 af,, то с учетом значения выпряипенного напряжения на выходе первого преобразователя

arccos (

2Ud, U.

- cos

1 мин

где и

of.

Udl,

-выпрямленное напряжение на выходе первого преобразователя 5

-наибольшее выпрямленное напряжение.

С учетом того, что действующего значения гармоники п-го порядка наблюдается при сдвиге управляющих импульсов второго преобразователя на Лс ii /n относительно первого, получим

7 MUH

1Г/П

arcos

2UcJ5

- cos

(,.

nf

/П),

где иj - выпрямленное напряжение на выходе второго преобразователя.

Минимальное значение выбранного параметра при одновременном улучшении энергетических показателей двух совместно работающих преобразовате- лей возможно, если в качестве первого преобразователя используется менее загруженный по выбранному параметру преобразователь.

В процессе управления двумя вентильными преобразователями, с целью улучшения гармонического состава напряжения путем избирательного воздействия на гармонический состав тока, целесообразно в качестве приоритетного параметра принять выпрямленное значение тока нагрузки преобразователя. Так как электрические сети характеризуются определенным значением индуктивного сопротивления,то в результате прохождения тока в линии возникает падение напряжения, гармонический состав которого всецело определяется гармоническим составом тока. В процессе избирательного воздействия на гармонический сос- , тав тока путем изменения угла o(j на величину в системе возникают

4

to

15

20

25

.

30

35

40

45

50

55

толчки тока, а следовательно, и колебания напряжения. Эффективность способа в процессе регулироваш1я зависит от того, какой из преобразователей подвергается регулированию. Лля уменьшения колебаний напряжега1я в сети при избирательном изменении гармонических составов тока регулированию подлежит менее нагруженный преобразователь.

Устройство,реализ тощее способ, работает следующим образом.

Положим, что соотношения сигналов на выходе блоков 3 и 4 таковы, что соответствуют положительному сигналу (логической единице) на первом выходе блока 5. Поскольку положительный сигнал воздействует на размыкающий ключ 6, последний находится в разомкнутом состоянии, и на сумматор 10 подается только сигнал, пропорциональный углу г от блока 8. Со второго вькода сумматора 10 сигнал, пропорциональный углу с „им,подается на блок управления анодной группы первого преобразователя. Одновременно с первого вбгхода сумь)атора 10 подается сигнал, пропорциональный углу c jMuNi блок 12, с выхода которого получаем сигнал, пропорциональный cos с/л,ин-Этот сигнал подается на первый вход первого блока 14, одновременно на второй вход этого блока подается сигнал (, результате на выходе блока 14 получаем сигнал,пропорциональный углу с{2- ь1численный с помоп ью этого устройства сигнал, пропорциональный углу 2, подается на блок управления катодной группы преобразователей. В результате на выходе первого преобразовате,11я получаем заданное значение выпрямленного напряжения, равное .

На втором выходе блока 5 сигнал отсутствует (логический нуль). Размыкающий ключ 7 находится в замкнутом состоянии и с блока 9 сигнал, пропорциональный углу /г/ п, определяемый порядком резонирующей гармоники п, подается на второй вход сумматора 11.

Номер резонирующей гармоники определяется при помощи блока 15. Одновременно на вход первого сумматора с блока 8 подается сигнал, пропорциональный углу .В результате на выходе сумматора 1 1 форул уртся сигнал, пропорциональный утлу з- мик

1- Я/n, Со второго выхода сумматора 11 сигнал, пропорциональный углу с/з/ сдвинутый на Г/п, подается на анодную группу преобразователя. С первого выхода сумматора 11 сигнал,про- порциЪнальньм углу о/j,подается на вход блока 13, с выхода которого получаем сигнал, пропорциональный созо з Зтот сигнал одновременно с сигналом Ucj поступает на вход нелинейного блока 15, где происходит вычисление угла Сигнал, пропор- циональньш вычисленному углу ci.4i блока 15 подается на вход блока управления, катодной группы преобразователя 2, на выходе которого получаем выпрямленное напряжение

Если же по каким-либо причинам нагрузка второго преобразователя стала больше нагрузки первого, т.е. сигнал на выходе блока 4 стал больше сигнала блока 3, то полоясительный сигнал появится на втором выходе блока 5. Тогда преобразователь 2 станет первым, а преобразователь 1 - вторым, ,т.е, угол f/ /n будет прибавляться к , для преобразователя Ь В результате устройство может работать с минимальным потреблением реактивной мощности.

Таким образом, способ управления двумя вентильными преобразователями позволяет улучщитБ энергетические показатели двух совместно работающих , преобразователей за счет избирательного воздействия на гармонический состав искажений в питающей сети, исключить резонансные явления на одной из гармоник , расширить область эффективного использования преобразователей для различных значений токовых на- грузок и вьшрямленных напряжений,а также свести к минимуму потребление реактивной мощности и снизить толчки тока и мощности за счет вьщеления приоритетного параметра регулирования и обеспечения фазового сдвига углов управления одноименных групп на /п.

Способ управления двумя преобразователями имеет следующие преимущества: форма сетевого тока двух преобразователей не содержит гармоник

ной гармонике, позволяет расишрить область эффективного использования преобразователей по минимуму потребления реактивной мощности.

20

Формула изобретен и я

Способ управления двумя вентиль- 10 ными преобразователями, питающимися от общей сети, заключающийся в том, что задают минимальное значение о(м(/ц угла управления, значения U .j и и выходных напряжений каждого пре- 15 образователя, включают тиристоры анодных и катодных групп преобразователей в моменты, соответствующие углам управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, задают допустимый уровень внешних гар- монич-еских, задают требуемый приоритетный параметр (ток, мощность и т.п.) , измеряют приоритетные парамет- 25 ры каждого из преобразователей,сравнивают их между собой и -выбирают преобразователь с наименьшим значением, устанавливают углы управления анодных групп равными минимальному значению й(„„,измеряют значения токов высших гармонических в питающей сети, сравнивают данные значения с заданным допустимым уровням, после чего сравнивают между собой гармонические составляющие, превышаювде заданный допустимый уровень, и определяют номер гармоники w , имеющей максимальное значение, после чего устанавливают угол управления анодной группы преобразователя с наименьшим приоритетным параметром, равным ( /) управления катодными группами преобразователей устанавливают равными

30

40

45

arccos

( - cos .,

о ми КС

ДЛЯ преобразователя с большим значением приоритетного параметра и

50

arccos

2Uofi

- cos

г

Г/п)1

для преобразователей с меньшим значением приоритетного параметра.

Гномером, ис ключает неблагоприятные. ,где U ,,,,- максимальное выпрямлен- резонансные явления на наиболее опас- ное напряжение преооразователеи.

/

1467707 6

ной гармонике, позволяет расишрить область эффективного использования преобразователей по минимуму потребления реактивной мощности.

0

Формула изобретен и я

Способ управления двумя вентиль- ными преобразователями, питающимися от общей сети, заключающийся в том, что задают минимальное значение о(м(/ц угла управления, значения U .j и и выходных напряжений каждого пре- 5 образователя, включают тиристоры анодных и катодных групп преобразователей в моменты, соответствующие углам управления, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, задают допустимый уровень внешних гар- монич-еских, задают требуемый приоритетный параметр (ток, мощность и т.п.) , измеряют приоритетные парамет- 5 ры каждого из преобразователей,сравнивают их между собой и -выбирают преобразователь с наименьшим значением, устанавливают углы управления анодных групп равными минимальному значению й(„„,измеряют значения токов высших гармонических в питающей сети, сравнивают данные значения с заданным допустимым уровням, после чего сравнивают между собой гармонические составляющие, превышаювде заданный допустимый уровень, и определяют номер гармоники w , имеющей максимальное значение, после чего устанавливают угол управления анодной группы преобразователя с наименьшим приоритетным параметром, равным ( /) управления катодными группами преобразователей устанавливают равными

0

0

45

arccos

( - cos .,

о ми КС

ДЛЯ преобразователя с большим значением приоритетного параметра и

0

arccos

2Uofi

- cos

г

Г/п)1

для преобразователей с меньшим значением приоритетного параметра.

Фие.Е