Способ управления двухгрупповым преобразователем Советский патент 1989 года по МПК H02M7/00 

СП 1

00

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться для преобразования переменного тока в постоянный и наоборот. Цель изобретения - повышение энергетических показателей. Две группы 1 и 2 тиристоров подключены входом к обмоткам разных по величине напряжений трансформатора 3. Регулятор 6 воздействует на блоки 4 и 5 управления группами. Блоки 4 и 5 осуществляют нелинейное управление группами с использованием поочередного управления и шунтирования групп /мостов/ так, что при больших по модулю напряжениях группа 1 меньшего напряжения шунтирована, а при малых по модулю напряжениях шунтирована группа большего напряжения. Это снижает уровень реактивных токов, потребляемых преобразователем. 5 ил.

Фие.1

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в преобразователях переменного тока в постоянный и наоборот.

Целью изобретения является повышение энергетических показателей.

На фиг.1 приведена схема устройства для осуществления описываемого способа; на фиг.2 - диаграмма потребления мощности; на фиг.З - диаграмма изменения углов управления; на

-

фиг.4 и 5 - примеры выполнения блоков управления.

Преобразователь состоит из двух вентильных групп 1 и 2, преимущественно мостов, питаемых от разных обмоток трансформатора 3. Принято, что напряжение у группы 1 ниже, чем у группы 2. Каждая группа имеет отдельный блок управления 4 и 5 соответственно, который подключен входом к регулятору 6.

Каждый блок управления (4, 5) содержит блок 7 нелинейности и двух- пороговые компараторы 8, которые соединяются с выходом регулятора 6 (фиг.1). Выход блока 7 нелинейности соединен с блоком 9 фазоимпульсного управления (БФИУ), соединенного выходом с последовательной цепью элемен Тов И 10 и ИЛИ 11.

Блок 12 сигнала шунтирования через второй элемент И 13 соединен с вторым входом элемента ИЛИ 11. К второму входу элемента И 13 подключен выход элемента НЕ 14, который связан с выходом компаратора 8 (дискриминатора уровня 1) через элемент ИЛИ-НЕ 15.

Схемы фиг,4 и 5 соответствуют блокам 4 и 5 на фиг.1. На фиг. 2 дана диаграмма потребления мощности: зависимость относительного значения реактивной мощности q от относительной величины выходного напряжения U, Под диаграммой для каждого этапа управления указаны значения или пределы изменения углов регулирования об;там же буква Ш означает, что мост находится в режиме шунтирования; olk , Ы.ц - максимальное ( oi« 170°) и минимальное ( 0°) значения углов.

На фиг.З приведены примерные зависимости углов регулирования групп 1 и 2 в функции величины управляющего сигнала Y при соотношении напряжений групп 1:4, Здесь приняты аналогичные обозначения, с целью упрощения индек0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

сы I и 2 в обозначениях углов опущены,

Рассмотрим очередность управления по этапам, переходя по диаграмме от точки Y О (U О) вправо. При уменьшении напряжения (в инверторном режиме - влево от 0) этапы управления симметрично повторяются.

На первом этапе группа 2 находит

ся в режиме шунтирования,изменяется (уменьшается от 90е дооЈц) угол моста 1 . По достижении минимального значения oiH выходное напряжение преобразователя равно U U( cos oiH , где U - значение выпрямленного напряжения эквивалентного диодного выпрямителя. Дальнейшее увеличение напряжения достигается одновременным скачком угла 1-й группы с Ы.„ flooik (то есть переход с предельного выпрямительного на предельный инверторный режим) и переводом группы 2 из режима шунтирования в выпрямительный режим, при котором угол управления

о/„ определяется из соотношения сг

UzcosoiCji U ,- (cosodH- cosotK),

где U2 - выпрямленное напряжение 2-й группы при oi 0.

f

Дальнейшее увеличение выходного напряжения достигается уменьшением угла второй группы до значения оЈк при неизменном угле ы к 1-й группы. После этого уменьшают угол первой группы с до еЈд, . В точке Д выполняются соотношения:

U4cosoiH+ U, cosoi оЈд2 U2sinotH + U, sin«iA U2sinoЈA2

В указанной точке мост 1 переводится в режим шунтирования, а угол оЈй изменяется от минимального значения до значения ,. Дальнейший рост напряжения обеспечивается снижением угла второй группы от величины о(д, до минимальной Ыц, после чего поддерживается ti , Группа 1 выводится из режима шунтирования в режим нулевого напряжения ( «t, 90е ). Повышение напряжения обеспечивается снижением oi, до нуля.

На первом, втором и последнем этапах управления может использоваться и режим управления с шунтирующим йентилем. При этом значения начальных углов этапа, соответствующих нулевому выходному напряжению группы, буду отличными от величины 90° .

Реализация предложенного закона управления может быть обеспечена за счет выполнения блоков 4 и 5 в виде функциональной схемы, представленной на фиг.4 и 5.

Сигнал управления Y регулятора 6 поступает на блок 7 нелинейности. Так как БФИУ 9 выполнен по схеме с линейным пилообразным напряжением, то зависимости фиг.З и представляют собой характеристики блоков 7 нелинености. После преобразования сигнала в БФИУ 9 производится формирование импульсного сигнала, который через элементы И 10 и ИЛИ 11 проходит на блоки управления тиристорами групп

Iи 2 (фиг.1).

Предполагается, что элемент ИЛИ

IIили тиристоры групп 1 и 2 (фиг.1) обеспечивает необходимую гальваноразвязку и усиление сигналов. Возможно также включение на выходе элемента ИЛИ 11 усилителя. На большей част регулировочного диапазона проходят импульсы с выхода БФИУ 9, так как

на выходе компараторов 8 имеются нулевые сигналы. При этом на вход И 13 поступает нулевой сигнал, импульсы блока 12 не поступают. На тех участках, где группа вентилей должна находиться в режиме шунтирования, один из компараторов 8 находится в состоянии, когда на его выходе имеется единичный сигнал (предполагается, что в состав компараторов входят узлы задания уставок срабатывания). Этим сигналом закрывается прохождение сигналов через элемент И 10 и разрешается прохождение сигналов через элемент И 13. Схема содержит, элемент И 10 по числу тиристоров в группах 1, 2 (фиг.1), а элементов ИЛИ II и И 13 - по числу тиристоров, используемых в режиме шунтирования. Как известно; шунтирование при выполнении групп 1 и 2 по мостовой схеме может выполняться двояко: подачей непрерывных импульсов на тиристоры одной фазы; подачей импульсов двух- кратного включения (о6 1 20° , оЈ -60 ) на все тиристоры.

Предложенный способ, как следует из фиг.2у обеспечивает минимальное потребление реактивной мощности из сети, что ведет к снижению потерь энергии в ней.

0

5

Формула изобретения

Способ управления двухгрупповым преобразователем переменно-постоянного тока, содержащий каскадно соединенные группы тиристоров, подключенные к трансформаторам, с меньшим полным выпрямленным напряжением U, одной группы и большим U другой, заключающийся в формировании и подаче на тиристоры обеих групп управляющих импульсов, с фазой, изменяемой от минимального угла управления и полного открытия до максимального угла управления ttk предельного инвертирования и поочередного управления так, что при требуемом выходном напряжении U UzcoseiH изменяют угол управления первой группы, а угол управления второй группы устанавливают равным минимальному, а при U Ј U2cos oCH измеряют угол управления второй группы, а угол управления первой группы устанавливают равным максимальному, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, при требуемых выходных напряжениях, находящихся в пределах Uj cosed k U Ј U1cosoiH, на вторую группу подают импульсы управления, переводящие ее в режим шунтирования нагрузки, а угол управления первой изменяют, а при напряжениях, определяемых из соотношений

0

5

0

5

U2cos o6I)2, i U Ј

U cos

оЈЛг U U2cosodk,

Где oij,z и 6дг определяют из соотношенийUj osotj U2cosi H + U cosoijjT

Uisin -n U2sinoiM + U, sincdI)f J U2cos д2 U2cos tx:K + U,cos оЈД| j

U2sin na Uasino k+ U,sinoiA, J

изменяют угол регулирования второй группы, а на первую группу подают импульсы управления, переводящие ее в режим шунтирования нагрузки, а при напряжениях

Ujcosotfl, U U2cosoiK+ U, устанавливают угол управления второй группы, равный максимальному, изменяют угол управления первой группы и при

U

; U cosoi-k

51476578b

устанавливают угол управления второй меняют угол управления первой группы группы, равный максимальному, а из- от 12 до оЈ«..

Фиг. 2

Л,град.

И2

фиР.Ь

Редактор А.Маковская

Составитель С.Лузанов

Техред м.Ходанич Корректор М.Максимишинец

Заказ 2166/55

Тираж 647

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина,101

фиг.5

Подписное