Способ управления двенадцатифазным преобразователем на полностью управляемых тиристорах Советский патент 1989 года по МПК H02M7/12 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в электроприводах постоянного тока.

Целью изобретения является повышение коэффициента мощности.

На фиг.1 показана схема двенадда- тифазного преобразователя; на фиг.2 - функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ;.на фиг.З - зависимость ЭДС фазы а, первого моста и токов всех вентилей от времени, выраженного в угловом измерении.

Преобразователь (фиг. 1) содержит трансформатор 1 с сетевой обмоткой 2 и вентильной обмоткой 3. Вентильная обмотка 3 состоит из двух частей:

части 4, соединенной в звезду, и час- .ти 5, соединенной в треугольник. Кроме того, преобразователь содержит два параллельно соединенных моста 6, 7, блок 8 управления преобразователем, блок 9 формирователей импульсов управления. Первый мост 6 соединен тремя фазами (а, Ъ, с) с частью 4 вентильной обмотки 3. Первый мост содержит две группы тиристоров, катодную группу 10 и анодную группу 11. Группа 10 состоит нз тиристоров 12 - 14, соединенных между собой катодами, группа 11 - из тиристоров 15 - 17, соединенных анодами.

Второй мост 7 содержит также две группы тиристоров, катодную группу 18 и анодную группу 19. Первая группа

Ј

00

Ю

состоит их вентилей 20 - 22, вторая - из вентилей 23 - 25.

На выходе преобразователя включена нагрузка 26.

Устройство (фиг.2) -состоит из блока 27 выделения наибольшего напряжения, логического блока 28, таймера 29, синхронизирующей цепи 30, элект- ронных ключей 31 - 40, источника 4 питания. Блок 9 состоит из формирователей импульсов 42 - 46. Число ключей на весь преобразователь - 24, а число формирователей импульсов - 12. На фиг. 2 показаны пять тиристоров 12, 15, 16, 21, 24 и соответствующее им число формирователей импульсов и электронных ключей, работающих на интервале Q времени (-45 Ј б -15 ). В последующих 30-градусных зонах на протяжении периода напряжения0 питающей сети изменяется только состав пятерок тиристоров. Например, вторая пятерка включает тиристоры 12, 15, 20, 23, 24 (интервал -15° 9 15°). Всего на протяжении периода можно выделить 12 пятерок тиристоров. Блок 27 служит для выделения 30-градусных интервалов, каждый из которых соот-

ветствует работе очередной пятерки тиристоров. На входы блока 27 подается двенадцатифазная система мгновенных линейных напряжений с частей 4 и 5 обмотки 3. Блок 27 формирует на соответствующем выходе логический сигнал на интервале, когда одно из напряжений превышает по модулю другие. Назовем такой интервал зоной. В начале .каждой зоны формируется импульсы цепью 30. Эта же цепь обеспечивает привязку к началу отсчета времени. По сигналу цепи ЗО таймер 29 формирует импульсы длительности Q , .которая может меняться в зависимости от внешней уставки. Блок 28, логически объединяя сигналы блока 27 и таймера 29, формирует короткие импульсы управления ключами 31-40. Эти ключи обеспечивают подключение формирователей 42-46 к источнику 41. При замыкании ключей 31, 33, 35, 37 и 39 формирователи 42-46 формируют импульсы, включающие соответствующий тиристор, а замыкание ключей 32, 34, 36, 38 и 40 вызывает формирование выключающих импульсов. Порядок переключения тиристоров мостов 6 и 7 преобразователя приведен в таблице.

На первом по /таблице интервале работы преобразователя ток нагрузки проводят тиристоры 12, 15. Длительность первого интервала равна 15/1-Х В конце первого интервала по сигналу блока 28 замыкается электронный ключ 35, что приводит к срабатыванию формирователя 44 импульсов и отпиранию тиристора 16. Одновременно с отпиранием тиристора 16 замыкается ключ 34, что приводит к срабатыванию формирователя 43 и запиранию тиристора 15. С момента отпирания тиристора 16 и запирания тиристора 15 начинается второй интервал, при котором ток нагрузки проводят тиристоры 12 и 16. Длительность второго интервала рав- на 30ft.

Через интервал 30 замыкаются электронные ключи 33- и 36, что приводит к отпиранию тиристора 15 и запиранию тиристора 16.-С этого момента наступает третий интервал работы преобразователя. На этом интервале ток нагрузки проводят тиристоры 12 и 15. Длительность третьего интервала равна длительности первого, то есть 15/1-.

Процессы, описанные для первой зоны -45° 9 Ј 15°, повторяются в следующей зоне (-15 0 Ј 15°) и т.д. до конца периода.

Изменение величины выходного напряжения достигается заданием значения через таймер 29.

Все электронные ключи размыкаются после замыкания через определенный интервал времени, измеряемый микросекундами и достаточный для отпирания и запирания тиристоров.

Ток каждой фазы равен разности токов соответствующих тиристоров: на-/ пример, ток фазы а моста равен разности токов тиристоров 12 и 15 и показан на фиг. 3. Основная гармоника тока фазы совпадает по фазе с ЭДС фазы независимо от значения выпрямленного напряжения, что приводит к повышению коэффициента мощности, равного отношению действующих значений активной составляющей основной гармоники тока и тока на входе преобразователя. Кроме того, при управлении преобразователем согласно данному способу на входе преобразователя исключаются

гармоники 5, 7, 17, 19, ..., то есть, 6k + 1, где k - нечетное число, так как на входе мостов формируются симметричные трехфазные системы токов, сдвинутые на 30 . Одновременно обеспечивается равномерность распределения токов между мостами за счет того, что в любой момент времени весь ток нагрузки течет либо по паре тиристоров моста 6, либо по паре тиристоров моста 7, т.е. мосты нагружены равными токами.

Формула изобретения

Способ управления двенадцатифазным

преобразователем на полностью управляемых тиристорах, содержащим два параллельно подключенных к нагрузке трехфазных моста с анодными и катодными тиристорами, входы первого моста подключены к обмоткам трансформатора, соединенным в звезду, входы второго - к обмоткам трансформатора, соединенным в треугольник, заключающийся в том, что задают отношение Ъ требуемого значения выпрямленного напряжения к его максимальному значению, задают начало отсчета времени и на периоде работы включают и выключают тиристоры обоих мостов, отличающий ся тем, что, с целью улучшения коэффициента мощности указанное начало отсчета времени задают в момент максимального напряжения фазы а сети, а указанные включение и выключение тиристоров производят в следующие моменты времени:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в электроприводах постоянного тока. Цель изобретения - улучшение коэффициента мощности. В способе управления двенадцатифазным преобразователем, заключающемся в формировании трехфазных систем токов на входе первого и второго мостов, сдвинутых по отношению друг к другу на 30°, предложено кривые токов на входе мостов формирователь отпиранием и запиранием вентилей по приведенному закону, согласно которому основная гармоника любого тока на входах мостов при любом выпрямленном напряжении совпадает по фазе с соответствующей кривой ЭДС, причем в любой момент времени ток нагрузки проводят либо пара вентилей первого, либо пара вентилей второго мостов. 6 ил.

Кактодный и Первый анодный -30/(1+ Анодный- а Катодный и Второй

анодный - b АнодныйПервый

Продолжение таблицы

l

FU

(ф# /ч м /b /14 /J /JV

/v A /v

27

/K A /TV /T /Jv /TV /|Ч ф /Tv /J A /

------- ffWcW

U ав off ас а с бс 6 c to fa1 со cV. Фиг.г

J

R

19

, Г .

Ф

Фиг.1

7&

-Ј-

/J /JV

/v A /v

ф /Tv /J A /

J

Д

Т

JS7

Фиг.3

30°(1+&