Способ управления статическим преобразователем Советский патент 1989 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразователь- ной технике, и может быть нспользова- но в мош:ных преобразовательных установках, питаемых от источника электроэнергии через регулируемый реактор.

Цель изобретения - уменьшение искажений питающего напряжения путем расширения области взаимокомпенсации коммутационных колебаний.

На фиг. 1 изображена структурная схема преобразователя, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Преобразователь содержит тиристор- ный мост 1, соединенный с питающей сетью через управляемый реактор 2 и преобразовательный трансформатор 3 образующие посредством сосредоточенных и распределеных емкостных элементов 4 паразитный колебательный контур, блок 5 импульсно-фазового управления, подключенный выходами к управляющим входам тиристорного моста I, к силовым выходам которого подключена нагрузка 6, датчик 7 периода Т коммутационных колебаний, вход которого соединен через трансформатор 8 напряжения со стороной высокого напря- .жения питающей сети, датчик 9 фазного

gi

СП

ч|

напряжения U с коэффициентом К

i6 передачи,вход кгаторого соединен со стороной низкого напряжения, датчик Ю выпрямленного тока I , с коэффициентом К 2 передачи, датчик 11 угла of управления преобразователем, вход которого соединен с выходом блока 5 импульсно-фазового управления, а выход - с вторым входом блока 12 суммирования и с входом первого блока cos 13, первый вход блока 12 суммирования соединен с выходом датчика 7 периода Т коммутационных колебаний, а выход - с входом второго блока cos 14, выход которого соединен с первым входом первого блока 15 вычитания, второй вход которого соединен с выходом первого блока cos 13, а выход - с вторым входом блока 16 умУсловие О (К 0) является идеальным на предмет абсолютной взаимокомпенсации, однако при номинальной токовой нагрузке оно практически неосуществимо из-за конечного значения величины индуктиврюсти конножения, первый вход которого соединен с вьтходом датчика 9 фазного напря- коммутации, равной X у .

жения и, а вьпсод - со вторым вхо- Эффективность условий 0 (К -,-. , ,2...,) уменьшается с увеличедом блока 17 деления, первьш вход ко- тс „ „v Д ъS - 1 п нием порядка К по причине затухающеторого соединен с выходом датчика 10 го экспоненциального характера колебаний. Поэтому оптимальным является условие у Т(К 1),которое и использовано для достижения поставлен- 30 ной цели. Поддержание целочисленной кратности отношения угла коммутации преобразователя к периоду коммутационных колебаний осуществляется путем слежения углом коммутации за

взаимокомпенсации коммутационных- „35 периодом коммутационных колебании

колебании за счет создания для них ус- - «

за счет целенаправленного изменения

I торого соединен с выходом датчика вьшрямленного тока I, а выход - с первым входом второго блока 18 вычитания, второй вход которого соединен с выходом блока 19 установки X , а выход через блок 20 регулирования - с управляющим входом регулируемого реактора 2.

Реализация способа заключается во

ловий противоположной фазировки на послекоммутационном интервале ВС (фиг. 2). На интервале АВ коммутации коммутационные колебания возникают дважды. Сущность их возникновения заключается в ударном возбуждении паразитного колебательного LC- контура в момент ступенчатого (ударного) уменьшения напряжения U (точка А на фиг, 2) ив момент ступенча того возрастания напряжения (точка В на фиг, 2), соответствующий окончанию процесса коммутации. Таким образом, на послекоммутационном интервале ВС присутствует сумма двух свободных затухающих колебаний, являющихся функцией времени. Характерной особенностью свободных колебаний является противоположность начальных фаз переходных процессов в точках .А и В. Следовательно, условия взаимокомпенсации высокочастотных свободных коммутационных колебаний могут

индуктивности регулируемого реактора, согласно функциональной зависимости

Уб Ucplcoso; - cos (о/ +Тк)3 . 40- Р 21 ,Г

а

(1)

45

которая получена совместным решением уравнения коммутации преобразователя и условием взаимокомпенсации коммутационных колебаний соответственно

.

50

-d

V6U

ср

(2)

55

где и

7 Т.

-напряжение питания преобразователя;

- выпрямленный ток преобразователя,

-угол управления вентилями,

-угол коммутации;

-период.коммутационных ко-леба«ий,

периодически выполняться при равенстве временного интервала между началами двух колебаний (угла коммутации) целому числу периодов затухающих колебаний:

к.т,,

где ,,2....

Верхний предел К ограничивается параметром затухания коммутационного колебания в случае его затухания до начала очередного процесса коммутации ,Щ1И параметром пульсности силовой схемы в случае их незатухания.

Условие О (К 0) является идеальным на предмет абсолютной взаимокомпенсации, однако при номинальной токовой нагрузке оно практически неосуществимо из-за конечного значения величины индуктиврюсти кониндуктивности регулируемого реактора, согласно функциональной зависимости

Уб Ucplcoso; - cos (о/ +Тк)3 . Р 21 ,Г

а

(1)

которая получена совместным решением уравнения коммутации преобразователя и условием взаимокомпенсации коммута- ционных колебаний соответственно

.

-d

V6U

ср

50

(2)

5

где и

7 Т.

-напряжение питания преобразователя;

- выпрямленный ток преобразователя,

-угол управления вентилями,

-угол коммутации;

-период.коммутационных ко-леба«ий,

х,

515047576

полное индуктивное сопро- го напряжения и расширить область тивление контура коммутации, равное

взаимокомпенсации коммутационных лебаний.

го напряжения и расширить область

взаимокомпенсации коммутационных колебаний.

Изобретение относится к преобразовательной технике. Целью изобретения является уменьшение искажения питающего напряжения путем расширения области взаимокомпенсации коммутационных колебаний. Для подавления резонансных колебаний устанавливают равенство периода коммутационных колебаний и угла коммутации вентилей в номинальном режиме работы преобразователя путем изменения паразитной емкости силового оборудования до величины C_доп=γ_ном-T_к/3L @ , где γ_ном - угол коммутации вентилей преобразователя в номинальном режиме

T_к - период коммутационных колебаний

L @ -индуктивность контура коммутации, и в дальнейшем поддерживают их равенство в режиме технологического регулирования преобразователя путем изменения индуктивности регулируемого реактора. 2 ил.

Xs

X у + Хр ,.

где Хр - индуктивное сопротивление реактора;.

X Y X т-р + Хд - индуктивное сопротивление контура коммутации,

равное сумме индуктивных сопротивлений преобразовательного трансформатора, минимальной неличины регулируемого реактора и анодных реакторов соответственно.

Преобразователь работает следую- щим образом.

В режиме номинальных нагрузок путем подключения параллельно паразитным емкостям дополнительной емкости

г г Т ком Т к

3L

где L - индуктивность контура коммутации,

добиваются равенства периода коммутационных колебаний углу коммутации обеспечивая при этом взаимокомпенса- цию коммутационных колебаний. В режиме технологических нагрузок функциональные блоки 12-19 при поступлен сигналов Тц, Ъ ф, 1 и of при помощи соответствующих датчиков 7,9, 10 и 11 отрабатывают функциональную зависимость (), обеспечивая изменение индуктивности регулируемого реактора так, что выполняется равенств угла у коммутации вентилей периоду . Т коммутационных колебаний и обеспечивается взаимокомпенсация коммутационных колебаний, возникающих в начале и по окончанию процесса коммутации. Таким образом, для поддержа- ния оптимального режима работы преобразователя необходимо измерять период паразитных колебаний в контуре ударного возбуждения и изменять индуктивность регулируемого ра согласно функциональной зависимости (1). Поддержание оптимального режима работы преобразователя с паразитным контуром ударного возбуждения при выполнении технологического регулирования в заданном диапазоне нагрузки при использовании предложенного способа управления позволяет уменьщить снижение качества питающе

Формула изобретения

Способ управления статическим преобразователем, включающий управляемый вентильный выпрямитель,подключенный через регулируемый реактор и трансформатор к питающей сети, заключающийся в том,что измеряют период коммутационных колебаний питающего напряжения, возникающих при работе выпрямителя в контуре, образованного индуктивными и паразитными емкостями силового электрооборудования, формируют импульсы управления выпрямителем и осуществляют задержку подачи импульса управления вступающим в работу вентилем на половину периода коммутационного колебания относительно его начала, изменяют величину ин- дуктивного сопротивления регулируемого реактора, обеспечивая поддержание противоположности фазы колебаний в начале и в конце процесса коммутации вентилей выпрямителя и равенство периода коммутационных колебаний и угла коммутации вентилей, о т- личающийся тем, что, с целью искажения питающего напряжения путем расширения области взаимокомпенсации коммутационных колебаний, устанавливают равенство периода коммутационных колебаний и угла коммутации вентилей в номинальном режиме токовой пагрузки путем изменения паразитной емкости Сдвр,силового оборудования до величины

-vit i но

- т;

доп

3L

-yi - угол коммутации вентилей

преобразователя н номинальном режиме работы; Тц- период коммутационных колебаний;

Ly- индуктивность контура коммутации.

и обеспечивают поддержание равенства угла коммутации вентилей периоду коммутационных колебаний в .режиме технологического регулирования путем изменения индуктивного сопротивления X регулируемого реактора согласно функциональной зависимости

+ X д - индуктивX р+ X р 1, -г 1 д

ное сопротивление контуY т/б и Гсобс/ - COSU+ ТкМ „ у

. Хр-Xj,

pa коммутации,

г|де Иф - фазное напряжение пита- равное сумме индуктивных сопротивления преобразователя;щ й преобразовательного трансформато

ра, минимальной величины сопротивления реактора и анодных реакторов вен

I выпрямленный ток преобразователя;

о( - угол управления вентилями}

тилей.

+ X д - индуктивX р+ X р 1, -г 1 д

ное сопротивление контутилей.

(pus.Z