Способ искусственной коммутации тока в управляемом вентильном преобразователе Советский патент 1990 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемым вентильным преобразователям с искусственной коммутацией тока, и может быть использовано в управляемых преобразовательных агрегатах промышленных систем регулирования.

На чертеже представлена схема устройства.

Цель изобретения - увеличение диапазона регулирования электроэнергии, потребляемой нагрузкой, путем адаптации узла искусственной коммутации к режиму работы управляемого вентильного преобразователя.

Устройство для осуществления способа искусственной коммутации тока в управляемом вентильном преобразователе содержит управляемый вентильный

преобразователь 1, систему уимпульс- но-фазового управления 2, выход которой связан с управляющими электродами вентилей силовой схемы 3 преобразователя и управляющим электродом полностью управляемого вентиля 6. В цепь нагрузки 4 преобразователя 1 включен датчик тока 5. Конденсатор 7 узла искусственной коммутации подключен параллельно нагрузке 4 через полностью управляемый ключ 6. Конден - сатор 7 через зарядный резистор 8 соединен с регулируемым источником напряжения 9 заряда конденсатора,управляющий вход которого связан с выходом узла суммирования 10, чьи входы подключены к выходу датчика тока 5 и входу системы импульсно-фазового управления 2.

сл ел

со

Способ искусственной коммутации ока в управляемом вентильном преобазователе осуществляется следующим бразом.,

Во время работы преобразователя 1 непрерывно осуществляют измерение ЭДС преобразователя и тока нагрузки 4. Напряжения, пропорциональные измеренным величинам, суммируют и подают Q на вход регулируемого источника напряжения 9 заряда конденсатора, поэтому напряжение на его входе больше ЭДС преобразователя на величину, необходимую для осуществления коммута- 15 ции тока нагрузки 4 конденсаторов 7, который заряжается на межкоммутационном интервале от источника напряжения 9 через резистор 8. Б момент времени, когда подают импульсы управле- 20 ния на отпираемые вентили преобразователя 1 одновременно подключают накопитель электроэнергии 7 через управляемый вентиль 6 параллельно нагрузке 4 преобразователя 1. Комму- 25 тирующий конденсатор 7 разряжается через нагрузку 4 преобразователя 1 до значения его ЭДС. За это время ток в преобразователе уменьшается до нуля и происходит восстановление за- зо пирающих свойств включаемых вентилей силовой цепи преобразователя. После того, как напряжение накопителя 7 становится меньше ЭДС, преобразователя 1, управляемый вентиль 6 запирается и процесс коммутации тока на этом заканчивается, после чего импульсное управление отключают. На межкоммутационном интервале заряжают КОММУТИРУЮЩУЮ еМКОСТЬ ДО ВЫХОДНО- дд

го напряжения источника напряжения 9.

Пример. Реализация способа искусственной коммутации тока в управляемом вентильном выпрямителе с трехфазной схемой выпрямления Ларио- Д5 нова, который работает с опережающими относительно точки естественной коммутации углами отпирания вентилей. Нагрузкой является электродвигатель постоянного тока. Регулируемый источ- JQ ник напряжения 9 выполнен на силовых транзисторах. ,

35

Во время работы преобразователя непрерывно осуществляют измерение ЭДС,

преобразователя и тока нагрузки. Ток нагрузки пропорционален выходному на- пряжению датчика тока, а его ЭДС в момент коммутации напряжения управле

5 0 5 о д

5 Q

5

5

ния на входе системы импульсно-фазо- вого управления, ввиду ее незначительной инерционности. Сигналы, пропорциональные току нагрузки и ЭДС преобразователя с выхода узла суммирования подают на вход регулируемого источника напряжения. Составляющая на входе регулируемого источника напряжения, равная напряжению управления преобразователя, обеспечивает напряжение на выходе регулируемого источника, приблизительно равное ЭДС преобразователя, а составляющая, пропорциональная току нагрузки, обеспечивает увеличение напряжения регулируемого источника на величину Ди, пропорциональную току нагрузки . При отсутствии тока напряжение на выходе регулируемого источника приблизительно равно ЭДС преобразователя в момент коммутации, а при увеличении тока нагрузки напряжение на выходе регулируемого источника увеличивается. Значение коэффициента пропорциональности К зависит от емкости- коммутирующего конденсатора 7 и электроэнергии, необходимой для осуществления коммутации тока преобразователя за требуемый отрезок времени &U /2. Для осуществления коммутации подают импульсы управления на вступающие в работу вентили преобразователя и одновременно подключают через управляемый вентиль параллельно нагрузке конденсатор узла искусственной коммутации. В дальнейшем последовательно осуществляются следующие операции. Начинается разряд конденсатора через нагрузку преобразователя, ток в преобразователе уменьшается до нуля происходит восстановление запирающих свойств отключаемых вентилей силовой схемы выпрямления, конденсатор разряжается до значения ЭДС.электродвигателя, цепь искусственной коммутации отключается от преобразователя, импульсы управления отключают от преобразователя.

Таким образом энергия, запасаемая в конденсаторе, регулируется в зависимости от ЭДС преобразователя и тока нагрузки, что позволяет расширить диапазоны регулирования выходного тока преобразователя. Кроме того, улучшается форма выходного напряжения преобразователя за счет уменьшения коммутационных перенапряжений на нагрузке в нижней части диапазона регулирования.

Формула изобретения

Способ искусственной коммутации тока в управляемом вентильном преоб- разователе, состоящий в том, что в межкоммутационном интервале заряжают конденсатор узла искусственной коммутации от источника напряжения, в момент начала коммутации подключаю конденсатор узла искусственной ком

10

мутации параллельно ртключаемой цепи, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования электроэнергии, потреб ляемой нагрузкой вентильного преобразователя, путем адаптации узла искусственной коммутации к режиму работы управляемого вентильного преобразователя, измеряют выходной ток и ЭДС преобразователя, регулируют напряжение источника напряжения пропорционально измеренным значениям тока нагрузки и ЭДС преобразователя.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в управляемых преобразователях промышленных систем регулирования. Способ позволяет расширить диапазон регулирования электроэнергии, потребляемой нагрузкой, и улучшить форму выходного напряжения управляемого преобразователя за счет уменьшения коммутационных перенапряжений на нагрузке в нижней части диапазона регулирования электроэнергии. Способ заключается в том, что во время работы управляемого вентильного преобразователя измеряют ток нагрузки и ЭДС преобразователя, и в зависимости от их значений регулируют напряжение источника заряда конденсатора узла искусственной коммутации. 1 ил.