Устройство для управления тиристорным выпрямителем Советский патент 1990 года по МПК H02M7/02 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямителями.

Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - блок-схема оптимизатора компенсирующего напряжения; на фиг. 3 - диаграммы, иллюстрирующие работу устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные задатчик 1 величины тока, первый вход, регулятора 2 тока и первый вход блока 3 импульсно-фазового управления, ти- ристорный выпрямитель 4, датчик 5 тока, вход которого подключен к второму входу регулятора 2 тока, датчик 6 напряжения и нагрузку 7. Вход датчи,ка 6 напряжения соединен с первым входом умножителя 8 напряжения, выход которого соединен с входом элемента 9 выборки хранения, к управляющему входу которого подключен выход формирователя 10 импульсов. Выход элемента 9 выборки хранения подключен к входу оптимизатора 11 компенсирующего напряжения, выходы которого подключены к первым входом сумматоров 12 и .13. К вторым входам сумматоров 12 и 13 подключен выход задатчика 14 уровня низкочастотной гармоники. Выходы сумматоров 12 и 13 подключены к входам пропорционально-интегральных регуляторов 15 и 16, выходы которых соединены с управляющими входами регулируемого усилителя 17 и регулируемого фазовращателя 18. Выход регулируемого усилителя 17 подключен к второму входу блока 3 импульсно-фазового управления, а вход - к выходу регулируемого фазовращателя 18, который подключен к второму входу умножителя 8 напряжения. К входу регулируемого фазовращателя 18 подключен выход формирователя 19 компенсирующего напряжения, подключенный также к синхронизирующему входу оптимизатора 11 компенсирующего напряжения и к входу формирователя 10 импульсов. Синхронизирующий вход формирователя 19 компенсирующего напряжения подключен к питающей сети..

Оптимизатор 11 компенсирующего напряжения (фиг. 2) (далее оптимизатор) содержит вход блока 20 вычисления UBX, выход которого соединен с входом блока 21 управления координатами, при этом первый вход блока вычисления AUei является входом оптимизатора. К входу оптимизатора 11 компенсирующего напряжения подключен ключ 22, соединенный последовательно с запоминающим блоком 23, выход которого подключен к второму входу блока 20 вычисления ALJex. Выход блока 24 синхронизации подключен к управляющим входам ключа 22 и блока 21 управления координатами. Вход блока синхронизации является синхронизирующим входом оптимизатора, а выходы блока управления координатами являются первым и вторым выходами оптимизатора.

Устройство работает следующим образом.

На вход регулятора 2 тока подается сигнал задатчика 1 величины тока и сигнал обратной связи,-поступающий с датчика 5 тока. Выходной сигнал регулятора 2 тока воздействует на систему 3 импульсно-фазового управления. Выходной сигнал тиристорного выпрямителя 4, содержащий низкочастотную неканоническую гармонику U,, умножается в умножителе 8 напряжения на выходной

сигнал регулируемого фазовращателя 18 Ь Ф. Сигнал иФ получается в результате фазовой обработки выходного сигнала формирователя 19 компенсирующего напряжения, представляющего собой синусоидальный автогенератор, синхронизируемый питающий ти0 ристорный выпрямитель 4 сетью, для исключения влияния изменений частоты питающей сети на эффект подавления гармоник. С выхода умножителя 8 напряжения сигнал LL подается на элемент 9 выборки-хранения,

выполненный на основе дискретного фильтра, фиксирующего среднее значение выходного сигнала умножителя 8 напряжения и« за период неканонической гармоники. Выходной сигнал элемента 9 выборки- хранения Uex представляет собой ступен0 чато изменяющееся в тактовые моменты постоянное напряжение. Управление элементом 9 выборки-хранения осуществляется прямоугольными импульсами формирователя 10 импульсов, синхронизированного выходным сигналом формирователя 19 компенси5 рующего напряжения. Сигнал UBX поступает на двухкоординатный оптимизатор 11 компенсирующего напряжения щагового типа, осуществляющий поочередную оптимизацию фазы фк и амплитуды U компенсирующего сигнала При этом выходной сиг нал элемента 9 выборки-хранения UBX на п-м шаге блока 20 вычисления AUex (фиг. 2) сравнивается с сигналом UBX(H.| Полученным на предыдущем щаге и поступающим с запоминающего блока 23.

g Запоминание UBX ) осуществляется при замыкании ключа 22, синхронизированного выходным сигналом блока 24 синхронизации, на вход которого подается сигнал иФ к н с выхода формирователя 19 компенсирующего напряжения. Переключение опти0 мизатора 11 компенсирующего напряжения с канала фазы ф на канал амплитуды U, компенсирующего сигнала U,v и наоборот осуществляется при достижении локального минимума в каждом канале или через равные интервалы времени блоком 21 управле5 ния координатами. При оптимизации каждой из координат компенсирующего сигнала Uxv выходные управляющие сигналы оптимизатора 11 компенсирующего напряжения отрабатываются для поддержания нулевого сигнала ошибки пропорционально- интегральными регуляторами 12 и 13, на вход которых поступает также заданный уровень неканонической гармоники Uv с за- датчика 14 уровня низкочастотной гармоники. Под действием управляющих сигналов, поступающих с выходов пропорционально- интегральных регуляторов 12 и 13, в регулируемом фазовращателе 18 имеется фаза ф, а в регулируемом усилителе 17 - ампли

туда и« компенсирующего сигнала Обработанный по фазе или амплятуде компенсирующий сигнал U«v подается на второй вход системы 3 импульсно-фазоврго управления тиристорного выпрямителя 4, в рез уль- тате чего снижается уровень гармоники U в выходном напряжении.

0

5 НИКИ

Дальнейшая поочередная оптимизация фазы и амплитуды компенсирующего сигнала Ujtv будет продолжаться до тех пор, пока амплитуда гармоники U,, на выходе тиристорного выпрямителя 4 не достигнет требуемого значения, определяемого величиной Uv3.

Таким образом, всякие изменения v-й неканонической гармоники на выходе тиристорного выпрямителя 4 компенсируется изменением величины компенсирующего сигнала U|tv. Величина неканонической гармоники автоматически поддерживается на уровне, за.ааваегиом величиной сигнала за- датчика 14 уровня ни.-.чочастотной гармоФормула изобретения

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямителями. Целью изобретения является повышение качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник. В устройстве на вход блока 3 импульсно-фазового управления подается компенсирующее напряжение, сформированное в формирователе 19 компенсирующего напряжения и обработанное по фазе и амплитуде в регулируемом фазовращателе 18 и регулируемом усилителе 17 под действием сигналов, поступающих через пропорционально-интегральные регуляторы 15, 16 с выходов оптимизатора 11 компенсирующего напряжения 11 через первые входы сумматоров 12, 13, на вторые входы которых поступает сигнал с задатчика 14 уровня низкочастотной гармоники. На вход оптимизатора 11 компенсирующего напряжения поступает сигнал с элемента 9 выборки хранения, управляемого формирователем 10 импульсов, на вход элемента 9 выборки-хранения поступает сигнал с умножителя 8 напряжения, полученный перемножением выходного сигнала регулируемого фазовращателя 18 и сигнала с датчика 6 напряжения, включенного на выходе тиристорного выпрямителя 4. 3 ил.

Увеличение исходного уровня неканонической гармоники на выходе тиристорного выпрямителя 4 вызывает увеличение сигна- ла Uv на входе умножителя 8 напряжения.

Допустим, блок 21 управления координатами (фиг. 2) оптимизатора i 1 компенсирующего напряжения подключен на канал фазы компенсирующего сигнала Ujr. Тогда амплитуда этого сигнала фиксируется и изменение величины компенсирующего сигнала Uikv определяется только выходным сигналом регулируемого фазовращателя 18 U (фиг. 3). Максимальный эффект подавления некано- нич еской гармоники Uv будет в случае совпадения фазы Uv и выходного сигнала регулируемого фазовращателя 18 U)), поэтому оптимизация ведется по максимуму выходного сигнала элемента 9 выборки-хранения UBX, пропорционального интегралу его входного сигнала за предществующий период TV.

) (t) dt,.

(-OT,

(n+l) T

Оптимизация no каналу фазы ф, будет продолжаться до тех пор, пока выходной сигнал регулируемого фазовращателя 18 не станет равным иФз, что соответствует максимальной величине положительной площади выходного сигнала умножителя 8 напряжения jyz- После переключения блока 21 управления координатами на канал амплитуды компенсирующего сигнала . фиксируется фаза ф, .а амплитцуда Ujt изменяется в регулируемом усил ителе 17. Так как выходной сигнал регулируемого фазовраща- теля 18 иФз не изменяется, то выходной сигнал умножителя 8 напряжения Uy зависит, только от сигнала Uv. Оптимизация ведется уже по .минимуму выходного сигнала элемента 9 выборки-хранения UBX, которому соответствует меньшая величина положительной площадки выходного сигнала умножителя 8 нагфяжения Uya.

5

0

5 0

0 5

0

5

Устройство для управления тиристорным выпрямителем, содержащее задатчик величины тока, выход которого соединен с первым входом регулятора тока, который выходом С оединен с первым входом блока им- пульсно-фазового управления, выход которого 1; рдназкачен для подключения к управляющему входу тиристорного выпрямителя, датчик тока выпрямителя, выход которого подключен к второму входу регулятора тока, датчик выходного напряжения выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем подавления низкочастотных гармоник, оно снабжено умножителем напряжения, элементом выборки-хранения, формирователем импульсов, блоком вычисления AUsx, блоком управления координатами, ключом, запоминающим блоком, блоком синхронизации, первым и вторым сумматорами, задатчиком уровня низкочастотной гармоники, двумя пропорционально-интегральными регуляторами, регулируемым фазовращателем, регулируемым усилителем и формирователем компенсирующего напряжения, причем первый вход умножителя напряжения подключен к выходу датчика напряжения, а выход умножителя напряжения подключен к входу элемента выборки-хранения, к управляюще.му входу которого подключен выход формирователя импульсов, к выходу элемента выборки-хранения подключен первый вход блока вычисления Див, выход которого соединен с входом блока управления координатами, первым и вторым выходами соединенный соответственно с первыми входами первого и второго сумматоров, к вторым входам которых подключены выходы задатчика уровня низкочастотной гармоники, выходы сумматоров через пропорционально- интегральные регуляторы подключены к управляющим входам регулируемого усилителя и регулируемого фазовращателя, выход регулируемого усилителя подключен к второму входу блока импульсно-фазового управления, к входу регулируемого усилителя подключен выход регулируемого фазовращателя, подключенный также к второму входу умножителя напряжения, к входу регулируемого фазовращателя подключен выход формирователя компенсирующего напряжения, подключенный также к входу фор «ИСА;

«

мирователя импульсов и блока синхронизации, выход которого соединен с управляющими входами ключа и блока управления координатами, причем синхронизирующий вход формирователя компенсирующего напряжения подключен к питающей цепи.

Физ.2

Фиг.З