Способ управления четырьмя тиристорными выпрямителями, работающими на разные нагрузки от одного источника питания Советский патент 1991 года по МПК H02M7/155 

го трансформатора 6, первичные обмотки которых подсоединены через токосъемник к контактной сети Тик земле. К выводам постоянного тока выпрямителей подключены нагрузки, каждая из которых выполнена, в виде цепочки последовательно соединенных сглаживающего реактора 8 и группы тяговых двигателей 9. Устройство содержит также блок управления 10, выходами подсоединенный к управляющим электродам ти- ристоров тиристорных выпрямителей 1-4.

Тиристорные выпрямители 1-4 могут быть выполнены на базе двухоперационных тиристоров, выключаемых током управления, либо на базе обычных одноопера- ционных тиристоров, снабженных индивидуальными устройствами принудительной коммутации. Блок 10 управления может быть выполнен на базе системы им- пульсно-фазового управления с вертикаль- ным принципом регулирования фазового положения импульсов включения и выключения либо на базе микропроцессорной системы управления (МПСУ), программным путем реализующей заданный алгоритм уп- равления.

Способ осуществляют следующим образом.

Первоначально блок 10 формирует импульсы управления на включение и выклю- чение (тиристорами выпрямителей 1-4 в середине полупериода кривой напряжения сети ), и напряжение на тяговых двигателях равно нулю. Далее, по мере трогания и повышения частоты вращения тяговых двига- телей 9 напряжение Ui-U4 на выходе тиристорных выпрямителей 1-4 увеличивается. Для этого с помощью блока 10 фазы импульсов управления тиристорами выпрямителей регулируются таким образом, что передний фронт импульса напряжения Ui сдвигается к началу полупериода до угла $, а задний фронт импульса Ui, соответствующий моменту выключения тиристора выпрямителя 1, совпадает по фазе с передним фронтом импульса выходного напряжения U2 второго выпрямителя и также сдвигается влево от середины полулериода. Аналогично производится и сдвиг заднего импульса Us для третьего выпрямителя, совмещенного по фазе с передним импульсом lie для четаертопгвыпрямителя, но уже вправо от середины полупериода. При этом задний фронт IU, сдвигаясь к концу полуперитэда, устанавливается на угле n-ty . Затем задний фронт Ui, совмещенный с передним фронтом Ua, сдвигается вправо от начала полупериода, а задний фронт U2 сдвигается к концу полупериода.

Аналогично, но в противоположную сторону происходит сдвиг фронтов импульсов напряжений из и IJ4. Характер изменения формы первичного тока I, равного суммарному току четырех выпрямителей, на описанном этапе регулирования показан на трех первых периодах диаграммы Г/ f (t) (см.фиг.2).

Регулирование передних и задних совмещенных по фазе фронтов импульсов Ui- IJ4 должно производиться при выполнении обязательного условия равенства нагрузок выпрямителей, т.е. равенства средневып- рямленных напряжений, которое записывается в виде

Udi ... Ud2 Udi Ud4 . где Udi - среднее значение выпрямленного напряжения для 1-го выпрямителя.

С учетом того, что Щ

О. выкл.1

/n / Dm sin 0d 0, указанное условие

а вкл.) преобразуется к виду

COS Овкл.1 - COS Овыкл.1 СОЗОвкл. - - COS ОвыклЛ COS ОвклЛ COS Ояыкп.Л ,

где Um - максимальное значение синусоидального напряжения на вторичных обмотках тягового трансформатора,

сЈвкя.1 - угол включения тиристоров 1-го выпрямителя или угол переднего фронта импульса Ui,

Овыкл.1 - то же для угла выключения или заднего фронта импульса Ui.

Из диаграмм на фиг.2 видно, что к концу описанного этапа регулирования выходное напряжение каждого выпрямителя повышается до величины, близкой к 0,5 Ud0При дальнейшем регулировании выпрямленного напряжения до 1,0 Ud0 передние и задние фронты импульсов Ui-Ш занимают положение соответственно в начале и конце полупериода, как это показано на фиг.2. Причем на основном интервале регулирования первичный ток I имеет характерную четырехступенчатую форму (см.четвертый период кривой .

Из представленного видно, что в диапазоне регулирования напряжения (0,-0,5)х xUd0 форма первичного тока I соответствует двухзонному секторному регулирова- нию,при котором в случае ёыбора угла V в диапазоне 15-20 эл.град., для напряжения (0,4-0,45) Ud0 достигается максимальный коэффициент мощности, равный 0,985. В диапазоне регулирования напряжения (0,5-1,0) Ud0 форма первичного тока i соответствует многозонному секторному регулированию (или многоступенчатому

регулированию от середины кривой напряжения сети), что позволяет в случае выбора угла V в диапазоне 20-25 эл.град., для напряжения (0,8-0,9) Ud0 получить максимальный коэффициент мощности, равный 0,99 при относительно высоком среднем значении коэффициента мощности Кср .

Согласно фиг.З, расчетная зависимость к f (LJk/Udo) показала, что средний за весь диапазон изменения напряжения Ud коэффициент мощности составил 0,904, что по сравнению с известным способом (см,пунктирную линию) выше не менее чем наЗ%,

Изменение величины угла V ПРИ переходе от регулирования первой половины напряжения ко второй можно осуществлять программным путем с помощью системы управления.

Можно также установить угол фиксированным, например, равным 20 эл.град. При этом средний коэффициент мощности уменьшится не более чем на 0,2-0,3 %.

Формула изобретения

Способ управления четырьмя тиристор- ными выпрямителями, работающими на разные нагрузки от одного источника питания, по которому формируют импульсы включения и выключения тиристоров выпрямителей в середине каждого полупериода кривой сетевого напряжения, увеличивают суммарный интервал проводимости выпрямителей до 180-2 эл.град., сдвигая импульсы включения для первого выпрямителя к началу полупериода до угла

0

5

0

5

0

5

У и импульсы выключения для четвертого выпрямителя - к концу полупериода до угла 180 -у. одновременно совмещая во времени импульс выключения для первого выпрямителя с импульсом включения для второго выпрямителя и импульс выключения для третьего выпрямителя с импульсом включения для четвертого выпрямителя, после чего увеличивают интервал проводимости для каждого выпрямителя до 180 эл.град., причем фазовое положение формируемых указанных импульсов включения и выключения регулируют согласно условию

COS Овкп 1 COS Овыкл.1 COS Овкя.1 - - COS Овыкл.1 ... COS Оекл.п COS Овыкл.п .

где Овкл.1 - фазовый угол импульса включения для 1-го выпрямителя, Оеыкл.1 - фазовый угол импульса выключения для 1-го выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики, увеличение интервала проводимости каждого выпрямителя до 180 эл.град. проводят в два этапа, сначала сдвигают импульсы выключения для второго выпрямителя к концу и импульсы включения для третьего выпрямителя - к началу полупериода, сохраняя указанное совмещение импульсов выключения с импульсами включения для первого, второго и третьего, четвертого выпрямителя, а затем сдвигают импульсы выключения для первого и третьего выпрямителя к концу и импульсов вклю- чения для второго и четвертого выпрямителя - к началу полупериода, причем указанный угол # выбирают в диапазоне 15-25 эл.град.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике. Цель изобретеИзобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямительно-инвертными преобразователями системы питания тяговых двигателей электроподвижного состава переменного тока. Цель изобретения - повышение коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики. На фиг.1 приведен вариант выполнения устройства для осуществления способа; на фиг.2 - временные диаграммы напряжений ния - повышение коэффициента мощности на основной части регулировочной характеристики. Предлагаемый способ позволяет повысить коэффициент мощности на основной части регулировочной характеристики за счет улучшения формы первичного тока в диапазоне регулирования напряжения

МЧ и и m м м | I

«г /

toiJUoiJ

04Ы