соба; на фиг, 2 (а, j, в) - форма выпрямленного напряжения вентильного нреобразователя, выполненного по трехфазной мостовой схеме; на фиг. 3 - область допустимых заначений углов регулирования«;, и «„ ; на фиг. 4 - область возможных пределов регулирования реактивной мощности прн регулировании выпрямленного напряжения точки ABCDEFGII соответствуют одноименным точкам на фиг. 3; на фиг. 5 - регулировочнь) характеристики t л преобразоьателЯр- гДадля некоторых законов изменения углои; на фиг. 6 - форма выпрямленного напряжения трехфазного нулевого преобразователя при одновременном из.моненни обоих углов регулирования А а а. . --Ла„ от знячений а., L-0; э(„ - 120 до значений -if --60°, а„ . на фиг. 7 - форма выпрямленного напряжения трехфазного мостового преобразователя при. том же законе изменения углов регулирования и для тех же значении фиг. 8 (а и б) - форма выпрямленного напряжения трехфазного нулевого и мостового преобразователей при изменении одного из углов регулированиа и неизменном значении другого. Пояснения к чертежам. Форма напряжения (см. ф и . 1) построена для трех значений соотношени; углов а и а„, соответствующих неизменной величине выпрямленной э. д. с. E(. и разным уровням реактивной моншости: отрицательному значению (емкостного характера) Q -0,5 lido. Jd прн а - 35,7°, «„ -1-74,3-(см. фиг. 1а); нулевому значению Q-О при «е 15,5, «„ -135,5 (см. фиг. 16) и положительному значению (индуктивного характера) Q -1-0,5 Ed.Jd приа, 54,3°, а„ -84,3° (см фиг. 1в). Внутри области (см. фиг. 3), ограниченной замкнутой линией ABCDEFGH, проведены линии постоянства относительной величины вы1-:а, , прямлеинон э. д. с ed const (сплоюные линии) и линии постоянства относительной величины реактивной мощности Q --- const (пунктирные линии). (| Оба угла (см. фиг. 5) изменяются одновременно в пределах О -а - 60°; -120 а„ ;-180°( (, Ло-,) характеристика АСЕ - один из углов сохраняется неизменным, а .регулирование напряжения осуществляется изменением другого угла--характеристики АКС, AN и ELC, . Форма напряжения (см. фиг. 6) построена для ряда последовательных значений «е ч «и 3°; а„, - 123°; а, г 15°; а„ у - - 135°; а,. 30°; 7.., -.150°; «, 4- -г45°; - 177. -- -165°; Форма напряжения (см. фиг. 8) построена для неизменного значения Яе 0 и для ряда nocлeдo aтeлыnJX значений а„ : „ -125°; а, 5 а,з «,-180°, --195°. При построении криных напряжения и графиков на фи|-. 1--8 nponeci; коммутации вентилей рассматривалсн кик мгновенный, т. е. предполагалось, что включение и выключение вентилей.как при есгестнеиной, так и ри искусственной коммутации происходит мгновенно. Это упрощающее допущение не затрагивает существенных сторон предлагаемого способа, поэто.му оно принято и в дальнейщем изложении. Вентиль каждой фазы (см. фиг. 1) включается дважды за период сети, причем последовательность включения вентилей обратна порядку чередования фаз. Одирг раз вентиль включается искусственно при напряжении на его аноде, меньпшм чем напряжение на аноде вентиля выключаемой фазы, и проводит ток в wt . - - - е (ОТинтервале времеии а,. счет времени,и углов регулирования производится от моментавремени, в которое происходило бы включение неуправляемого вентиля данной фазы в схеме неуправляемого преобразователя) до момента включения с естественной коммутацией вентиля предыдущей фазы. Второй раз вентиль включгктся с естественной коммутацией, выключая вентиль последующей фазы, и проводит ток . в интервале времеии а. -. wt . - 7„до момента искусственного включения вентиля предыдущей фазы. Наличие двух интервалов протекания тока через вентиль является характерной особенностью предлагаемого способа управления. При изменениях значений углов-« и а„ в допустимых пределах изменяются продолжительности этих интервалов и их расположение на про- . тяжскии периода сети. Вследствие этого измеряются среднее значение выпрямленного напряжения и реактивая мощность, потребляемая из сети. Эти две величины неоднозначно определяют друг дру|а, что позволяет путем соответствующего изменения углов г и «„ осуществлять регулирование вьшрямлснного напряжения при неизменном желаемом уровне реактивЕЮЙ мощности или изменять в некоторых пределах реактивную мощность при неизменном выпрямленном напряжении (см. фиг. 1). Соотношения углов «е и а„, при которых продолжительность обоих интерзалов протекания тока через вентиль 6o.ibuie или равна нулю, определяются выражением (1). При использовании предлагаемого способа для управления трехфазным мостовым преобразователем иа всем протяжеиии одного из двух интерналов времени протекания тока через вентиль оказываются одновременно открытыми два противофазных вентиля, вследствие чего мгновенное значение выпрямленного 1гапряже11ия иа STO.M интервале равно нулю (см. фиг. 2). Определение средней величины выпрямленной э. д. с. путем интегрирования кривой ее.
MniOBiHiioru значения дяег следуюпяую зависимость от углов регулирования;
/:d/
(-J-и,.)
Щ. (-3-
cos
Величина реактивной мощности, потробляеMoii преобразователем из сети, может быть найдена путем разложения кривой сетевого тока в гармонпчеокий ряд, При идеально сглаженном выпрямленном токе относительная величина реяктивпон мощности раняа
(т--)
sill
-,--г --- sin
Лпалнз выражений (3) и (-4) показывает, что путем соответствующего выбора соотношения углов ,. 11 а„ можно обеспечить высокое значение cos f ripH регулировании выпрямленного напряжения в гкхпгом диапазоне и осуществлять регулирование реактивной мощности при неизменном выпрямленном напряжении (см. фиг. 1 и 2). Решив совмест;10 уравнения (3) и (4), можно определить необходимые значения углов -. и -м для получения желаемых уравнений выпрямленной э. д. с. и реактивной мощности: а,,--- arcsin-- V 1+(-.7т) 1. V + ., Пределы допустимых значений углов а и а„ определяются помимо соотношения (1) зонами, в которых возможна естестаенная, и искусственная коммутация вентилей при включении их в порядке,обратном чередованию фаз. Эти зоны определяются выражением; (2). Полная область допустимых значений углов «е и а„ показана на фиг. 3. В границах этой области, определяемых замкнутой линией ABCDEFGH, на основе выражений (3) и (4) проведены линии постоянства относительной величины выпрямленной э. д. с. ed-- тт- const И линии постоянства относительной веQличины реактивной мощности q-- const. Зависимость возможных пределов регулирования относительной величины реактивной мощности от относительной величины выпрямленной э. д. с. показана на фиг. 4 в виде области, ограниченной линиями ABCDEPGH, причем одноименные точ::и, на фиг. 4 и фиг. 3 соответствуют одним и тем же значениям углов Яр и 3„. Таким образом, изменяя в допустимых пределах значения углов « и а„ одновременно или поочередно, можно осуществлять регулнропаиие выпрямленного напряжения и обеспочивать желаемый уровень реакт1шной мощности установки. В частном случае, гслн изменягь одновременно ,. от нуля до .-.- и s,,
о
от-,5-до-- (что соответствует отрезку
АЕ на фиг. 3), то выпрямленная э. д. с. будет измеиятьс;; от -f-Edj, до -Ed,, при нулевом уровне реактивной мониюсти, т. е. при cos - 1,0. Уравнение регулировочной харакюристнки при этом получается при подстановке в
зыраженне (3) значе 1нп г, Ат; а,.
Лп
15
и имеет вид
fd 2 .1,, сой(- -; Л2
Графически характеристика представлена линией АСЕ на фиг. Г,.
Достоинствами такого способа управления являются .фактически линейный характер регулировочной характеристики н иебольн1ая величина требуемого диапазона регулирования фазы управляющих импульсов (углы «,. и а,, .4, Ed должны изменяться всего п пределйх г ) что позволяет упростить систему управления вентилями. Регулирование выпрямленного напряжения может также осу.цеств. яться путем изменения лишь одного из углов отпирания при неизменном значении второго угла. Так, например, если изменять угол о Аа 2и при неизме И{ом значении и уравнения регулировочной характеристики и реактивной мощности будет иметь вид: Ed do + cos(-|-Aa); Q (|- i Ла) Зависимость относительной величины реактивной мощности от относительной величины выпрямленной э. д. с. при регулировании напряжения этим способом от максимального до нулевого уровня представлена на фиг. 4 линией АКС, а на фиг. 5 линией АКС. Такая же регулировочная характеристика при той же величине и обратном знаке реактивной мощности получается, если при неизменном значении регулирование осуществлять измечеииом угла «„ Аа . Соответс /.ующне характеристики представлены линией ANC на ф))г. 4 и линией ЛЫС на фиг 5. Аналог;1Ч)ым образом можно осуществлять регутярованке напряжения в инверторнои режиме от Hd,, до нуля:иутем изменения yглJ
г.
-- Ла при неизменном значении
тг
НЛП путем изменения «„ -- -- -(-Да при -тг. Соответствующие харакнеизменном атеристики показаны линиями ELC и ЕМС на фиг. 4 и линией () на фиг. 5. Таким образом, изменением лишь одного угла отпирания вентилей можно обеспечить изменение выпрямленного напряжения в выЕьрямительном или инверторном режиме от максимального до нулевого уровня при практически линейноч регулировочной характеристике, небольшом уровне реактивной мощности: № сокращенном диапазоне регулирования фазы отпирающих иМиульсов. Форма выпрямленного напряжения ири неизменном значении «е 0 и ряда последовательных значений „, для трехфазной нулевой и трехфазной мостовой схемы преобразовател я показаны на фиг. 8а, б.
Способ управления экеперкмемтально проверен в лабораторных условиях в схеме трехфазного мостового преобразователя с двухстуне чатой искусственной коммутацией вентилей. Способ управления может быть применен в любых многофазных схемах преобразователей, выполненных на базе параллельно о или последовательного включения трехф5Л их с.хем и допускающих возможность работы при искусственной коммутации вентилей.
В большинстве известных схем преобразователей с искусственной коммутацией вентилей последняя осуществляется с по. разряда предварительно заряженной емкости w мОжет происходить в каждой фазе лишь одни раэ э период сети. Это не является пр{гниипиалькьгм препятствием для.использования иредлагас-мо го способа управления, поскольку он также предполагает лишь одвокр атко за период ириведенье в деЛстпие устройства д.пя пскусствекноч коммутации.
Г1 р е д м е и л о б р е т f и и я
1. Способ управления многофазным вентиль-. ным преобразопагелем с искусственной коммутацией путем двукратного включения каждого вентиля в течение периода напряжения сети, отличающийся тем, что, с целью повышения
-коэффициента мощности и обеспечения возможности регулирования реактивной мощности при неизменном выпрямленном напряжении, включение вентилей производят один- раз при искусственной коммутации в диа-411 г
па-зоне углов отпирания-д - - Т
оо
ройраз при естественной ком.мутации в диапа.-2зоне углов отпирания--- ,-при3
го
чем соотившение -углов отпирания 2- .. ...4;7Г
ют в пределах .а«-
2. Способ. Й01 п. I, отличающийся тем, что, с щелью улучшения регулировочной характеристики преобразователя и уменьикшия требуе ого диапазона регулирования фазы управляющих импульсов, оба угла отпирания вентилей регулировании, выпрямленного напряжеиия изменяют одновременно в пределах
2ic/
.- - ff . (I ),-г (Y -:
- - Jt - : - .,
3. Сиособ ио и.. I, отличающийся тем, что, с телыо схемы управления, один из углО втгаир-аИ вентилей рфи регулировании &ЫИ| ям:лен1Н-ого напряжения сохраняют неизменным и регулирование производят измег ен-ием вчорого угла отпирания.
( Г X г г у А V X Ч У V А 7
V А АЛ / /vv /Л AVW /AA Мб/v:xVA6o А л .уу л
.:x,xjxj LKX Lyjxjxxxj
1Г
-Ж
g
3 6
9а.г 2:
1
. - х1
.сУ х
/
/
У/7/-/////4с- «±il
.5
yj.
/ v / V V Ч Ч x / ч Л / / / / A/ / V
V/ V V V Ч X X .к X / XX. 1 /
I
/ 4х / тщШ L Л.Х.Х J. .XX - «.- V X fvvW Л. / л X X у Л А / / / / / V / / / / i i у v у у / Шт .. .Х J
