Способ управления тиристорным преобразователем Советский патент 1978 года по МПК H02P13/16 B60L9/12 

Изобретение относится к области преобразовательной техники преимущественно транспортного назначения и предназначено, в частности, для тиристорного электроподвижного состава переменного тока с рекуперативным торможением. Известны способы управления тиристорным преобразователем, содержащим анодные и катодные тиристорные плечи, подсоединенные к промежуточным и конечным выводам силового трансформатора 1. Наиболее близким к изобретению является способ управления тиристорным преобразователем, выполненным по мостовой схеме, путем подачи в первой зоне регулирования выпрямленного напряжения управляющих импульсов с минимальным фазовым сдвигом на тиристоры одного из непроводящих в этот момент рабочий ток плеч 2. Сохранение такого же алгоритма работы системы управления на второй и последующих зонах регулирования выпрямленного напряжения усложняет систему управления тиристорным преобразователем и ухудшает энергетические показатели преобразователя из-за наличия фазового сдвига управляющих импульсов, который, хотя и невелик, но всетаки ухудшает коэффициент мощности. Цель изобретения - повышение энергетических показателей преобразователя. Эта цель достигается тем, что на второй и последующих зонах регулирования выпрямленного напряжения дополнительно включают буферный электрический вентиль, которым шунтируют нагрузку. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема преобразователя для реализации описываемого способа; на фиг. 2 приведен график питающего и выпрямленного напряжений, иллюстрирующий работу преобразователя; на фиг. 3 - график питающего и выпрямленного напряжений на 1-й зоне регулирования выпрямленного напряжения. Как показано на фиг. 1, тиристорный преобразователь содержит анодные 1-4 и катодные 5-8 плечи, подсоединенные к промежуточным и концевым выводам вторичной обмотки трансформатора, которая состоит из секций 9-11. Нагрузкой преобразователя являются сглаживающий реактор 12, обмотка 13 якоря тягового электродвигателя и обмотка 14 последовательного возбул дения. Включающий блок 15, например контактор, подключает буферный электрический вентиль 16 (или группу вентилей), который (или которые) шунтирует нагрузку 12-14. На 1-й зоне регулирование выпрямленного напряжения производится с помощью плеч 6, 3, 7, 2 и шунтирование нагрузки создают подачей в момент времени со/ ао управляющих

импульсов управления па плечи 6 плп 7 в соответствии с иаправлепием анодиого папряжения. С момента времени oj ao и до момента времени сй/ ссрсг силовой ток протекает по буферному коитуру, образованному последовательными плечами 2, 6 или 3, 7. При переходе на 2-ю зоиу регулироваиия выпрямленного напряжения для шунтирования цепи нагрузки с помощью блока 15 подключают вентиль 16 (или группу вентилей), который открывается в момент времени u)f 0, т. е. в момент перехода питающего напряжения через нуль (или в любой другой заданный момент времени). Вентиль 16 работает по указанному алгоритму на всех зонах регулирования, кроме 1-й.

Преобразователь на последней 4-ой зоне регулироваиия выпрямленного напряжения работает следующим образом (см. фиг. 2). Допустим, что в один из полуиериодов питающего напряжения ток проводят плечи 4, 5. Ток нагрузки протекает по цепи: конечный вывод секции 9 обмотки трансформатора, плечо 5, реактор 12, обмотка 13 якоря двигателя, обмотка 14 возбуждения двигателя, анодиое илечо 4, конечный вывод секции 11 обмотки трансформатора. В следующий полуиериод, когда анодное напряжение изменит знак, как показано на фиг. 1 стрелкой, в момент времени начинается комм тация тока с плечей 5, 4 на вентиль 16. В момент времени и/1 коммутация заканчивается и весь ток нагрузки щунтируется через вентиль 16. После этого создаются потенциальные условия для открытия тиристорных плеч 3, 8. При подаче на эти тиристориые плечи управляющих импульсов в момент времени начинается коммутация тока нагрузки с вентиля 16 на плечи 3, 8 под действием напряжения секций 10, 11 o6iMOTOK трансформатора. В момент времени со/а коммутация заканчивается и преобразователь работает с выбранной полностью 3-й зоной. В момеит времени а)/з ссрег подаются управляющие имиульсы на плечо 1. Происходит коммутация тока с плеча 2 на плечо 1, преобразователь переходит в 4-ю зону регулироваиия вьшрямлеииого напряжения

и до конца полупериода работают плечи 1 и 8. В следующий полупериод работа преобразователя протекает аналогично, но в момент времени й)/ 0 начинается коммутация тока на вентиль 16 уже с плеч 1 и 8.

Технико-экономическая эффективность от реализации предложенного способа определяется улучшением коэффициента мощности, так как на высщих зонах нет вынужденного протекания тока иагрузки против ЭДС трансформатора. Имеется возможность значительного сокращения количества вентилей в щунтирующем контуре, работающем на высщих зоиах, так как силовой ток через него протекает в незначительную долю полупериода, и упрощается алгоритм управления, так как отпадает необходимость слежения за углом коммутации. Также уменьшаются пульсации выпрямленного тока и увеличивается средиее зиачение выпрямленного напряжения.

Формула изобретения

Способ управления тиристорным преобразователем, выполненным по мостовой схеме, путем подачи в первой зоне регулирования выпрямленного напряжения управляющих импульсов с минимальным фазовым сдвигом на тиристоры одного из непроводящих в этот момент рабочий ток плеч, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических показателей, на второй и последующих зонах регулирования выпрямленного напряжения дополнительно включают буферный электрический вентиль, которым щунтируют нагрузку.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Тихменев Б. П., Трахтман Л. М. Подвижной состав электрических железных дорог. М., «Транспорт, 1969, с. 350-355.

2.Капустин Л. Д., Силуанов В. Б. Основные результаты исследований электровоза ВлВОР с плавным бесконтактным регулированием напряжения и рекуперативным торможением на тиристорах. - Труды ЦНИИ МПС, вын. 416, М., «Транспорт, 1970, с. 34-56.