Способ управления тиристорным преобразователем Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

от параметров нагрузки. При ucciiMMCipuii-ioii отиоснтслыш своего aMiijiury;uioio aiuiчения кривой напряжения нитающе сеги интегрирование начальной части положительной нолуволны наиря}кения сети не даст однозначной информацнн об интеграле наиряжения в коннс этой нолуволны. При наличии индуктивности 1з неии нагрузк: затягивание тока нагрузки в начальную часть отрицательной нолу1 олны напряжения сети в зоне прерывистых токов не учигывается нри данном снособе уиравления, из-за чего характеристика вход-выход становится неоднозначной, зависящей от нараметроз нагрузки. Целью изобретения являетея нолученне среднего значения нанряжения на нагрузке, независимого от формы нанркжения нитающей сетн и от нараметров нагрузки. Поставленная цель достнгается тем. что ннтегрируют неременное напряжение на тнрнсторе во внекоммутационный п(;риод для получения онорного напряжения и подают импульсы унравления на вход тиристоров нрн положительном нанряжен1н-1 на тнристоре. Получение оиорного напряжения в результате иос.тедовательного иитегрьрования отрицательной иолуволны напряжения и положительного напряжения на тиристоре иозволяет измерить илощадь полуволны нанрялсения нитающей сети за вычетом нлощадн волны ЭДС салтоинднканнн нагрузки и за вычетом нлондадн иадения иоложительного нанряження на тиристоре, которое строго равно среднему значению (нлощади) нанряжения на нагрузке, а сравнив его с управляющим напряжением и выработав импульс включения тиристора иреобразователя в момент нх равенства, иолу чают строгую ироиорниоиал1)НОсть среднего значения нанряження па нагрузке и уиравляющего 1 аиряжения независимо от формы KpHBoii напряжения ннтаклн.ей сети и от параметров нагрузки. Па фиг. 1 изображена схема уираг.леиия тиристорным преобразователем; на фиг. 2 - диаграммы, иоясияюни-ie нредложеииый сиособ; на фиг. 3 - характеристика вход-выход тнристориого Г реобразо15ател я. К источнику иеременного нанряжсм1ия 1 нодключена нагрузка 2 через тиристор (или иной уиравляемый вентиль) 3, наиряженне которого LT нодается через резистор 4 на вход усилителя 5 и иа вход детектора знака 6; между входом и выходом усилителя 5 (в его обратной связи) нодключены конденсатор 7, диод 8 н разряд. ный ключ 9; выход усилителя 5 через резистор 10подключен ко входу усилителя 11, между входом и выходом которого (в его обратной связи) подключены резистор 12 и диод 13; ко входу ;/с1;л 1теля 11 через резиcrop 14 также подключен псточннк управjviionieio .;о1П1я о с пгшряженнем вьгчод уси;1ите,тя 11 подк.лючеп к одному из входов элеме1гга П 16, ко втором;, вход которого подключен выход детектора знака 6; выход элемента П 16 подключен к уп)авляющ.ену элек1роду 17 тиристора 3 и ко ходу разрядного ключа 9, управляющем;-. за мы капнем ко1Г1актои SToio ключа. Устр|)1|ство работает следуюпхим образо.м. В момент врел1еии /о О (см. фиг. 2), соответствующий началу отрицательно 0луволны на ряжения иа тиристоре 3, ес-чи рассматр 1ваемому режиму редществова. режим с Dy О, начинается 1 роцесс формнровання о орного нанряжения - ннтегрнрование усилителем 5 (усилитель 5 совместно с резистором 4 н конденсатором 7 1редставляет собой интегрнруюн1,нй усилитель) отрнцател)НОЙ олуволны аиряже ия ia тиристоре, оказа ой на фиг. 2,6. Б. уенлителя 5 нзображе о ia фиг. 2,в. Донустим, в 5ремен о скачкообразно изме нлось у равля ощее а ряже ie неточника 15. При этом на выходе .чнтеля 11, сравн шаютцсм о 0рное и управля ОП,ее , появитс , который ИОСТу 1 Т а 3 ВХОДОВ ЛОГИЧСcKon.i э: еме1:та П 16. 1 Icj так ак па второй вход элемента И 16 остунает нулевой с дет(ктора 6 (детек {)р знака 6 дает на выходе логнческу 0 «еднн цу только н)и иоложительном на ряженн па тиристоре 3), то на выходе э; емента 11 16 будет нулевой у раВЛЯЮИи ВКЛ ОЧеНИЯ T IpHCT(Jpa 3, с; едо зателы о, может быть выработа только ри 1 оложнтельиом 1а 1ряже1 ин на этом тиристоре. Процесс Н ггегрпровання продолжается н иосле 0явления на тнристоре положительного аиряження. В момент времени ti выходной сигнал интегрнру он.его усилителя 5 станет равным Оу, на вход элемента И 16 с выхода усилителя И иосту ит логичсская «единица, которая ча этот раз в лзовет оявленне унравля ои;е -о на выходе элеме та И 16 1 к. тир стора 3, так как. апряже не на этом тпрпсторе ноложите; ь о П детектор знака 6 нодает на второй вход элеме гга I-I 16 логическу 0 «единицу. Одновременно выходной сигиал элемента И 16 воздействует на ключ 9, контакты которого , обеенечивая сброс о 0рного на ряжения (нулевое напряжение ia выходе 1 ггегратора 5 T ip CTOpa). Еслн бы нагрузка была чисто актнвной (т. е. бы ее электромагнитная юстоянная Т 0), то в нервыйже инервал ;роводимостн среднее значение на агрузке бы про 0рн юнально Ly, так

как молгсит ВКЛЕОЧСНИЯ тиристора соответствует (слт. фиг. 2,в)

U,-U,U,-U, U,,,.

где L/n и Uj - мгновенные значения напряжений уеилителя 5 и управляющего сигнала, нодаваемого от источника 15 соответственно; и,-, UT и и,,, - средние за НОЛУлернод значения нанряжений сети (истопН1п а питания 1), напряжения на тиристоре Я и нанряження на нагрузке 2 соответетпонпо. Но если нагрузка имеет активно-инд ктивный характер, то под действием ЭДС еямоиндукции ее ток будет затянут в начальную часть отр1И1ательного иолунериода напряжсння сети (см. кривую R; активного падения напряжения на фиг. 2,а), а площадь отринатсл1)Ной НОЛУВО.ТНЫ напряжения на тиристоре 3 лменьшится на величину площади пол волиьт ЭДС самоинллкпии нагрузки (см. фиг. 2,6), что будет поснрннято усилителем 5 как снижение спедиего зиачения напряжения источника питания 1 до величины U,-- Из-за этого в елед 1опи1Й интервал нроводимости вклю40Fiie типиетора 3 прои.чойдет в момент кпемеип /о, в результате чего по среднему зиачоиию скомпенсировано индуктпвио{ иаденне напряжения (ЭДС самонндукпии) Ffa нагрузке, имевщее место в ппед пествмои1,ий интервал нроводимости. Процосс ыосит затухаюишй характер, прпчем гладкая составляютная тока пагрузки экспоиенцнальна и характернзуется частотой питаюптрй сети и ностоянной времени наГПУЗКИ Т.

Статическая характеристика тиристорного нреобразователя, который представляет собою силовая часть схемы фиг. 1 (источннк питания 1, нагрузка 2 и тиристор 3) представлена на фиг. 3.

Чем выще электромагнитная постоянная времени нагрузки, тем меньшее среднее значение напряжения может быть на ней получено (наномним, что для простоты расематрнвается случай однофазного однопол периодного вынрямления, когда нет зоны непрерывных токов), но до точкн насытп иня на характеристике вход-выход преобразователя стабильно обеснечена строгая линейность этой характеристики независимо от формы кривой питаютт1его нанряжеттия н от параметров нагрузки.

Соединение управляемых по данному способу тиристоров в многофазный иреобразователь обесиечиваст ЭТОМУ преобразователю строго стабильнуро характеристику вход-выход также и в режиме непрерывных токов, т. е. нереход из зоны прерывистых токов не заметен на етатнческой характеристике вход-выход такого тиристортого преобразователя.

Если источннк 1 имеет ностояиилю соотавляюи1ую напряжения, либо нагрузк имеет нротнво-ЭДС (в качестве нагрузки 2

нрименеи двигатель поетоянного тока), то и в этом случае тиристорный преобразователь сохраняет линейность характеристики вход-выход.

Данный способ унравления тиристорным преобразователем в отличие от известных способов обеспечивает строгую и стабильн Ю линейность зависимости среднего ианряжения на нагрлзке от управляюн1его напряжеиия независимо от параметров этой и от Формы кривой наиряячення силового источника питания. Это резко УПроптает реал ;затппо максимально возлгожного быстродействия CTICTCM автоматичеекого управления, включаюитих в еебя тттристорные преобразователи. позво,тяя более эффективно полт,зоваться всем арсеналом теории и практики линейных систем автоматического уиравлеиия.

Данный епособ позволяет в любой момент положительной ПОЛУВОЛНЫ наиряжетпя на тиристоре с упреждением вычислить то среднее зиачен е наиряження, которое бу.дет . еслт ТИРИСТОР будет в

этот момент включен, TI обеснечнвает такой момент включения тиристора, ири котополг гарантпр ется заданное среднее напряжения на нагрузке. Все нзвестП з1е до настоян .его временн способы управлеипя давал1т подобный рез льтат .тпнть как следетвие т зл-ерення фактнческого резул1 тата включення тиристора, т. е. с запаздыванием на интервал проводи%тости н е соответственно сниженным быетродействиет/г.

Следовательно, применение данного способа управления тиристориым преобразователем дает не только стабильную лннейность характеристик, но н позволяет повыеить быстролейетвие еистемы автоматттческого регулировання, вк.тючаюнхей в себя тиристорный преобразователь.

45

изобретения

Способ управления тнрнсторным преобразователем, состоящий в , что интегрируют перемет1ное наиряжение для нолучеиия опорного наиряжения, сравнивают опорное напряжение с нанряжением управления, формнрлют нмпульеы управления в молтент равенства этнх иапряженгпй, нодают ИМПУЛЬСЫ унравления на тиристоры

нреобразователя и сбрасывают оиорное напряжение до ну.тя, о т л и ч а ю HI и и с я , что, с це.тью получения среднего значения напряжения на нагрузке, независимого от (Ьормы иаиряжетптя пптаюптей сети

и от параметров нагрузки, ттнтегрнруют переменное напряжсттие та тиристоре во виеко м тпнпонный период для пол чеиия опортюо напряження и иодают имнульсы правления на вход тиристоров ири поло к; тел11иом иапряжении на тирнсторе.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Каталог-справочник 08.30.07-73. Тиристорные электроприводы на базе преобразователей серии КПТ. М., «Ипформэлектро, 1973, с. 20-22.

2. Авторскоесвидетельство СССР

.YO 525224, кл. Н 02Р 13/16, 26.06.74.

7- 00

Т г,, Tj

.. i/l/Af