Способ управления реверсивным выпрямителем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/24 

1

Изобретение относится к электротехнике и преднаатгачено для использования в устройствах для управления реверсивными управляемыми выпрямителями,используемыми в электроприводе, электротермии и электротехнологии.

Известен вьшрямитель l, содержащий вентильный комплект из неуправляемых вентилей, связанный с питающей сетью через параметрический источник тока, управление которым может быть осуществлено лишь внешними средствами: путем изменения структуры схемы параметрического источника тока (переключение обмоток трансформатора, коммутация реактивных элементов), что обуславливает низкое быстродействие и надежность устройств. В этих устройствах невозможен плавный реверс тока, Неприменима быстродействующая защита от режима холостого хода, аварийного для параметрического .

Наиболее по технической сушности к изобретению является способ уп-

равления вьшрямителем Г21, силовая часть которого состоит из двух встречно-параплельныхуправляемых вентильных комплектов, связанных с питающей сетью через параметрический источник тока. Нуль-органы тока формируют импульсы, соответствующие моментам изменения фазовых токов параметрического иоточника, используемых для управления тиристорами одного из комплектов. Для

10 осуществления угфавления величиной выходного тока вьшрямителя формируется импульс нулевой паузы. Устройство для его формирования содержит источник управляющего напряжения, источник пило15образного напряжения и компаратор. Для осуществления реверса тока формируется импульс реверса на выходе блока раздельного управления. При формировании импульса нулевой паузы наряду со всту20пающими в порядке очередности вентиляциями одного ткомплекта одновременно включаются вентили другого комплекта, отсутствии указанного импульса паотают только вентили одного комплекта. 1аким образом, нулевая пауза тока в нагрузке осуществляется при образовании внут реТянегб короткозамкнутого контура из вентилей обоих комплектов, который за мьисаёт ток параметрического источника. Таким образом, может быть осуществлено peiryliiiTipbBaHHe тока широтно-импульсным способом. Указанный способ управления имеет ряЬ недостатков. Во-первых, формирование иипульса нулевой паузы может происходить вмоменты, когда реактивные эле IvJeHTbrТларамёТрйчёСКОГо источнику запаспи большую энергию, и при образовании короткозамкнутого контура возможны пере напряжения на ёмкостных элементах и значительная перегрузка вентилей по тбку что требует увеличения установленной мощ ности силового оборудования выпрямителя и приводит к снижению надежностм его ра боты. Во-вторых,способ не выявляет поря док переключения вентилей, обеспечивающих максимальное быстродействие регулирования выходного тока выпрямителя. Целью изобретения является снижение установленной мощности выпрямителя, повышение надежности и обеспечение большего быстродействия и плавности регулирования выходного тока. Поставленная цель достигается тем, что в способе управления выпрямителем, содержащим два встречно-параллельных vn -фазнь1х 1вентильных комплекта, подключенных к питающей сети через m -фазный параметрический иЬточщк тока, заключающемся в том, что фиксируют моменты перехода фазб1вых токов параметрическогб источника через нуль и в указанные моменты вьфабатывают тактовые импульсы, формируют импульсы нулевой пау зы и реверса и при отсутствии импульса нулевой паузы формируют в циклическом порядке естественного отпирания управрляюшие импульсы на вентили одного комплекта, соответствующего текущему значению импульса реверса, дополнительно синхронизируют начала и концы импульсов нулевой паузы и реверса тактовыми импупьсами, а при наличии импулььа нулеВОЙ паузы формируют управляющие импульсы в пшслическом поря:цке естествеi ЙЙгЬ отпирания поочередно на вентили пер вого и второго комплектов. Дополнительно определяют также шсло тактов ТЯЖ6НИИ импульса ну;квой паузь и при не четном числе тактов и отсутствии значения импульса реверса на интервале нуле на пр 98,4 вой паузы либо при четном числе тактов и изменении значения пмпульса реверса в одном из тактов нулевой паузы (кроме первого) фбрййруЮТ управляющие импульсы на очередной вентиль того же комплекта, на который подавали импульс управления в предыдущем такте, причем одновременно формируют импульс на вентиль другого комплекта, принадлежащий к той же фазе, что и вентиль, включенный в предыдущем такте. На фиг. 1 приведена силовйя схема выпрямителя, на фиг. 2 - временные диаграммы, иллюстрирующие способ. ВыгфШйТёльсЪдержит параметрический источник 1, тока, вентильные комплекты 2, вентили 3-8 первого комплекта, вентили 9-14 второго комплекта (пля ойрёдёпёйнбсти приведена мостовая трехфазная схема вентильных комплектов), нагрузку 15. На диаграмме 16 приведены фазные выходные токи параметрического источника тока 1. На диаграммах 17-21 приведены выходной ток реверсивного выпрямителя и импульс нулевой паузы в различных режимах. Рассмотрим принцип формирования выходного тока. Импульсы реверса и нулевой nayiabi сйнзфонизированы тактовыми импульсами, поэтому изменение состояний схемы происходит только при значениях выходного тока источника 1, равных нулю (моменты tyj,t2,t3и т.д. на диаграммах фиг. 2), то есть кбммутир,уется только нулевой ток. Это обеспечивает оптимальное течение электромагнитных процессов в параметрическом источнике тока 1,/ исключая скачки напряжений и токов, сниж я тем самым установленную мощность силового оборудования. При работе преобразователя без нулевых пауз (диаграмма 17) в каждом такте подается управляющий импульс на очередной вентиль одного комплекта например, 3-4-5-6-7-8-3 и т.д. Поскольку параметрический источник тока обеспечивает непрерывный ток, длительность управляющего импульса может быть ограничена 60 эл град, в то время как длительность протекания тока через тиристор постигает 180 эл. град. В момент tg ме1Умётся знатеш1ё: им пульса реверса , управляющие й у п5льсы подаются последовательно на вентили второго комплекта: 12-13-14-9-10-11-12 и т.д. Происходит плавный реверс тока. На диаграмме 18 приведен режим формиоования паузы без реверса при четном числе тактов в паузе. Для формирования паузы тока в нагрузке короткозамкнутый контур может быть создан тремя вентиля ми, два из них принадлежат к одному ко плекту один - к другому. Управляющие импульсы подаются поочередно на вентига двух комплектов: 13-8-9-4 и т. a,.j при этом все фазы источника 1 сое динены с одним из полюсов нагрузки. На интервале t.-1 ток в нагрузке спадает до нуля. На диаграмме 19 представлен аналогичный режим, когда в течение нулевой паузы осуществляется реверс тока. Нетрудно убедиться, что восстановление прежнего значения тока возможно только при четном числе тактов паузы, а реверс - после нечетного числа тактов. Это связано с тем, что тиристгоры проводят ток полпериода, и для создания ну ного тока в нагрузке необходимо выждать момент естественной коммутации вентилей. Таким образом, регулирование тсжа может 11роизводиться изменением длительности на четное число интервалов. Для увеличения быстродействия работы выпрямителя и достижения большей плаЬности регулировочной характеристики вводится на одном из тактов паузы одновременное включение четырех вентилей. На диаграмме 20 показано формирование паузы при отсутствия ре- верса и нечетном числе тактов, на диаграмме 21 четное число тактов паузы пря реверсе. В обоих режимах на интервале 4 включаются чётьфе вентиля 7,8,9,14 одновременно, при этом ток одной из фаз плавно переходит с вен тиля 14 на вентиль 8. На интервале.две фазы источника 1 связаны с одним полюсом нагру жи, а двет-с другим, в дальнейшем закоротка источника 1 переходит с одного полюса на другой, что позволяет регулировать длительность им пульса с интервалом дискретизации один такт (60 эл. град в шестиимпульсной схеме). Таким образом, определены алгоритмы переключения вентилей, обеспечивающие минимальный интервал дискретиз а1ши во времени при благоприятном течении переходных процессов в параметрическом источнике тока. Повьпиение точности и быстродействия регулируемого выпрямителя при возможности снижения устанрвленной мощности силового оборудования способствует внедрению управляемых пре 986 образователеи с параметрическим источником тока, в таких областях техники, как электропривод с моментнымк характеристиками, питание рудно-термических и электрошладовых печей и других мощных технологических установок. Изобретение обладает совокупностью достоинств присущих преобразователям данного класса: высокое значение коэффициента мощности, устойчивость к коротким замыканиям, повышенная надежность, топовый характер внещней характеристики и при этом обеспечивает оптимальный характер электромагнитных процессов в силовом оборудовании и наилучшие регулировочные свойства. Формула изобретения 1. Способ управления реверсивным выпрямителем, содержащем два встречнопараллельных m -фазных вентильных комплекта, подключаемьпс. к питающей сети через гл -фазный па раметрический источник тока, заключающийся в том, что фиксируют моменты перехода фазовьгх токов параметрического источника через нуль и в указанные моменты вырабатывают тактовые импульсы, формируют импульсы нулевой паузы и реверса и при отсутствии импульса нулевой паузы формируют в циклическом порядке естест венного отпирания управляющие импульсы на вентили одного комплекта, соответствующего текущему значению импульса реверса, отличающийс я тем, что, с целью снижения установленной мощности выпрямителя и повышения надежности синхронизируют начала и концы импульсов нулевой паузы и реверса тактовыми импульсами, а при наличии импульсов нулевой паузы формируют управляющие импульсы в циклическом порядке естественного отпирания поочередно на вентили первого и второго комплектов. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем что, с целью повьпыения быстродействия и обеспечения большей плавности регулирования тока, -определяют число тактов на протяжении импульса нулевой паузы и при нечетном числе тактов и отсутствии смены значения импульса реверса на интервале нулевой паузы или при четном числе тактов и изменения значения импульса на указанном интервале на одном из тйктов нулевой паузы (кроме первого формируют управляющие импульсы на рче редной вентиль того же комплекта, на 773809 который импульс управления в , пзредыдушем такте, причем одновременно формируют управляющий импульс на вентиль другого комплекта, принадлежащий к той же фазе, что и вентиль, включенный в предшествующем такте. 5 8 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Труды МЭИ, вып. 159, М., 1973, с. 57-62. 2. Авторское свидетельство СССР № 554598, кл. Н 02 Р 13/16,1976.

И

V-1

LvKB -MvAwv (««ilii «Н

г

F

f T

..U

..J

f

Ш

i

JO

r r

r

и

fut-}

IS . s-f-7 i -g-j| XJ-M k-j-ii 7- i-f-j-sfv II I I I X a-wi 1 л Шг l I , 1