Способ управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 G05F1/20 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНО-ДРОССЕЛЁНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

1

Изобретение относится к преобразовательной электротехнике и предназначено ,цля использования в тиристорных устройствах электропитания.

В современной преобразовательной электротехнике широко используются вентильно-дроссельные регуляторы переменного тока. Они применяются в тех электротехнических устройствах где требуется плавное быстродействующее регулирование генерируемой или потребляемой реактивной мощности, в частности в статических регулируемых компенсаторах реактивной мощности, устройствах- симметрирования нагрузок многофазных цепей переменного тока, стабилизаторах переменного и выпрямленного тока и напряжения,автономных инверторах и т..п.Вентильно-дроссельные регуляторы переменного тока содержат последо- вательно включенные между зажимами регулятора линейный дроссель и вентильный ключ, в качестве которого обычно используют или встречно-параллельно включенные тиристоры, или симметричные тиристоры и цепь управ:ления.

Известные способы управления вентилБно-дроссельным регулятором переменного тока основаны на изменеНИИ с помощью цепи управления величины фазового сдвига подаваемых на вентили управляющих импульсов относительно моментов перехода через нуль напряжения переменного тока, прикладываемого к зажимам регулято- 10ра 1J и 2 .

Наиболее близкий к описываемому является способ, включающий выпрямление напряжения переменного тока, приложенного к зажимам регулятора,

15 формирование из выпрямленного напряжения прямоугольного синхронизирую-, щего напряжения и изменение фазы подаваемых на вентили управляющих импульсов в зЪнё7 границы которой

20 задаются синхронизирующим напряжением 3} ,

Формируемое синхронизирующее напряжение имеет форму прямоугольных импульсов, длительность которых прак25тически равна длительности полупериода напряжения переменного тока, с узкими паузами между ними, соответствующими моментам равенства 30 нулю выпрямленHqfro напряжения. Поэтому при использовании этого способа управления вентильно-дроссельнам регулятором переменного тока фазовый сдвиг подаваемых на вентили

у НрЖвлййщйх импульсбв Относительно моментов перехода через нуль напряжение переменного тока может изменяться практически от 0° до leo , что создает условия, способствующие переходу регулятора в аномальный режим работы, в котором ток дросселя имеет форму колоколообразных однополярных импульсов длительностью больше 180° и амплитудой, превосходящей Максимальную величину тока дросселя в нормальном режиме работы. При этом резко возрастает постоянное подмагничивание дросселя регулятора и электромагнитннх устройств, работайщих совместно с регулятором, что снижает надежность и может привести

К выходу из строя этих устройств и самого регулятора или к включению защитных устройств.

Цель изобретения - повышение надежности за счет устранения аномального режима работы и полное использование диапазона регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока путем изменения фазы подаваемых на вентили управляющих импульсов в зоне, границы которой задают при помощи синхронизирующего напряжения, для получения границ указанной зоны формируют два прямоугольных напряжения, фронты первого из которых совпадают по фазе с переходами через нуль напряжения питания регулятора, второе - сдвинуто относительно первого по фазе на угол,соответствующий со5 регулятора, а в качестве синхронизирующего напряжения используют последовательность прямоугольных импульсов, передние фронты которых соответствуют по фазе фронтам второго прямоугольного напряжения, задние фронты - фронтам первого прямоугольного напряжения, а длительность равна длительности указанной зоны.

Введение в известный способ управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока операций формирования первого и второго прямоугольных напряжений и формирование синхронизирующего напряжения, фронта которого совпадают с фронтами этих напряжений, обеспечивает устранение аномального режима работы регулятора, а сдвиг второго прямоугольного напряжения относительно первого по фазе на угол, соответствуквдий cos 1 регулятора, обеспечивает полное спользование диапазона регулирования.

На фиг. 1 изображена блок-схема егулятора переменного тока, в котором используется описываемый способуправления; на фиг. 2 - временные диаграммы работы регулятора.

Регулятор переменного тока содержит последовательно включенные между зажимами регулятора линейный дроссель 1 и вентильный, ключ 2, управляемое фазосдвигающее устройство 3, формирователь 4 прямоугольного напряжения, источник 5 управляющего напряжения, схему б задержки, схему 7 совпадения, схему 8 ИЛИ-НЕ и схему 9 ИЛИ.

Вход формирователя 4 прямоугольного напряжения подключен к Зс1жимам регулятора, на которые подается напряжение 10 переменного тока. Формирователь 4 формирует первое пряглоугольное напряжение 11, фронта которого соответствуют моментам перехода через нуль напряжения 10 переменного тока. К выходу формирователя 4 подключены вход схемы б задержки и первые входы схемы 7 совпадения и схемы 8 ИЛИ-НЕ.

Схема б задержки формирует второе прямоугольное напряжение 12, которое подается на вторые входы схем 7 и 8. Параметры схемы задержки выбирают таким образом, чтобы второе прямоугольное напряжение 12 было сдвинуто относительно первого прямоугольного (напряжения 11 на угол,соответствующий 0054 регулятора, т.е. равный углу между переходами через нуль напряжения 10, приложенного к зажимам регулятора, и тока дросселя 1 при полностью открытом вентильном ключе 2.

Схема 7 совпадения и схема 8 ИЛИ-НЕ вырабатывают напряжения 13 и 14, имеющие одинаковую прямоугольную форму, но сдвинутые друг относительно друга на 180 . Эти напряжения подаются на входы схемы 9 ИЛИ, формирующей синхронизирующее напряжение 15 в виде последовательности прямоугольных импульсов, передние фронты которых соответствуют по фазе фронтам второго прямоугольного напряжения 12, а задние фронты - фронтам первого прямоугольного напряжения 11.

Поступая на синхронизирующий вход управляемого фазосдвигающего устройства 3, синхронизирующее напряжение 15 задает границы зоны, в которой фазоодвигающее устройство может изменять фазу подаваемых на вентили управляющих импульсов 16. Фаза импульсов 16 внутри указанной зоны определяется величиной напряжения,подаваемого на управляющий вход фазосдвигающего устройства 3 с выхода источника управлякяцего напряжения 5.

До подачи импульсов 16 вентильный ключ остается в закрытом состоянии и напряжение на дроссель 1 не подается. После подачи импульса на вход вентильного ключа 2 он открывается и под действием приложенного напря-, 5 жения начинает протекать ток через дроссель 1. После того, как меняется полярность приложенного напряжения, ток дросселя уменьшается до нуля, после чего вентильный ключ 2 запирается до прихода следуюй1его имПульса Напряжение, приложенное к дросселю и ток дросселя показаны соответствен но на временных диаграммах 17 и 18. Изменяя угол включения вентильного ключа 2, регулируют величину тока, протекающего через дроссель 1. Пунктиром на диаграмме 18 показан ток дросселя 1 при полностью открытом вентильном ключе 2, Так как фаза передних фронтов синхронизирующего напряжения 15, задающих максимальное значение фазы управляю1цих импульсов 16, соответствует соS-P регулятора, то фаза указан ных импульсов не может стать меньше своего минимсшьного допустимого значения, та,кже соответ ствующего cosf регулятора. Поэтому при использовании описываемого способа управле ния вентильно-дроссельный регулятор переменного тока не может перейти в аномальный режим работы. Формула изобретения Способ управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока путем изменения фазы подаваемых- на вентили управляющих импульсов в зоне, границы которой задают при помощи синхронизирующего напряжения, о т личающий.ся тем, что, с целью повышения надежности за счет устранения аномального режима работы и полного использования диапазона регулирования, для получения границ указанной зоны формируют два прямоугольных напряжения, фронты первого из которых совпадайт по фазе с переход а1мичё1рез11уль напряжения питания регулятора, второе - сдвинуто относи1тельно первого по фазе на угол, соответствунхций соs регулятора, а в качестве синхронизирующего напряжения используют последовательность прямоугольных импульсов, передние фронты которых соответствуют по фазе фронтам второго прямоугольного напряжения, задние фронты - фронтам первого прямоугольного напряжения, а длительность равна длительностиуказанной .зоны. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР №251662, кл. G 05 F 1/08, 1969. 2.Патент США №3889176, кл. G 05 F 1/12, 1975. 3.Патент Англии 1179616, кл. G 05 F 1/08, 1970.

J

Г