Способ управления двухмостовым преобразователем с нулевыми вентилями Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХМОСТОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С НУЛЕВЫМИ ВЕНТИЛЯМИ

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам управления статическим вентильным преобразователем, преимущественно для электропривода по системе регулируемый источник тока - двигатель.

Известен способ управления преобразователем, состоящим из двух последовательно включенных мостов с управляет 1ыми нулевыми вентилями, заключающийся в попеременном управлении первым мостом, потом вторым и затем опять первым 1 и 2 .

Недостатком данного способа является ТО; что в нем невозможно полностью выводить один из мостой из работы.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению являетсяспособ управления двухмостовым преобра зователем с нулевыми вентилями, состоящим из двух последовательно включенных выпрямительных мостов с уп эавляемыми нулевыми вентилями, заключающийся в том, что напряжение одного из мостов.непрерывно понижают до 1/2 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают постоянным в то время, как понижают напряжение второго моста 31 .

Однако известный способ использует принципы несимметричного управле-: ния вентилями в каждом выпрямительном мосте, ЧТО требует применение

5 нескольких параллельно включенных преобразовательных мостовых групп в каждом мосте, разделенных реакторами, и не позволяет полностью прекратить электромагнитную связь одного из мостов с сетью и вторым мостом в нижней половине общего диапазона регулирдвания напряжения преобразователя, при этом из сети обязательно потребляется реактивный ток, необходимый

15 для осуществления коммутации вентилей того моста, напряжение которого . поддерживают. В потребляемом преобразователем токе при таком несимметричном управлений присутствует полный

20 спектр четных гармоник, борьба с которыми, как известно, особенно затруднительна.

Цель изобретения - улучшение энергетических показателей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления двух- . мостовым преобразователем с нулевыми вентилями, содержащим два последовательно включенных выпрямительных

Моста с управляемыми нулевыми вентилями, состоящий в том, что напряжение одного из мостов непрерывно понижают до 0,5 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают постоянным, и понижают напряжение второго моста, при понижении напряжения первого моста углы управления нулевых вентилей фиксируют и лроизво;7.ят симметричное увеличение углов управления фазных вентилей первого моста до превышения ими углов управления нулевых вентилей и отключения его от сети, после чего производят симметричное увеличение углов управления вентилей второго мосга в полном диапазоне их изменения, затем восстанавливаю,т коммутацию вентилей первотс МОсФа и производят симметричное увеличение углов управления его нулевыхвентилей при фиксированных углах управления фазных вентилей.

На фиг. 1 изображена схема двухмостового преобразователя с нулевыми Вентилями, на фиг. 2 - кривые зависимостей углов управления фазными сХ, и нулевыми сх и . вентилями обоих мостов в функции ЭДС преобразователя, на фиг. 3 - зависимость потребляемой преобразователем реактивнОй мощности в функции ЭДС преобразователя.

Схема двухмостового преобразователя с нулевыми вентилями, состоящая из двух выпрямительных мостов 1 и 2, предназначенная для питания якорной цепи электродвигателя 3, содержит в себе фазные 4 и «улегвые 5 вентили первого моста 1, а также фазные б и нулевые 7 вентили второго моста 2. Нулевые вентили подключены между выходными полюсами мостов и нулевыми точками вторичных .,,,., обмоток преобразовательных трансформаторов 8 и 9. Индуктивность 10 служит для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.

При переводе преобразователя из крайнего выпрямительного режима в крайний инверторный режи-м сначала производят управление фазными вентилями 4 (кривая 11) при фиксированных положениях углов управления нулевых венти тей 5 (кривая 12} до того момента, пока углы управления фазными вентилями 11 не станут больши / / c;inir ч

I,K,pV2ld-/Vt SinH °S rf

V( (sinffljzsinV S,n) |cosV i A

коэффициент трансформации

трансформатора, действующее значение тока

V -той гармоники, выпрямленный ток прёобразователя;

ми углов управления кулевыми вентилями 12. В результате мост 1 оказывается зашунтированным по цепи нулевых вентилей 5 и полностью отключается от сети. Это позволяет обеспечить минимально возможное длядвухмостовых преобразователей с естественной коммутацией вентилей потребление реактивной мощности из сети в нижней поло.виме диапазона регулирования ЭДС преобразователя 0,5 (где Eol ЕО|/Е ;, и уменьшить установленную мо.щность преобразовательных трансформаторов.

Далее управление производят фазны вентилями б (кривая 13) при фиксированных углах управления нулевых вентилей 7 (кривая 14}. В области ЭДС преобразователя, близкой к 0,5, углы управления фазными вентилями б фиксируют на значении, необходимом и достаточном для осуществления успешной естественной коммутации тока с нулевого вентиля на фазны. При этом дальнейшее управления преобразователем в инверторном режиме производят за счет увеличения углов . управления нулевых вентилей -(кривая 14). В крайнем положении, обозначенном звездочкой, управляющие импульсы нулевых вентилей 7 должны быть сняты.

Затем восстанавливается коммутация вентилей 4 и 5 первого моста 1, для чего углы .управления фазными вентилями 4 (кривая И) делают меньшими углов УпЕ авления нулевыми -вентилями 5 (кривая 12). Далее производят управление нулевыми вентилями 5 первого мОста 1 (кривая 12), при этом углы управления фазных вентилей 4 фиксированы (кривая 11).

Углы управления фазными Х и (Xg 0 и нулевыми сХ и сХ вентилями фиг. 2 (отсчитываются, от точки естественного зажигания фазных вентилей с/,сХ2-0 / Уровень потребляемой реак- ивной мощности О, Q/Ej(jIj при таком управлении и неизменном токе нагрузки, определяющим углы коммутации в крайнем выпрямительном режиме JQ 30° , представлен зависимостью 15 в функции относительно ЭДС преобразователя Ё фиг.З . ,

Выражение для относительной величины действующего значения -ой гармоники потребляемого из сети тока.

1Г

1,2 - индексы принадлежности к соответствующим мостам преобразователя,

показывает, что в разложении сетевого тока присутствуют лишь гармоники, обычные для канонического ряда моетовых симметричных преобразователей т.е. ) 6 + 1 при К 1,2,3,...

Для осуществления способа требуюся общеизвестные технические средства, а именно: четыре системы 16-19 импульснб-фаэового управления, применяемые для обычных мостовых преобразователей с симметричным управлением, и четыре блока 20-23 нелинейный координат. Элементы 16, 20 и 18, 22 попарно обеспечивают зависимости углов управления фазными вентлями мостов 1 и 2 соответственно в функции 24 напряжения управления. Аналргично элементы 17, 21 и 19, 23 попарно обеспечивают, зависимости углов управления нулевыми вентилями в функции 24 напряжения управления. Согласование в работе всех четырех независимо управляемых групп вентилей достигается настройкой соответствующих блоков нелинейных координат. Характеристики каналов управления, образованные блоками нелинейных координат и системами импульснофазового управления, соответствуют кривым 11-14 (см.фиг.2) при условии что ЭДС преобразователя пропорциональна напряжению управления.

Использование данного способа управления двухмостовым преобразователем с нулевыми вентилямив электроприводе по системе регулируемый источник тока - двигатель с регулированием по потоку в режимах разгона, торможения и установившейся скорости привода при напряжениях, меньших половины максимального, обепечивает работу преобразователя только за счет одного моста. Это обстоятельство позволяет, например, в электроприводе подъема экскаватора-драглайна снизить установленную мощность преобразовательных трансфоматоров на 35-40%. В связи с отключением одного из мостов в два раза увеличивается жесткость внешней характеристики преобразователя.

уменьшаются потери энергии в питающей сети.

Использование данного способа в конечном итоге позволяет упростить силовую схему, систему импульснофазового управления,улучшить гармонический состав потребляемого тока и, как следствие, уменьшить отрицательное влияние преобразователя на сеть по сравнению с известным.

0

Формула изобретения Способ управления двухмостовым преобразователем с нулевыми вентилями , содержащими два последователь но включенных выпрямительных мости

5 с управляемыми нулевыми вентилями, состоящий в том, что напряжение одного из мостов непрерывно понижают до О,5 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают посто0янным, и понижают-напряжение второго моста, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей, при понижении напряжения первого моста углы управления

5 нулевых вентилей- фи.ксируют и производят симметричное увеличение углов управления вентилей первого моста до превышения ими углов управления нулевых вентилей и отключения его

0 от сети, после чего производят увеличение углов управления вентилей второго моста в полном диапазоне их изменения, затем восстанавливают коммутацию вентилей первого моста и производят симметричное увеличение

5 углов управления его нулевых вентилей при фиксированных углах управления вентилей моста. 1

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0

кл.

(г. i

«4 ; oi c4a 4

4f

fdo

iгo

-/ -0.e-0.f-0,4-ff,Z 7 ff,2 ,4 0,€ 4/,

/4.

0i/e.2