Способ несимметричного управления тиристорным преобразователем Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

Способ управления предназначен для использования в электроприводах постоянного Toka с тиристорными преобразователями с улучшенными эн.ер-5 готическими характеристиками.

Известен способ несимметричного управления преобразователем, состоящим из двух параллельно включённых выпрямительных групп |1. Для умень- Ю шенйя потребляемой из сети реактивной мощности вентили включаются с разными углами регулирования ( d. и {)L ) в четные и нечетные периодаа напряжения питакмчёй сети.jj

Управляющие импульсы с углами регулирования d. и 4, формируются на выходе систем импульсно-Лазового управления, ипоступают на сИловые вентили через коммутирующее устро.-г 20 ство .Особенностью неси1«плетричного управления является то, что во всем апдзоне изменения углов регулирования Л. и dij в функции управлякмаего сигна 1а имеет место соотношение 25 d, , d- .CD

Вентили соседних Лаз трехЛазной систе№Л вклйчаются с разными углами регулирования, а именно если вентиль одной Лазы включается с углом регу- 0

лирования oL, то вентиль следующей фазы - с углом регулирования Л , затем вентиль следующей Лазы - с углом регулирования d- и т.д. Вследствие этого при суммарной продолжи тельности протекания анодного тока в тиристоре за два следующих друг за другом периода напряжения питающей сети 240°, продолжительность протекания анодного тока в каждом отдельном периоде изменяется от О до 240 в зависимости от текущих значений углов регулирования d и

dl .

При этом продолжительность протекания тока через вентиль в соседних периодах напряжения питающей сети составляет для вентилей, включаемых с углом регулирования flL

ио-и.-Лг).)

а для вентилей, включаемых с углом регулирования oLi,

) .

(3)

По этому .способу неси1л етричного управления коммутирующее устройство состоит из двух отдельных коммутаторов синхронизированного с сетью генератора напряжения частотой 25 Гц - один иэ коммутаторов распределяет управляющие импульсы ok между вентилями двух параллельных выпрямительных групп таким образом, то они поступают в каждый отдельHjafl период напряжения питающей сети на половину вентилей обеих выпрямительных групп в соответствии с указанными выше принципами несимметричного управления и переключает их на другую ПОЛОВИНУ вентилей в следующем периоде, т.е. с частотой 25 Г Второй коммутатор выполняет аналогич ную функцию с управляюгчими импульсами oLj. ; Также известен способ несимметрич нЬго управления, является наиболее близким техническим решенией реализуемый в устройстве, включ||ющем один коммутатор, распределяюй1ий управляктаие импульсы Ад.и перек л|очаю1пий их с частотой 25 Гц 12 , Прк этом управляющие импульсы зС по тупают на все вентили обеих галпрямительных групп постоянно, т.е. в каждом периоде напряжения питающей сети. Углы регулирования cL и гут изменяться в диапазоне 18(г - диапазоне 240 - АП,|Ц где - угол опасного инвертирования. Таким образом, с учетсм соотношения (1) вентили включаются с у;глом регулирования ii, в этом периоде напряжения питанадей сети, в котором на вентиль поступают совА., и d. местно управляющие импульсы и включаются с углом регулирования dL в том периоде напряжения сети, к-ртором на вентиль поступает только управляющий имнульс dl. До настоящего времени опыт экспл . вентильных преобразователей с несимметричным управлением имел место только применительно к ионны преобразователям. Применение несимметричногЬ управления для тиристорных преобразователей вызывает появление, так называемого транзисторного эффекта. Последний характеризуется значительным повышением обра ного анодного тока в тиристоре.Тра зисторный эффект, как известно, воз никает в том случае, если на управляющий электрод тиристора поступает управляющий импульс при наличии на тиристоре отрицательного ано ного напряжения. При несимметричном управлении транзисторный эффект имеет место, в следующих случаях; в полуторофазном режиме работы (т.е. в режиме, при котором вентиль находится 240° в пр водящеь состоянии в данном периоде и не проводит ток в следующем периоде) при любой длительности управля ющих импульсов; при длительности управляющих импульсов, большей,чем продолжительность открытого состояния вентилей, включенных этими уп равляющими импульсами. Увеличенный обратный ток тиристора вызывает, во-первых, увеличение мощности, рассеиваемой на тиристоре, что требует применения более эффективных мер охлаждения либо снижения тока нагрузки, во-вторых, делает омическое сопротивление тиристора сравнимш4 с сопротивлением защитных RC-цепочек при последовательном соединении нескольких тиристоров, что может вызвать недопустимое повышение Обратного напряжения на одном из тиристоров. Основньш недостатком известных способов устранения транзисторного эффекта является большое количество дополнительных элементов, треJByeMtiX для их реализации Это усугубляется тем, что в современных мощных тиристорных преобразователях число силовых вентилей исчисяется тысячами.Потребуется коренное конструктивное изменение преобвазователя. Из этого следует,что указанные способы устранения транзисторного эффекта практически невозможно использовать для осуществления иесим-i метричного управления в тиристорных преобразователях серийного изготовления. Целью изобретения является устранение транзисторного эффекта и уменьшение мощности управления. Для достижения постоянной цели в способе несимметричного управления тиристорннм преобразователем, состоящим из двух параллельно включенных выпрямительных групп, тиристоры которых отпираются;через период напряжения питающей сети поперембжно управляющими импульсами с углами регулирования d. и dy изменяюйи1мися в диапазоне от О да 180° -liVn n , где опасного инвертирования, в пределах которого управляющий импульс с углом регулирования d снимают с управляющего электрода тиристора в данной фазе в момент формирования управляющего импульса с углом регулирования d., для фазы, отстающей на 120° от данной фазы. На фиг. 1 приведен один из вари антов схем реализующих предлагае шй способ несимметричного управления тиристорным преобразователем; на фиг. 2 - диаграмма формирования управляющих импульсов и протекания выпрямленного тока для одной из выпрямительных групп. Как показано на фиг. 1, две выпрямительные группы 1 и 2 силовых тиристоров включены параллельно между собой через уравнительный реактор 3. Управляющие импульаа d формируются в системах импульсно-фазового управления 4 и 5, а управляющие импульсы di - в системе импульснофаэового управления б. Шестифазная последовательность управляющих импульсов dLj поступает на коммутатор 7, где формируются две шестифаэные последовательности управляюьдах импульсов d, и d для двух тиристор ных групп, и на прерыватель 8, который размыкает цепи прохождения управляющих импульсов d . Суммирование управляющих импульсов d. и шестифазной последовательности управляющих импульсов i происходит на входе каскада усиления и размножения импульсов 9 аналогичное суммирование dt и d. происходит на входе каскада 10. На фиг. 2 диаграмма формирования управляющих импульсов и формирования выпрямленного тока noka3aHa для выпрямительной группы 1 (см. фиг.1) Диаграмма изображена для случая, когда разность между углами регулирования cL и c(j составляет 100, а ширина управляющих импульсов /& 70 Управляющие импульсы, поступаюав1е на управляющие электроды тиристоров, показаны сплоишыми линиями, а управляющие импульсы и части управлякшшх .импульсов гимеющиеся только в каскадах формирования импульсов, пунктирными линиями. Часть управляющих импульсов «L , которая снимается упра лянхцими импульсами йС. , выделена штриховкой. Из диаграммы видно, что управляю ций импульс i, фазы С открывает тиристор соответствукяцей фазы (т.е. ъы зывает протекание тока М. ) и однов ременно снимает управляющий импульс dl фазы А на включающемся при этом тиристоре (т.е. на тиристоре, у ко торого прекращается протекание выпрямленного тока fd, ) . Таким образом, исключение транзисторного эффекта и рассматриваемом тиристоре фазы А осу ществляется в момент формирования управляющего импульса d для фазы, отстающей на 120 от фазы, для которой сформирован управляющий импульс d., подлежащий снятию. Аналогичную функцию выполняет управляющий импуль dj фазы Ц. Управляющий импульс d, фазы Е имеется только в каскаде формировани импульсов и не поступает на управляющий электрод тиристора данной выпрямительной группы. Но при этом рассматриваемый управляющий импульс снимает управляющий импульс oL фазы С, чем в данном случае достигается не исключение транзисторного эффекта в тиристоре, а снижение мощности, потребляемой в цепях управления. Аналогичную функцию выполняет управляющий импульс d фаэы F, а также управляющий импульс оС. фазы С в следующем периоде напряжения питающей сети. Таким образом, предлагаемый способ несимметричного управления устранения транзистор-, ного эффекта обеспечивает также уменьшение мощности управления. Формула изобретения Способ несимметричного управления тиристорным преобразователем, состоквцям из двух параллельно включенных выпрямительных групп, тиристоры которых отпираются через период напряжения питакхцей сети попеременно управлякадими импульсами с углами регулирования rf и rf,, изменяющимися в диапазоне от О до 180° - , где /4 , - угол опасного инвертирования, )еделах которого , отлич ющийся тем, что, с целью исключения транзисторного эффекта в тиристорах и уменьшения мощности управления, управляющий импульс с /глом регулирования oL снимают с упавляющего электрода тиристора в данoift фазе в момент формирования упавляющего импульса с углом регулиования- ( фазы, отстакнцей на 120 от данной фазы. Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе 1. Маевский О.А., Долбня В.Т. истема несимметричного сеточного правления с электромагнитным комутатором. -Вестник электропро1 ышеяности} 1959, 2. 2. Гольденталь М.Э. и др. Система есикв4етричного управления вентиль м преобразователем главного приода обжимного прокатного стана.Труы ВНИИПЭМ, вып. 2,М., Знергия , 975, с. 204-221.