Способ управления вентилями двенадцатифазного преобразовательного устройства Советский патент 1980 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системе управления мощными преобразовательными установками. Применение изобретения основано на использовании индивидуальных особенностей работы трансформаторов и преобразователей и поэтому его целесообразно осуществить на мощных двенадцатифазных вьшрямительных или инверторных установках, работающих с примыкающими энергосистемами через преобразовательные трансформаторы.

Известен способ управления преобразователями путем подачи на сетки его вентилей импульсов напряжения или тока определенной последовательности, которые обеспечивают нормальное или измененное чередование моментов зажигания этих вентилей 1.

Основной характеристикой такого способа управления является то, что в установившемся режиме управляющие импульсы сдвинуты друг относительно друга точно на 60 эл. град. Для двенадцатифазных преобразовательных устройств принимаются две такие последовательности управляющих импульсов, каждая из которых подается на свой преобразовательный мост.

При этом совпадение по фазе импульсов управления обоих последовательностей носит случайный характер и никак не зависит от точности работы схемы формирования импзльсов каждой последовательности. При работе преобразователей, управляемых такими последовательностями импульсов в систему переменного тока, генерируются высшие гармонические, которые оказывают вредное влияние как на работу самих преобразователей, так и на работу

10 сторонних потребителей.

Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению является способ управления вентилем, который применяется на мощных двенадцатифазных

15 преобразовательных установках, управляемых с помощью двух последовательностей управляющих импульсов, каждая из которых подается на вентили соответствующего шестифазного преобразователя 2.

20 Недостатком данного способа являются узкие функциональные возможности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.

Указанная цель достигается тем, что в

25 способе управления вентилями двенадцатифазного преобразовательного устройства измеряют гармонической составляющей в штоке намагничивания трансформатора, измеряют ток гармонической составляющей

30 в токе нагрузки преобразователя, определяют номер высшей гармоники, имеющей наибольшее значение относительно промышленной частоты, устанавливают и поддерживают между последовательностями импульсов сдвиг по времени, равный

,

/V Cd

где / -,м - ток гармонической составляющей в токе намагничивания преобразовательного трансформатора;

/V - ток гармонической составляющей в токе нагрузки преобразователя;

V - номер гармоники относительно промышленной частоты;со - угловая частота промышленной

сети.

На фиг. 1 показаны временные диаграммы, поясняющие способ; на фиг. 2 - блоксхема с помощью которой может быть осуществлен способ.

Способ заключается в том, чтобы путем соответствующего выбора моментов зажигания вентилей обоих мостов создать такой ток небаланса высщих гармонических, при котором амплитуда этого тока равнялась бы амплитуде соответствующей гармоники тока намагничивания, а их фазировка была бы противоположна друг другу.

Условия такого регулирования определяются выражением:

Дд - А JIM,

где / ,д - высщая гармоника тока нагрузки преобразователя, генерируемая в сеть через трансформатор с вентильными обмотками, собранными в «треугольник ; /v - то же, генерируемая в сеть через трансформатор с вентильными обмотками, собранными в «звезду ;

Лж - сопутствующая гармоника в токах намагничивания трансформатора.

Такое условие соблюдается, если создать искусственный сдвиг моментов зажигания вентилей обоих преобразователей на время.

В зависимости от нагрузки преобразователя полная компенса ция гармоники тока намагничивания будет достигнута в случае, если:

-

Lit-

/vw

Прямоугольный импульс 1 тока в сетевой обмотке преобразовательного трансформатора с вентильными обмотками, соединенными в «звезду, разложен на пятую гармонику 2 и первую гармонику 3.

Ступенчатый импульс 4 тока в сетевой обмотке преобразовательного трансформатора с вентильными обмотками, соединенными в «звезду, разложен на пятую гармонику 2 и первую гармонику 3.

Ступенчатый импульс 4 тока в сетевой обмотке преобразовательного трансформатора с вентильными обмотками, собранными в «треугольник, также разложены на

пятую гармонику 5 и первую гармонику 6. Начало первой и пятой гармоники ступенчатого импульса 4 сдвинуто относительно прямоугольного импульса 1 на время А t, причем параметры импульсов 1 и 4, а также сдвиг на время А t определяются параметрами управляющих импульсов. При этом взаимное расположение выделенных пятых гармоник 7 и 8 ступенчатого импульса тока и прямоугольного тока соответственно определяется также сдвигом А t, который устанавливают с помощью управляющих импульсов и поддерживают таким, чтобы разность гармоник 9 от обоих импульсов тока находилась в противофазе с

пятой гармоникой 10 тока намагничивания, а их амплитуды были бы равны.

Исходные данные берутся от первичных датчиков тока И и 12, установленных на стороне сетевой обмотки преобразовательных трансформаторов 13 и 14, и поступают на фазовый фильтр 15 высших гармонических, выделяющих пятые гармоники 8, и фазовый фильтр 16, выделяющий пятые гармоники 7. Параметры гармоник тока от

указанных фильтров поступают в интегратор 17, который формирует управляющий сигнал по стороне.переменного тока и передает его на фазосдвигающий блок 18. На это же устройство подается информация о

нагрузке вентильной обмотки трансформаторов при помощи первичного датчика 19 постоянного тока, фазосдвигающий блок 18 осуществляет управление генераторами 20 управляющих импульсов, которые производят зал игание вентилей преобразователей 21 и 22 с разбросом времени .зажигания.1 Таким образом, применение данного способа управления и создание искусственного

сдвига между моментами зажигания вентилей позволяет на 20-25% уменьщить установленную мощность конденсаторных батарей-фильтров.

Формула изобретения

Способ управления вентилями двеиадцатифазного преобразовательного устройства, соединенного с сетью промышленной частоты через преобразовательный трансформатор и имеющего конденсаторную батарею-фильтр, состоящий в том, что на вентили каждого из двух шестифазных преобразователей подают последовательность

управляющих импульсов, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, измеряют ток гармонической составляющей в токе намагничивания трансформатора, измеряют ток гармонической составляющей в токе нагрузки преобразователя, определяют номер вьющей гармоники, имеющей наибольщее значение относительно промыщленной частоты, устанавливают и поддерживают между последовательностями импульсов сдвиг по времени равный:

где I чм - ток гармонической составляющей в токе намагничивания трансформатора;

/V - ток гармонической составляющей в токе нагрузки преобразователя;

V - номер высщей гармоники относительно промыщленной частоты;

(В - угловая частота промышленной сети.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Сб. Итоги науки и техники. Сер. Электротехника и энергетика, раздел Электрические станции сети и системы. М., ВНИИТИ,

1972, с. 78.

2.Патент США № 3535542, кл. Н 02М 1/10, 1968 (прототип).

//