Способ управления компенсационным преобразователем переменного тока в постоянный с искусственной коммутацией Советский патент 1981 года по МПК H02P13/24 H02M7/145 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ KC.ulF:HCAUIlOtiHi ;v

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ПЕРЕМЕН .) ТОКА Б ПОСТОЯННЫЙ

С ИСКУССТВЕННОЙ КС.:чМУТАЦМЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления компенсациониьгм преобразователем переменного тока в постоянный с искусственной коммутацией фазных токов за счет емкостных буферных фильтров, конденсаторы которых работают в режиме частичного разряда-заряда.

Известны способы управления компенсационными преобразователями, заключающиеся в том, что импульсы управления тиристорами узлов искусственной коммутации формируют и подают в момент начала коммутации, а импульсы управления тиристорами, управляющими длительностью разряда конденсатора емкостного фильтра подают с фазовым сдвигом, величина которого не регулируется при регулировании выпрямленного тока и напряжения преобразователя или изменяется при регулировании тока 1 и 2.

Недостатком данных способов управления является ухудшение эксплуатационной надежности преобразователей при работе их в динамических режимах.

Наиболее близким к предлагаемому является способ управления компенсационжением, полученным на нредыдугцеи коммутации, а напряжение между коммутирующими фазами меныле. В этом случае процесс коммутации тока в фазах преобразователя идет интенсивнее. При той же длительности первого этапа коммутации, что и на предыдущей коммутации, величина энергии, отдаваемая конденсатором фильтра, больще, чем величи1 а энергии, получаемая на втором этапе, поэтому напряжение в конце интервала коммутации меньше, чем в начале. Проведение последующих ко.ммутаций ведет к дальнейнтему уменьшению напряжения конденсатора фильтра. При изменении угла управления в сторону уменьшения выпрямленного напряжения, конденсатор фильтра включается в контур коммутации с наг ряжением, полученным па предыдущей коммутации, а .междуфазное напряжение больще, чем на предыдущей коммутации. В этом случае величина энергии, отдаваемая на первом этапе коммутации, меньще, чем энергия, получаемая конде 1сатором на втором этапе, и напряжение конденсатора фильтра в конце интервала ком.мутации больще, чем напряжепие конденсатора фильтра на 11редыдуп.1,ей коммутации. При работе преобразователя в динамическихрежимах в кривой напряжения конденсатора фильтра появляется переменная низкочастотная составля1он1,ая с пара.метрами, зависящими от закона изменения угла управления во времени.

Цель изобретения -- повыщение надежности преобразователя при работе его в динамических режимах.

Указанная цель достигается за счет того. что фазовые сдвиги импульсов управления тиристорами, определяющими длительность разряда конденсаторов фильтра, регулируют пропорционально углу управления.

Па фиг. 1 представлена схема трехфазного мостового компенсационного преобразователя, в котором может быть реализован предлагаемый способ управления; на фиг. 2 - диагра.м.мы, ноясняюидие работу преобразователя по предла1аемому способу унравлепия.

Преобразователь состоит из основного мостового управляемого выпрямителя 1, замкнутого на нагрузку 2, положительный полюс которого соединен через диод 3, включенный в непроводящем направлепии с зажимом коммутирующего катодного узла 4, а отрицательный полюс через диод 5 с зажимом ко.ммутирующего анодного узла 6. Коммутирующие узлы 4 и б содержат коммутирующую LC цепь, П1унтировапнуьэ двумя последовательно соедине.нными тиристорами 7 и 8, которые щунтированы обратными диодами 9 и 10. Второй зажим коммутирующих узлов подключен к полюсам вспомогательного неуправляемого выпря.мителя 11, к которым также подключены и обкла/iки конденсаторов 12 и 13 емкостного фильтра, другие обкладки которых подключены к полюсам вспомогательного унравляемого мостового выпрямителя 14 и через диоды 15 и 16 к полюсам основного вьшря.мителя 1. Блок 17 управления имеет устройство 18 синхронизации, фазо-сдвигающее устройство 19, блок 20 преобразования, формирователи 21 и 22 импульсов.

Предлагаемый способ управления осуществляется следующим образом.

При проведении очередной коммутации в катодной группе основного выпрямителя 1 с фор.мирователя 21 импульсов подается импульс управления на тиристор 7 коммутируюп1.его узла 4, а также на тиристор, находяншйся во включаемой фазе катодной группы всно1могательного моста 14. Начинается первый этап коммутации, в течение которого заряженный на предыдущем интервале коммутации конденсатор 12 фильтра разряжается током включаемой фазы. Через нро.межуток времени, равный фазовому сдвнгу У (см. фиг. 2)j подается импульс управления на тиристор 8, снимаемый с формирователя, 22, управляе.мого блоком 20 преобразователя, в котором происходит сравнение и преобра.зование угла управления d в фазовый сдвиг имг ульсов управления. После включения тиристора 8 происходит прямой и обратный колебательный перезаряд коммутирующего конденсатора в узле 4, в результате которого выключаются тиристоры 7 и 8 коммутирующего узла 4 и работающий тиристор в катодной группе осповного выпрямителя 1. Ток включаемой фазы нереходит в очередной тиристор основного выпрямителя 1, а ток выключаемой фазы через вспомогательный неуправляемый выпрямитель 11 протекает через конденсатор 12, диод 15, дозаряжая конденсатор фильтра на втором этане ком.мутации.

На фиг. 2 изображены диаграммы переменной составляющей напряжения конденсатора фильтра 12, выпрямленное напряжение преобразователя, диаграммы изменения угла управления о.импульсы управления тиристорами 7 и 8 ком.мутирующего узла 4 и изменение фазового сдвига импульсов при изменении угла (.Диаграммы, представленные на фиг. 2, показывают, что при изменении фазового сдвига импульсов управления тиристором 8 коммутирующего узла 4 пропорционально углу управления d устраняется переменная составляющая напряжения конденсатора фильтра при работе преобразователя в динамических режимах.

Предлагаемый спосо.б управления позволяет повысить эксплуатационную надежность нреобразователя при работе его в динамических режимах, путем устранения низкочастотной переменной составляющей в кривой напряжения конденсатора фильтра. Коммутация фазных токов осуществляется конденсаторами е.мкостного фильтра. работающими в режиме частичного разрядзаряда, незначительные пульсации напряжения конденсатора фильтра на интервале коммутации позволяют использовать в качестве конденсаторов фильтра электролитические конденсаторы, имеющие высокие техникоэкономические показатели. Однако при работе преобразователя в динамических режимах и управления по известному способу, хотя и не происходит переполюсовка конденсаторов фильтра, но большая переменная составляющая напряжения конденсаторов фильтра не позволяет использовать электролитические конденсаторы. Использование неполярных конденсаторов ведет к значительному удорожанию стоимости емкостного фильтра и ухудшению технико-экономических показателей преобразователя. Формула изобретения Способ управления компенсационным преобразователем переменного тока в постоянный с искусственной коммутацией, в котором коммутация тока в фазах преобразователя осуществляется конденсаторами емкостного буферного фильтра, работающими в режиме частичного разряда-заряда, состоящий в том, что импульсы управления коммутирующими тиристорами подают в момент начала коммутации тока, а импульсы управления тиристорами, управляющими длительностью разряда конденсаторов фильтра, подают с фазовым сдвигом, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя при работе его в динамических режимах, фазовые сдвиги импульсов управления тиристорами, определяющими длительность разряда конденсаторов фильтра, регулируют пропорционально углу управления. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Зайцев А. И. и др. Тиристорные источники реактивной мощности с улучщенной формой кривой первичного тока. Сб. «Повышение эффективности устройств преобразовательной техники. Материалы научнотехнической конференции, ч. 3, К., 1972, с. 370-380. 2.Добрусин Л. А., Павлович А. Г. Выбор средств компенсации для сетей с тиристорными преобразователями.-«ЭП. Преобразовательная техника, 1974, № 6, с. . 3.Авторское свидетельство СССР № 610284, кл. Н 02 Р 13/16, Н 02 М 7/145, 1978. у г- a)t