Способ управления статическим преобразователем Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ;ПРЕСЖРАЗСеАТЕЛЕМ

Изобретение относится к преобразовательной технике, раиаюшей задачи преобразования постоянного напряжения, в переменное ступенчатой формы.

Известен способ управления статическим преобразователем, состоящий в том, что подают переменное напряжения повышенной частоты от источника с несколысими отводами на оиклоконвертор (демодулятор) и подают основные импульсы управления длительностью полупериода напряжения источника повышенной частоты в моменты изменения полярности указанного напряжения fl,

Однако данный способ управления йе обеспечивает работу преобрази ,- вателя на реактивную нагрузку .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ управления статическик преобразователем со ступенчатой формой выходного напряже-

ния, содержащим инвертор псюышенной частоты, к вторичным обмоткам согласующего трансформатора которого пода- лючен демодулятор, состоящий в том, что подают на вентили демодулятора основные импульсы управления, дпитоттьностъю полупериода напряжения инве тора пов ышенной частоты, и дополнительные импульсы управления в конпе каждого полупериода напряжения указан10ного инвертора на группу вентилей демодулятора, работающей в инверторном р&,.

Недостатком известного способа управления, при котором формируются только

«5 основные и дополнительные сигналы, является то, что наблюдаются искажения формы кривой ступенчатого напряжения.

Цель изобретения - повышение качества электрической энергии на выхо20де статического преобразователя путем исключения .зависимости формы выходного напряжения от коэффициента мощJHOCTH нагрузки. Поставленная .цепь достигается тем, что согласно способу управления статическим преобразователем со ctyпенчатой формой выходного напряжения, содержащем инвертор повышенной частоты, к вторичным обмоткам еогласукщего трансформатора которого подключен демодулятор, подают вспомо-, Тательную серию импуталов управления на вентили групп, работающей в инверторном режиме, при формировании ступеней напряжения MeKbUfe 0,5U, а дополнительную серию импульсов управления подают на общие тиристоры группы, работающей в инвергорном режиме, и на остальные тиристоры группы, ра ботающей в выпрямительном режи - ме, при формировании степеней напря жения меньше 0,5U, а также тирйсто ,ры группы, работающей в инверторном режиме при формировании ртупе- ней напряжения больше 0,51), гдеЩп амплитуда первой гармоники ступенчатого, дапряжения. На фиг. 1 представлена схема стати ческого преобразователя , реализующего. предлагаемый cnoco6j на фйг.2 - последовательности сигналов управ р ления, поступающие на вентили демодулятора. Статический преобразователь С симметричная схема) содержит источник 1 повышенной частоть, объединяющий инвертор 2, согласующий трансфор г матор, вторичные обмотки 3-9 которого включены последовательно, и де- модулятор на тиристорах 1О-29, подключенный к отводам вторичных обмоток. На выходе демодулятора подключена нагрузка 30,Напряжение инвертора повышенной частоты 31 поступает на тиристорный демодулятор, на который поступают импульсы управления 3251 (соответственно на тиристоры 16,2 20,18,24,14,12,11,29,23,17,19,21, 15,25,13,27,28 и 1О). На выкоде преобразователя (демодулятора) формирует ся ступенч&тое напряжение 52. Способ осушес-пвляется следующим о разом. При управлений статическим преобра зователем на BbKoif.e преобразователя формируется напряжение, например, с в семью тактовыми интервалами ( -i 8) и четырьмя под янтервалами (). Дли формирования напряжения в перюый тактовый интервал (t о -14 ) нагрузку ;необходимо поочередно подключать к об 94 йуткам (3+4) и (8+9), напряжению коорых равны амплитуде первой ступени ыходного напряжения. Для формирования апряжения во второй тактовый интег ал (t ) нагрузку необходимо одключать к обмоткам (3+4+5+6) и (6+7+8+9), напряжения которых равны амплитуде второй ступени. В третий тактовый инте{жал (д --fc-ts нагрузка одключается к обмоткам (3+4+5+6+ +7+8)и . (4+5+16+7+8+9),а в четвертый ( обмоткам (3+4+ +5+6+7+8+9) и т7а. При работе статического преобразователя на нагрузку с СОв(/ц7СО5Т/1Кна вентили демодулятора, в отличие от известногоустройства, необходимо подавать кроме основных импульсов управления, длительностью полупериода напряжения инвертора (фиг 2.31), еще и дополнительные в конпе полупериода, указанного напряжения инвертора. Так, в интервале времени to - t основные импульсы управления 32 и 4О поступают соответственно на тиристоры 1б и 11 и нагрузка подключает як обмоткам (3+4). В интервале времени -fc -tj иэменяется полярность . ; апряжения инвертора 31 и к нагрузке необходимо подключить обмотки. (8+9). Для этого перед моментом времени -fc дополнительный импульс управления поступает на тиристор 22 (на фиг. 2.33 не показан), принадлежащий к группе, работающей в вьшрямительном режиме, и это приводит к вьпшючению тиристора 16. Длительность дополнительного импульса управления равна времени восстановления тиристоров демодулятора, а его срез (задний фронт) совпадает с моментом изменения по.пярности напряжения инвертора ( t-, ). В момент времени Ц основной импульс управления 41 поступает на тиристор 29, что при13одит к выключению тиристора 11, т.е. нагрузка подключается к обмоткам (8+9). Далее перед моментом времени t(j дополнительный импульс управления (на фиг. 2.32 не по казан) поступает на тиристор 16, что приводит к выключению тиристоров 22. В момент времени tn основной импульс управления поступает на тиристор 11, что приводит к выключению тиристо ра 29. и т.д. При работе на указанную нагру.зку дополнительные импульсы упрайле ния поступают тодъко на тиристоры, которьге (формируют напряжение мешлие О,5Ц,гдеи - амплитуда первой гармоники ступенчатого напряжения 52, Исключение составляет только дополнительный импульс напряжения перед мо ментом времени -Ь д ,t поступающий на ти ристор 2О (фиг. 2.34), формирующий напряжение вторб ; ступени, величина которой больше 0,(0 О,1962 -uw a о,559-а «, lu о,837а«. . 0,9927Uim). Последний допол нительный импульс управления поступает перед моментом времени t на тиристор 20 Сфиг. 2.34), что приводит к вык лючению тиристора 22. В интервале времени t. - 5 к., наг рузке подключены обмо-пси (4+4+5+6) з счет тиристоров (6+7+8+9) требуется в момент времени подавать только основные импульсы управления на тиристоры 18 и 29, что обеспечивает подключение обратного . ., .напряжения обмот ки 7 к тиристору UO и напряжения обмоток (3+4+5+6+7+8+9) к тиристору 1 .Таким образом, nprf формировании напряжения больше 0,5Ц подавать дополнительные импульсы управления на тирис торы демодулятора не требуется. В тфиноипе для работы преобразовате ля на .указанную нагрузку дополнительные импульсы управления можно не подавать;- , а по аналогии с известным устройством подавать только основные импульсы. Однако в этом случае форма выходного напряжения отличается от напряжения 52. ТаК| если в интервале tg -t к нагрузке подключены обмотки (), подача основных импулъгсов управления в . момент времени .(фиг. 2. и фиг. 2.41) приводит к вьпслючению только тиристора 11, .а нагрузка подключена в интервале времен t-, - ti) к обмоткам (5+6+7+849), напряжение которых намного больше амп литуды первой ступени и тл. Поэтому подача указанных дополнительных импуль сов управления на вентили группы, работающей в выпрямительном режиме, 5юляётся необходимым условием для получения вьпсрдного напряжения высокого качества. При этом дополнительные импульсы управления на общие тиристор 10,1.1,28 и 29 не подаются. При снижении коэффициента мощности нагрузки COS fy,e 05 кроме указанных импульсов управления, необходимо формировать вспомогательные (вспомогательную серию импульсов управления) которые предназначены для сохранения ступенчатой формы напряжения 52 при 95 работе преобразователя в инверторном режиме. В этом случае вспомогательная серия импульсов управления подается на вентили группы работающей в инверторном режиме, и при формнро .- вании напряжения меньше .p,5iJinj, Допол тельная серия импульсов yifравления подается на вентили группы, работающей в вьшрямительноМ режиме, и при формировании напряжения меныпе О,с5Ц При формировании напряжения больше 0,5 U подаются только дополнительные импульсы управления на тиристоры группыэ работающей в инве торном реяшме. При этом на общие тиристоры 10,11,28 и 29 поступают только дополнительные импульсы управления при работе преобразователя в инверторном режиме (фиг. 2.4li 2.50 и 2.51). Основные импуль , сы правления подаются на вент1ши...ср1 ласно.Лиг. 2. независимо OT&osMf. Если ток нагрузки, например, переходит через нуль в интервале времёни-fcn - t и до момента времени t включены тиристоры 1О и 17, подача основных и /шул1гсов управления длительност1лр 2- 1 на тиристоры 11 и 16 (фиг. 2.23-; 2.40), не приводит к их включению, а ток нагрузки пропускают тиристоры 10 и 17; В интервале t - in необходимо к нагрузке подключить обмотки (8+9) . Достигается это вследствие подачи дополнительного импульса управления на тиристор 28 (до Момента времени fj , фиг. 2.5О) и вспомогательного в момент времени -t на тиристор 23, что прт- водит к выключению тиристоров 10 и 17 и подключению нагрузки к обмоткам ( 8+9) за счет Т1фисторов 23 и 28. Перед моментом дополнительный импульс управления (фиг. 2.51) поступает на общий тиристор 1О и в момент времени i вспомогательный импульс управления (фиг. 2.43 - на тиристор 17, что приводит к выключению тиристоров 23 и 28 и подключению ..нагрузки к обмоткам (3+ 4) за счет тиристоров 10 и 17. После перехода тока нагрузки (в интервале IQ, - t( ) через нуль включены тиристоры 11 и 16, так как на них поданы основные импульсы управления (фиг. 2.4О и 2.32). С этого момента (начало выпрямительного режима) дополнительные импульсы управления на общие тиристоры (10,11,28 и 29) не постуают, а на остальные вместо вспомоантельных поступают дополнительные

импульсы управления вентилями демодуо лятора до момента формирования ступеней напряжения бопыие 0,5U .

Последовательность подачи WMnyjOfсов управления на вентили демодулятора при работе на нагрузку с низкиь; COS ц(ток нагрузки через нуль переходит на третьем тактовс м интервале) представлена на фиг. 2.

Изобретение обеспечивает на нагрузке постоянную форму напряжения не зависимс от коэффициента мощности нагрузки, что ловышает качество электч рической энергии на выходе преобразоаа еля. Ф 4 р мула изобретения

Способ управления статическим преЧ образователем со ступенчатой формой выхоаного напряжения, сопержащим, HHii. вертор повышенной частоты, к вторичным обмоткам согласукшего трансформатора которого подключены деЕМОгдулятор, состоящий в том, что подают на веитили демодулятора оснош1ую серию импуптзсов управления, длитеяьаостью полупериопа напряжения указанного ИЯ вертора, и дополнительную серию импулх

сов управления в крнде полупериода напряжения шшертора отличаюшийс я тем, что, с целью дрвышения: качества .электрической энергии на выхо де Пр еобразоватвля, подают вспомогател ную серию импульсов управления на вен-, тили грршы, работающей в инверторном режиме, при форкшровании напряжения меныие O,5U, , а дополнительную серию импульсов управления подают на общие тиристоры группы, работающей в инверторном режиме, и на тиристоры rpynnwij работакяцей в вьшрямителх ном режиме, при формировании ступеней напряжения меньше O,5Um, , а также на тиристоры группы, работающей в инве1 торном режиме, при форми ювани ступеней напряжения болыие 0,5 Цщ где iVT) амплитуда первой гармоники ступенчатого напряження.

Источники информации, принятые во внимание ри экспертизе

lliteeciron o Enqjeneer4n f V1961, 6 4ОЗ,с 586-591.

«S