Способ управления реверсивным вентильным преобразователем Советский патент 1982 года по МПК H02P13/16 

(S) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

1

Изобретение относится к преобразб вательнрй технике, и может быть использовано для управления реверсив. ными вентильными преобразователями многофазного переменного напряжения

,8 регулируемое выпрямленное напряжение.

Известен способ управления реверсивным вентильным преобразователем, основанный на преобразовании многофазного переменного напряжения в регулируемое постоянное напряжение, в котором реверс полярности выходного напряжения преобразователя осуществляется путем переключения полярности с. помощью контактного переключателя 1.3. ..

При контактном реверсировании тока в цепи нагрузки по указанному способу невозможно переключение полярности напряжения, прикладываемого к цепи нагрузки при больших значениях выпрямленного тока. Реверсирование тока производится при токе в нагрузке близком к нули, что затрудняет по;лучить высокое быстродействие реверсивного вентильного преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления реверсивным вентильным преобразователем, заключающийся в том, что формируют управляющее напряжение и опорные напряжения каждой фазы преобразователя, сравнивают

to управляющее и опорные напряжения, в момент сравнения включают тиристор соответствующей фазы преобразователя, выключение тиристоров производят по естествегнному закону С 2 .

(5

Указанный способ управления реверсивными вентильным преобразователем не позволяет получить высокое быстродействие преобразователя, так 2 как при .совместном управлении группами вентилей ведет к значительному росту динамического уравнительного тока, а при раздельном управлении группами вентилей - появление постояннои составляющей в выпрямленном напряжении, а следовательно, и к нарушению управляемости преобразователя при больших значениях частоты и амплитуды.управляющего напряжения. Целью изобретения являете повышение быстродействия. Поставленная цель достигается тем что формируют сигнал, пропорциональный произведению максимального напрр женил и номинальной частоты сети, иЗ меряют напряжение и частоту управляющего напряк ения перемножают измеренные значения, полученное произведение сравнивает со сформированными сигналами, если произведение бол ше сформированного сигнала, фикси- руют моменты перехода управляющего напряжения через ноль и принудительно выключают соответствующий тиристор в моменты перехода, в противном случае производят выключение тиристоров по указанному естественному закону. На фиг. 1 приведены блок-схемы устройства для управления реверсивными вентильными преобразователями с совместным (фиг. 1а ) и раздельным (фиг. 1 6) управлением группами вентилей, реализующие предлагаемый способ управления реверсивным вентильным преобразователем; на фиг, 2 и фиг. 3 временные диаграммы работы вентильных преобразователей.при разных значениях произведениянапряжения и частоты управляющего напряжения. Реверсивный вентильный преобразователь 1 содержит группы 2 и 3 вентилей, выходы которых соединены через ограничивающий уравнительный ток дроссель k с нагрузкой 5 входы преобразователя 1 соединены через блок 6 импульсно-фазового управления к блоку 7 формирования управляющего напряжения, а через дополнительную обмотку 8 дросселя t к блоку 9 при нудительной коммутации вентилей, на вход которого подаются управляющее напряжение с блока 7 напряжение сети и сигнал разрешающий принудительную коммутацию вентилей, с элемента 10 сравнения осуществляющего срав нение произведений напряжений и частот управляющего нап яжения и напряж ния сети, формируемых соответственно блоками 11 и 12 умножения. Рассмотрим способ управления реве сивным вентильным преобразователем ля трех характерных значений управяющего напряжения при U-( u) mdx о тс,х% U.a)u mo( где и и о - амплитуда и частота управляющего напряжения; о максимальная амплитуда и номинальная частота сетевого напряжения, В первом режиме работы в моменты сравнения управляющего напряжения с опорными напряжениями фаз в блоке 6 вырабатываются импульсы, которые подаются на тиристоры соответствующих фаз преобразователя 1, осуществляя тем самым подключение напряжения сети к нагрузке 5 (см. фиг. 2) для первого режима, когда Uj-A , - произведение требуемых значений напряжения и частоты выходного сигнала. Заштрихованные области противоположных фаз реверсивного преобразователя с совместным согласованным управлением показывают ЭДС действующую в уравнительном контуре. При большой амплитуде входного . сигнала, но близкой по частоте к частоте сети (во втором режиме работы преобразователя) фазовые искажения также отсутствуют. Во втором режиме работы преобра- зователь работает аналогично первому режиму с естественным законом выключения. При большой амплитуде (U jf Um,J и ча ;тоте входного сигнала (А iiUo) управления (в третьем режиме работы, фиг. 2) вентильный преобразователь при естественном законе выключения, динамический уравнительный ток из-за полууправляемости вентилей достигает недопустимых значений, что приводит к аварийному отключению вентильного преобразователя от сети. На фиг. 2 заштрихованные области в третьем режиме при г и ачио эрактеризуют ЭДС преобразователя, прикладываемую к уравнительному контуру, которая преобретает непрерывный характер, что ведет к значительному увеличению динамического уравнитель- , ного тока, так как индуктивность дросселей не может ограничить значение тока в уравнительном контуре, в то время как среднее значение напряжения, прикладываемого к нагрузке, равно нулю. Рассмотрим работу вентильного пре образователя в третьем режиме работы при принудительной коммутаций. В этом режиме работы вентильного преобразователя 1 производится вычис ление текущего значения произведения и в блоке И, а также произведение параметров напряжения сети в блоке 12 и сравнение вычисленных значений элементом 10. Если произведение параметров управляющего напряжения превосходит по модулю аналогичное произведение параметров сети, то на выходе элемента 10 появляется сигнал разрешения подключения блока 9. На второй вход блока 9 пост пает сигнал управления с блока 7. В моменты прохождения управляющего напряжения через ноль и при наличии сигнала разрешения с выхода элемента 10, блок 9 вырабатывает мощ ный импульс, который поступает на до полнительную обмотку 8 дросселя и и трансформируясь в цепь нагрузки, кратковременно обесточивает вентиль.ный преобразователь на время, необхо димое для надежного отключения включенного последним тиристора, чем и обеспечивается отключение преобразователя от сетевого напряжения. В ре зультате этого осуществляется быстро переключение вентильного преобразователя на другую полярность (см. фиг. 2 дл третьего режима) с одновременным исключением уравнительной ЭДС преобразователя, что снижает потери энергии в преобразователе, а значит и повышает его КПД. Управление по данному способу позволяет зна чительно повысить быстродействие преобразователя при одновременном исключении значительных потерь в уравнительном контуре..; Применение nVeA iaraeMoro способа позволяет получить выходной сигнал преобразователя при большой амплитуде и частоте без амплитудных и фазовых искажений. Кроме того, исключение полууправллемости ведет к снижению потерь энергии, а следовательно, и к увеличению КПД преобразователя с раздельным управлением группами вентилей . Формула изобретения Способ управления реверсивным вентильным преобразователем, заключающийся в том, что формируют управляющее напряжение и опорные напряжения каждой фазы преобразователя, сравнивают управляющее и опорные напряжения и в момент сравнения включают тиристор соответствующей фазы преобразователя, выключение, тиристоров производят по естественному закону, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, формируют сигнал, пропорциональный произведению максимального напряжения и номинальной частоты сети, измеряют напряжение и частоту управляющего напряжения, перемножают измеренные значения, полученное произведение сравнивают со сформированным сигналом, если произведение больше формированного сигнала, фиксируют моменты перехода управляющего напряжения через ноль и выключают по принудительному закону соответствующий тиристор в указанные моменты, если произведение меньше сформированного сигнала, то производят выключение тиристоров по указанному естественному закону. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе . 1. Солодуко Я.Ю. и др. Электроприводы с реверсорами. М., Энергия. 1977, с. 39. 2. Шипилло В.П. Автоматизированный вентильный электропривод. М., Энергия, 1969, с. 12-15, рис. 1-5.