Способ управления тиристорным регулятором Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 

(5) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где требуется регулирование большой мощности на нагрузке, включенной через трансформатор, путем изменения величины питащего напряжения (тока) с помои ью тиристорных регуляторов, преимущественно в сетях напряжением выше 1000 В при релейно-фазовом регулировании с длительными интервалами подачи на нагрузку полного (большего) и меньшего по действующему значению напряжения ,

Известны способы управления тиристорными регуляторами, которые в основном предназначены для установок напряжением до 1000 В при использовании широтно-импульсного регулирования. Например, способ релейно-фазового управления тиристорным регулятором обеспечивает снижение до нуля РЕГУЛЯТОРОМ

постоянной составляющей тока в нагрузке 11 .

Однако данные способы не позволяют полностью исключить выбросы тока намагничивания в моменты переключения питающего напряжения с меньшей величины на большую. Кроме того, при использовании регулятора в установках напряжением выше 1000 В существенно усложняется схема и кон10струкция регулятора.

Известен способ управления тиристорным регулятором, заключающийся в изменении угла включения тиристоISра в первом полупериоде включенного состояния, измерении вольт-секундного интеграла и включении регулятора в момент равенства измеренного 2р вольт-секундного интеграла с вольтсекундным интегралом напряжения на тиристоре С23.

Однако указанный способ используется при широтно-импульсном регулировании напряжения в установках до 1000 В и при релейно-фазовом регулировании не позволяет полностью исключить выбросы тока намагничивания в моменты переключения питающего напряжения с меньшей величины на большую Кроме того, применение данного способа в сетях напряжением выше 1000 В требует включения элементов системы управления в силовую цепь регулятора (дросселей насыщени импульсных трансформаторов, дополнительных тиристоров и т.д.) что для установок напряжением 1000-6000 и более по технико-экономическим и эксплуатационным соображениям (увеличение весогабаритных показателей и стоимости, повышенная опасность п обслуживании и т.д.) не целесообраз .но. Для уменьшения же погрешностей интегрирования в данном способе тре буется уменьшение величин резисторов , подключаемых а силовую цепь ре гулятора {;3 3, что значительно увеличивает размеры резисторов и снижает надежность и безопасность обслуживанияНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ управления тиристорным регулятором, включенным на первичной стороне трансч)орматоров, заключающий ся в том, что формируют импульсы управления противофазными тиристорами и распределяют их по указанным |выше тиристорам, при этом осуществляют регулирование углов импульсов управления А . Недостатками указанного способа являются наличие выбросов тока намагничивания в моменты переключения .питающего напряжения с меньшей величины на большую, а также сложность схемы управления, осуществляющей этот способ, I Цель изобретения - повышение надежности и упрощение схемы регулятора. Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления тиристорным регулятором, включеннь1м в первичную цепь силового трансформатора,указанное формирование импул сов управления противофазными тирис осуществляется с постоянной з рами 1 ранее заданной асимметрией, причем больший угол вк/ ючения задают для т ристора, пропускающего полуволны напряжения, имеющие одноименную полярность с первой полуволной напряжения на интервале подачи на нагрузку полного напряжения, а регулирование напряжения осуществляется на интервале подачи на нагрузку напряжения, меньшего напряжения питания, при этом асимметрия импульсов остается постоянной, На фиг. 1 приведена схема тиристорного регулятора; на фиг. 2 и 3 временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ (А, Б и С - соответственно интервалы подачи большего (полного), меньшего и большего (полного) напряжений.. Предлагаемый способ осуществляется следующим образомо При отсутствии напряжения на зажимах 1 и 2 регулятора (фиг. 1) включают оперативные цепи управления: задающее напряжение U, стабилизированное Up,- и синхронизирующие напряжения U(j, и Uc2 При отключенном с.помощью ключа 3 триггере 4 задающим устройством 5 устанавливают мак|Симальную величину задающего напря жения UT,. Изменяя величину резисторов 6 в цепи заряда конденсатора генераторов 7 пилообразного напряжения, изменением углов /ь и (ь наклона напряжений U и устанавливают необходимую асимметр1Ю углов включения тиристоров, например udL dx,- (фиг. 2), формируемых усилителями-формирователями 8 (фиг. I). Затем подают напряжения питания на зажимы 1 и 2 регулятора и, постепенно уменьшая задающее напряжение Uj, устанавливают заданное значение напряжения на интервале подачи на нагрузку меньшего напряжения, после чего с помощью ключа 3 включают в работу триггер 4. При поступлении сигнала U с выхода реле 3 времени и переключении триггера синхронизирующим напряжением напряжение с выхода триггера на элементе 10 сравнения сравнивается с задающим Ши виде разности U. .... э поступает однр,временно в оба канала формирования управляющих импульсов. При равенстве напряжений с выхода триггера и задающего Цз напряжение управления и, следовательно, углы включения тиристоров уменьшаются до нуля и на нагрузку подается полное напряжение питающей сети (фиг. 3). При следующем переключении триггера k с помощью реле 9 времени (фиг. 1) напряжение управле ния и, следовательно, углы включени тиристоров увеличиваются и на нагру ку подается меньшее напряжение (интервал на фиг. 3). Так как моменты переключения триггера синхронизированы напряжением 1}. (поло)Кительной полуволной), то переключе ние регулятора на режим подачи на н грузку полного (или меньшего) напря жения всегда происходит при переходе напряжения через нуль в строго определенные моменты времени (t, t, tg на фиг. 3). При показанном на фиг. 3 режиме работы на интервале подачи меньшего напряжения (Ц-) выполняется заданное условие .асимметрии углов включения ез1.0 2-Поэтому для данного интервала справедливо соотношени .1 -J . dz В этом случае частный цикл перемагничивания магнитопровода трансфо матора находится в нижней части пет ли гистерезиса и тем самым обеспечивается в момент t (фиг. 3) перемагничивание магнитопровода из обла ти отрицательных значений (-Вц) индукции в область положительных (+Вц). С учетом того, что для транс форматора всегда выполняется услови +6, ч л (2; О то выбросы тока намагничивания не происходят. Использование предлагаемого способа обеспечивает по сравнению с и вестными возможность работы релейно фазового регулятора без выбросов тока намагничивания и, следовательно, потребляемого из питающей сети тока упрощение системы управления и конструкции регулятора и повышение надежности и безопасности обслуживания при эксплуатации регуля76тора, что существенно повысит надежность и долговечность всей уста.новки. Проведенные исследования и расчеты экономической эффективности показывают, что вероятность выхода из строя тиристоров при внедрении предлагаемого способа уменьшается примерно .в 10 раз. Формула изобретения Способ управления тиристорным регулятором, включенным на первичной стороне трансформатора, заключающийся в том, что формируют импульсы управления противофазными тиристорами и распределяют их по указанным тиристорам, при этом осуществляют регулирование углов импульсов управления, отличающийся тем, что, с целью пов.ышения надежности и упрощения схемы регулятора, указанное формирование импульсов управления противофазными тиристорами осуществляется с постоянной заранее заданной асимметрией, причем болыиий угол включения задают для тиристора, пропускающего полуволны напряжения, имеющие одноименную полярность с первой полуволной напряжения на интервале подачи на нагрузку полного напряжения, а регулирование напряжения осуществляется на интервале подачи на нагрузку напряжения, меньшего напряжения питания, при этом асимметрия импульсов остает ря постоянной. Источники информации, ;принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР (Г 35011Q, кл. Н 02 Р 13/16, 1972. 2 Авторское свидетельство СССР W 403006, кл. И 02 Р 13/16, 1973. 3. Гельман И.В., Лохов С.П. Тиристорные регуляторы переменного напряжения. М., Энергия, 1975, с. 82-83. k. Авторское свидетельство СССР № 773895, кл. Н 02 Р 13/16, 1979.

f

«г/

и

Я о.

Фиг. i

(риг. г

иаг