Способ управления выпрямительной установкой

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямительной установкой при работе с резкопеременными ударными нагрузками с широким диапазоном и большой скоростью регулирования выходного напряжения. Целью изобретения является уменьшение размаха изменения напряжения сети при резких-сбросах и набросах нагрузки. Датчик тока 4 выпрямительной установки 1 ,контролнрует величину тока нагрузки 3. При токах нагрузки 3 от 0,6 до 0,8 номинального значения системой импульснофазового управления 2 осуществляется симметричное управление вентильными группами выпрямительной установки 1. В противном случае производится поочередное управление вентильными группами выпрямительной установки 1. 6 ил. S (Л ISD а 05 ;о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 Н 02 M 7/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ с(. с управления выпрямительной установкой при работе с резкопеременными ударными нагрузками с широким диапазоном и большой скоростью регулирования выходного напряжения. Целью изобретения является уменьшение размаха изменения напряжения сети при резких сбросах и набросах нагрузки. Датчик тока

4 выпрямительной установки 1 .контролирует величину тока нагрузки 3. При токах нагрузки 3 от 0,6 до 0,8 номинального значения системой импульснофазового управления 2 осуществляется симметричное управление вентильными группами выпрямительной установки 1.

В противном случае производится поочередное управление вентильными группами выпрямительной установки 1.

6 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3794746/24-07 (22) 27.09.84 (46) 30.09..86. Бюп. Ф 36 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного объединения "X3M3" (72) Л.Е. Бахнов, И.Т. Коваленко и И.И. Левитан (53) 621.316.727(088.8) (56) Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии на промьпппенных предприятиях. М.: Энергия, 1977, с. 13-14.

Авторское свидетельство СССР .

Ф 1 11746, кл. Н 02 М 7/ 19, 1963. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЪНОЙ УСТАНОВКОЙ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использонано для

„„SU„, 1261069 А 1

1261069

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямительной установкой при работе с резкопеременными ударными нагрузками с широким диапазоном и большой скоростью регулирования выходного напряжения.

Целью изобретения является уменьшение размаха изменения напряжения сети при резких сбросах и набросах

10 нагрузки.

На фиг. 1 представлена схема выпрямительной установки, выполненной из двух последовательно включенных многофазных групп вентилей; на фиг. 2 — схема устройства реализации способа управления выпрямительной установкой при симметричном управлении. На фиг. 3 - то же, при поочередном управлении," на фиг. 4 — график изменения тока нагрузки в относительных единицах; на фиг. 5 — граФ фик изменения отношения U действу1 ющего значения первой гармоники напря-2 жения сети к ее номинальному значению," на фиг. 6 — один из вариантов работы узлов управления, смещения и компаратора для одной из полуфаз выпрямителя для вертикального способа фазосмещения.

Выпрямительная установка 1 с системой импульсно-фазового управления (СИФУ) 2 подключена к электродвигателю 3. Датчик 4 тока выпрямительной установки 1 через пороговый элемент.

5, устанавливающий режим работы установки 1, подключен к входу СИФУ 2.

Устройство реализации способа управления выпрямительной установкой 1 (СИФУ 2) содержит канал 6 управления для симметричного режима управления, состоящий из узлов 7 управления,и 8 смещения, входы которых являются пер-, вым входом СИФУ 2, а выходы через блок 9 из последовательно соединенных 45 компаратора, формирователя импульсов и усилителя подключен к управляющим переходам катодной и анодной групп выпрямительной установки 1. Канал 10 управления для поочередного режима управления состоит из узлов 11 управления и 12 смещения катодной группы, выходы которых через блок 13 из последовательно соединенных компаратора, формирователя импульсов и усили- Ы теля подключены к управляющим переходам вентилей катодной группы выпря мительной установки 1. Выходы узлов

11 управления и 14 смещения анодной группы через блок 15 из последовательно соединенных компаратора, формирователя импульсов и усилителя подключены к управляющим переходам вен-. тилей анодной группы выпрямительной установки 1. Входы узл 11 управления и узлов 12 и 14 смещения являются вторым входом СИФУ 2.

Способ управления выпрямительной установкой осуществляется следующим образом.

Выпрямительная установка 1 состоит из двух трехфазных нулевых схем выпрямления: катодной и анодной.групп, тиристоры которых управляются симметрично с углами с, — для катодной группы и o(, для аноднои.

При этом внутренняя ЭДС выпрямителя Е d равна

1. созс 1 + cosa

3 где Е = U„(U„„— амплитуда линейного напряжения питания °

При симметричном управлении d. =

-0(= 0(.

При поочередном управлении не допускается одновременное изменение

ol иЫ.

Допустим, что выпрямительная установка 1 работает при токе нагрузки, который меньше уставки порогового элемента 5, которая показана на фиг. 4 пунктирной линией. В этом случае выходной сигнал датчика 4 тока такой, что пороговый элемент 5 работает на нижней части своей характеристики вход-выход. Выходной сигнал порогового элемента 5 поступает на вход 1 канала 6 управления для симметричного режима работы СИФУ 2. На фиг. 5 симметричное управление обозначается+» .Начальный уголо „„з 90. выставляется с помощью смещения (с) узла 8 смещения. Затем, алгебраически добавляя к смещению ток управления, получаем суммарный сигнал управления. В качестве опорного напряжения. в компараторе блока

9 используется синусоидальное напряжение, которое определенным образом смещено относительно коммутационного напряжения своего плеча выпря. мителя. Моменты времени, соответствующие углам управления О = О, 90 и 180, показаны на оси.

1261069

1 (cosd +созсс (п) ) — в выпрямительном режиме, 1 — -(соя Ы. +cosQ (п)) --. в инверторном режиме макс 1 со с (С) =

Показаны также моменты BpQMpHii> о отвечающие углам d „„„й 8 иы„„,=

180 -8й150

В компараторе блока 9 производится сравнение опорного сигнала (тока) с суммарным током управления узлов 7 управления и 8 смещения. В момент совпадения в блоке 9 формируется импульс управления.

На фиг. 6 показано получение двух моментов времени появления управляющих импульсов в выпрямительном режиме o(,(с) и d (с) > ос„(с), соответ" ствующих токам управления 1„(с) и

4У (с). Так как I (0,6 ?,, 15 то угол Ы,(с) или Ы (с) отвечает точкам 1 и 2 токовой диаграммы, изображенной на фиг. 4. Выпрямитель 1

Работает с симметричным управлением, так как ток мал, а угол выбирается

Е исходя из требуемой е = - . ТочЕ ки 9 и 10 в инверторном реМиме соответствуют углу Ы (с) и току управления i„ (c). Предположим, что ток нагрузки становится больше величины уставки порогового элемента 5 (точка 3 фиг. 4). Это может произойти как за счет изменения самой нагрузки, так и эа счет изменения выходного 3Р напряжения выпрямительной установки.

Когда выход датчика 4 тока превышает уставку порогового элемента 5, то выходной сигнал элемента 5 воздействует на вход 2 канала 10 управлеКроме того, в нижнем диапазоне изменения е в выпрямительном режиме

0 (e<(cos при оптимальном поочео редном управлении регулирование ведется следующим образом: Ы (п)

= Ащк const, ас,(n) изменяется от

4- (n) =6= 11 -g до, (n) =о ммм °

Ф макс

Как видно из фиг. 6, пока 1У(п)i 1, 5р

d (n) = сА„„„,, ас, (п) изменяется от

6 до Ы „„„ . При дальнейшем увеличении i (n) первый компаратор находитУ ся в ограничении и oL (п)=с м,„, ас (n) выходит из ограничения вЫ „и находится в промежуточном положении междуна „„, иЫ (например, d „(п) ио, (и) . В инверторном режиме i, (n) ния, и СИФУ 2 переходит к поочередному управлению, которое на фиг.б обозначено — --.Переход от точки 2 к точке 3 фиг. 4 осуществляется при е

=. const ° Компараторы блоков 13 и 15 работают так же, как .и при симметрич-" ном управлении, но вводится система из двух смещений i u i от. узлов 12 и 14 смещения. Эта система соответствует оптимальному псочередному управлению (один из вариантов реализации способа управления), характеризующемуся тем, что для каждого-.Е„ обеспечивается максимально воэможйая величина разности л Ы = Ы„- Ы

Оптимальность такого закона поочередного управления состоит в том, что по сравнению с любыми другими законами поочередного управления потребление реактивной мощности Q минимально (Q„„„ ) при одних и тех же выходных параметрах выпрямителя: Е < и

3,1 (выпрямленном токе нагрузки) .

Ток смещения i, от узла 12 смеeM| щения подается на компаратор блока

13 катодной группы, à i, от узла смещения 14 — на компаратор блока 15 анодной группы. Один и тот же ток I управления i „(n) от узла 11 управления подается на оба компаратора блоков 13 и 15, алгебраически складываясь с соответствующими смещениями. Для равенства е д при симметричном и оптимальном поочередном способах управления необходимо, чтобы изменяет знак. При этом oL.2 =а „

=const, à d,,(n) изменяется от о к макс °

Переход от симметричного управления к поочередному и наоборот позволяет уменьшить размах изменения напряжения сети, питающей управляемую выпрямительную установку, с широким диапазоном и большой скоростью регулирования напряжения. Это отображено зависимостями, представленными на фиг. 5. Например, для точек 2-3 (данные расчета в относительных значениях): 0,98948-0,95123=0,03825 — симметричное управление ();

0,99417-0,96607 = 0,02810 — поочеред1261069 Ф с угломер (с) =0,(ñ). Характер перехода ясен из фиг. 6.

Таким образом, применение симметрично-поочередного способа управления

5 позволяет получить минимально возможный для конктерного выпрямительного уст. ройства размах изменения напряжения при резких сбросах и набросах нагрузки.

Катаднаю

/7ючсреАюс

gnpu8nrwc ное управление (†), 0,989480,96607 = 0,02341 — симметрично-поочередное управление (), При этом размах изменения напряжения при

-использовании симметрично-поочередйо го управления выпрямительной установ кой (на одном и том же силовом оборудовании) для наиболее тяжелого интерв6ла уменьшится по сравнению с симметричным управлением в 1,63 раза, а по сравнению с поочередным управлением - в 1,2 раза. Толчки тока 4-5 и 6-7 более удобно производить, не меняя способа управления, Как видно из фиг.5, изуенение0", в точках 4-5 и 6-7 совпадает при поочередном управлении и управлении по предлагаемому способу. Это означает, что здесь нет никакого перехода, а управление поочередное.

Переход от точки 8 к точке 9 осуществляется из выпрямительного режима при поочередном управлении в инверторный при симметричном управлении, причем так, чтобы 1е (n)J= .! е1(с)) . Это соответствует приблизительно переходу от работы с углами с,(п) = „„„,, (n) = (п) к работе

Формула изобретения

Способ управления выпрямительной установкой, выполненной из двух по15 следовательно включенных многофазных групп вентилей, заключающийся в том, что управление вентильными группами производят независимо друг от друга, отличающийся

20 тем, что, с целью уменьшения размаха изменения напряжения сети при работе с резкопеременной, ударной нагрузкой, контролируют величину тока нагрузки и при токах нагрузки от 0,6 до 0,8 номинального значения осуществляют симметричное управление вентильными группами, в противном случае производят поочередное управление вентильными группами.

1261 069 0,97

0,98

035 (Pub. 5

Составитель В. Жмурон

Редактор Л. Веселовская Техред И.Ходанич

Корректор Е. Сирохман

Заказ 5242/56 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

i13О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграФическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4