Способ управления вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями постоянного тока. Целью изобретения является получение среднего выпрямленного напряжения на нагрузке, независимого от формы напряжения питающей сети. В данном способе изменения режима работы нагрузки и изменения в напряжении питающей сети учитываются при формировании опорного напряжения и, следовательно, при определении угла открывания вентиля преобразователя . Формирование дополнительного опорного напряжения получают интегрированием фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открьшания шунтирующего вентиля, сравнивают это напряжение с напряжением управления шунтирующим вентилем и формируют импульсы управления шунтирующим вентилем , что позволяет расширить функциональные возможности преобразователя . 1 з.п. ф-лы, 5 ил. $ (Л со со со со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1319199 А1 (д1) 4 Н 02 М 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3815298/24-07 (22) 23.11.84 (46) 23.06.87. Бюл. № 23 (71) Белорусский политехнический институт (72) Н.Н. Михеев и А.P. Околов (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 666600118877, кл. H 02 P 13/16, 1979.

Электротехническая промышленность.

Сер."Преобразовательная техника", 1983, № 6, с. 9-12. ленного напряжения на нагрузке, независимого от формы напряжения питающей сети. В данном способе изменения ре— жима работы нагрузки и изменения в напряжении питающей сети учитываются при формировании опорного напряжения и, следовательно, при определении угла открывания вентиля преобразователя. Формирование дополнительного опорного напряжения получают интегрированием фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля, сравнивают это напряжение с напряжением управления шунтирующим вентилем и формируют импульсы управления шунтирующим вентилем, что позволяет расширить функциональные возможности преобразователя. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С ШУНТИРУ10ЩИМ ВЕНТИJIEM (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями постоянного тока. Целью изобретения является получение среднего выпрямОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 319199

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями постоянного тока с шунтирующими вентилями. 5

Целью изобретения является полу-чение среднего выпрямленного напряжения на нагрузке, независимого от формы напряжения питающей сети и режима работы нагрузки, уменьшение потерь в нагрузке, расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия работы преобразователя и упрощение .технической реализации !

5 устройства, реализующего способ управления вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ управле20 ния однофазным вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем; на ,фиг. 2 — блок выбора режимоз устройства; на фиг. 3 — график, поясняющий работу блока задания напряжения управления вентилями преобразователя блока выбора режимов; на фиг. 4 график, поясняющий работу блока задания напряжения управления шунтирующим вентилем; на фиг. 5 — линейные диаграммы, поясняющие способ и работу устройства, упреждающего управление вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем.

Вход блока l синхрониэирующих сигналов соединен с клеммой сетевого

35 питающего напряжения, а выход — с входом формирователя 2 синхронизирующих импульсов, неинвертирующие входы интеграторов 3 и 4 соединены с клеммой сетевого питающего напряжения, а неинвертирующий вход интегратора 5 — с датчиком противо-ЭДС нагрузки, ключи сброса интеграторов

6-8 подключены на соответствующие входы интеграторов 3-5, а входы управления ключей сброса интеграторов

6-8 соответственно соединены с выходами блока 1 синхронизирующих сигналов, формирователя 2 синхрониэчрую50 щих импульсов и датчика тока, одна клемма управляющего ключа 9 соединена с неинвертирующим входом интегратора 4, а вторая — с нулевой шиной, выходы интеграторов 3-5 соединены соответственно с первым и вторым

55 входами суммирующего устройства 10, четвертый вход которого соединен с выходом блока 11 определения фазного выпрямленного напряжения эа положительный полупериод, а выход— с входом сравнения компаратора 12, вход сравнения компаратора 13 соединен с выходом интегратора 4, а опорные входы компараторов 12 и !3 — соответственно с первым и вторым выхо— дами блока 14 выбора режимов, вход которого соединен с источником напряжения управления, выход компаратора

12 через формирователь 15 импульсов управления соединен с управляющим входом вентиля преобразователя, а выход компаратора 13 — с входом управления управляющего ключа 9 и входом формирователя 16 импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом шунтирующего вентиля.

Источник задания напряжения ограничения максимального угла открывания вентиля преобразователя через диод

17, включенный в прямом направлении, соединен с первым входом сумматора

18, второй вход которого через диод !

9, включенный в прямом направлении, и диод 20, включенный в обратном направлении, соединен с источником напряжения управления и является входом блока 14 выбора режимов, а выход сумматора 18 является первым выходом блока 14 выбора режимов и через диод 21, включенный в прямом направлении, и стабилитрон 22, включенный в обратном направлении, соединен с нулевой шиной. Катоды диодов 23 и 24 соединены соответственно с источником задания напряжения ограничения минимального шунтирующего вентиля и источником задания напряжения управления, а аноды объединены в общую точку и через резистор 25 соединены с вторым выходом блока 14 выбора режимов и анодом стабилитрона 26, катоц которого соединен с нулевой шиной.

На фиг. 3 и 4 U — напряжение уп J равления; U„» — напряжение управления вентилями преобразователя; U ö напряжение управления шунтирующим вентилем; Б„„„с ц„и !1„„,„, — напРяжения ограничения максимального и минимального углов открывания вентилей преобразователя соответственно; U„„„ и

Б„ „, — напряжения ограничения минимального и максимального углов открывания шунтирующего вентиля соответственно.

1319199

На фиг. 5 Ц вЂ” сетевое питающее напряжение; U — выпрямленное напряжение; а — синхронизирующие сигналы;

И, — синхронизирующие импульсы;

U„, —; U — 5 дополнительное опорное напряжение;

Uz — напряжение на выходе дополнительного интегратора; U . напряжение управления; U,„ „ — напряжение ограничения минимального угла открывания шунтирующего вентиля; 11 напряжение ограничения максимального угла открывания вентиля преобразователя; Ud, — фазное выпрямленное напряжение за положительный период; !5

Н „ и Н „ — сигналы на выходах первого и второго интегратора соответственно; И и И -- импульсы управления вентилем преобразователя и шунтирующим вентилем. 20

Устройство работает следующим образом.

Сетевое питающее напряжение поступает на неинвертирующие входы интеграторов 3 и 4. Синхронизирующий импульс И, с выхода формирователя 2 синхронизирующих импульсов поступает на вход управления ключа сброса интегратора 7, сбрасывая интегратор и подготавливая его к работе. После исчезновения синхронизирующего импульса И ключ сброса интегратора 7 размыкается и начинается интегрирование на этом интеграторе сетевого пи,тающего напряжения. Полученное в ре 35 зультате интегрирования напряжение сравнивается на компараторе 13 с напряжением управления шунтирующим вентилем П и в момент равенства чав этих напряжений формируется управляю-"0 щий сигнал Ищ,, который вызывает за— мыкание управляющего ключа интегратора 7, по переднему фронту этого сигнала формируется с помощью формирователя 16 импульсов импульс управления шунтирующим вентилем Ишв. Напряжение с выхода интегратора 4 поступает одновременно и на третий вход суммирующего устройства 10, где суммируется с фазным выпрямленным напряжением за положительный полупериод U d,, которое поступает на четвертый вход суммирующего устройства 10. До этого момента ключ сброса интегратора 6 замкнут синхронизирующим сигналом а, поступающим с выхода блока 1 синхронизирующих сигналов, и интегрирования сетевого питающего напряжения U не происходит, напряжение на выходе интегратора 3 — ноль. При исчезновении синхронизирующего сигнала ключ сброса интегратора 6 замыкается, и на выходе интегратора появляется напряжение, которое поступает на первый отрицательный вход суммирующего устройства 10 где вычитается из уже имеющегося напряжения. При погасании тока нагрузки ключ сброса интегратора 8 размыкается, происходит интегрирование противо-ЭДС нагрузки на интеграторе 5, напряжение с выхода интегратора 5 ц поступает на второй вход суммирующего устройства 1О, напряжение с выхода которого U,, сравнивается на компараторе 12 с напряжением управления вентилем преобразователя U > в и в момент равенства этих напряжений с помощью формирователя 15 импульсов управления формируется импульс управления вентилем преобразователя

Блок !4 выбора режимов (фиг. 3 и

4) работает следующим образом.

При U 0 напряжение на первом выходе блока 14 выбора режимов U,q„ Пч, если Пмаксвп Пч Пмво бл, если Пч(П„„чксвпт то Пчв. =UÄ.с в. и U >=U > > вп, если

П Ц„„вп, последнее равенство выпол.няется с помощью стабилитрона 22; напряжение на втором выходе блока 14 выбора режимов Uó â =Uмин при Уча, напряжение на первом выходе блока выбора режимов 11 „ определяется как сумма напряжения управления U и напряжения ограничения максимального угла открывания вентиля преобразователя U„„, . при таком задании напряжения управления вентилем преобразователя обеспечивается открывание вентиля преобразователя с максимальным постоянным углом открывания; напряжение на втором выходе блока 14 выбора

Режимов Пч,,в =0 шв если П Пми шв ч если UÄ Ä,,cUq(U„„„„8, Пчшв Пмикс,пв если Уч Пмаксв,в, последнее равенство обеспечивается с помощью стабилитрона 26.

Опорное напряжение (фиг.5) в режиме прерывистых токов Uoä формируют как сумму фазного выпрямленного напряжения за положительный полупериод

U<,, сигнала, пропорционального разности напряжений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов U, получаемого интегрированием на интервале бестокоl 319199 вой паузы противо-ЭДС нагрузки, и сигнала, пропорционального разности интегралов фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения 5 через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля и фазного напряжения в положительной области с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания вентиля преобразователя; сравнивают опорное напряжение U« > с напряжением управления вентилем преобразователя U я и в момент равенства этих напряжений формируют импульс управле- 5 ния вентилем преобразователя U>Ä .

Таким образом, изменения режима работы нагрузки и изменения в напряжении питающей сети учитываются при формировании опорного напряжения и, 20 следовательно, при определении угла открывания вентиля преобразователя, а среднее выпрямленное напряжение нагрузки поддерживается постоянным при неизменном напряжении управления.

Дополнительное опорное напряжение

U „ получают интегрированием фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля, сравнивают это напряжение с напряжением управления шунтирующим вентилем U è в момент равенства этих напряжений формируют импульс 35 управления шунтирующим вентилем H „>.

Таким образом, использование второго канала управления — канала шунтирующего вентиля позволяет расширить функциональные возможности преобразо- <0 вателя, а управление вентилем преобразователя и шунтирующим вентилем в соответствии с алгоритмом управления, реализуемым блоком 14 выбора режимов, позволяет уменьшить потери в нагрузке и повысить быстродействие преобразователя.

Формула изобретения

1. Способ управления вентильным

50 преобразователем с шунтирующим вентилем, заключающийся в том, что в режиме прерывистых токов формируют сигнал, пропорциональный разности напря55 жений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов, формируют опорное напряжение, сравнивают его с напряжением управления вентилем преобразователя и в момент равенства этих напряжений вырабатывают импульс управления вентилем преобразователя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью получе— ния среднего выпрямленного напряжения на нагрузке, независимого от формы напряжения питающей сети и режима работы нагрузки, опорное напряжение формируют как сумму фазного выпрямленного напряжения за положительный полупериод, сигнала, пропорциональног"o разности напряжений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов и сигнала, пропорционального разности интегралов фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения напряжения через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля и фазного напряжения в положительной области с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания вентиля преобразователя, причем сигнал, пропорциональный разности напряжений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов, формируют интегрированием на интервале бестоковой паузы противо-ЭДС нагрузки.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения потерь в нагрузке и повышения быстродействия преобразователя, формируют дополнительное опорное напряжение интегрированием фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля, сравнивают это напряжение с напряжением управления шунтирующим вентилем и в момент равенства этих напряжений формируют импульс управления шунтирующим вентилем, причем напряжение управления вентилем преобразователя ределяется как U>>„=U„ecmH U„ «8> 0у амин >it s 0уВл 11мий цд BcJIH 0у 7 и

U÷sí U ак. в„+Uó °,если Uó(0, а напряжение управления шунтирующим вентилем как U„ =U„,н „ь, если U„U„,H.,S, U>>> 0у e+JIH U

Омске иге если у 11максшв де 1мин ьп в 1мчн юв ю Омаксв 11макс ц,& напряжения ограничения минимальных и максимальных углов открывания вентилей преобразователя и шунтирующего вентиля.

13 9199

Фиг 1

2 3191 99

1319199 с îï шв

Пав

Пр îï

8вп вп

Фиг. 5

Составитель А. Придатков

Редактор И. Шулла Техред Н. Глущенко Корректор Л. Патай

Заказ 2525/52 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4