Способ контроля системы управления тиристорным преобразователем

 

Изобретение относится к.электротехнике и предназначеио для использования в устройствах для контроля и защиты систем управления тиристорными преобразователями. Целью изобретения является повьш1ение надежности контроля системы управления тиристорными преобразователями. При изменении сигнала управления преобразователем в динамических режимах работы длительность интервалов времени между импульсами управления тиристорами изменяется, что может приводить к ложным срабатьшаниям системы контроля . Введение коррекции заданного интервала времени по первой производной сигнала управления позволяет устранить ложные срабатьгаания системы контроля, а также обеспечить контроль асимметрии управляющих импульсов . 3 ил. с (Л с:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 Н 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 3

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ЕИБ; ;. (21) 4173215/24-07 (22) 05. 11. 86 (46) 15.06.88. Бюл, Ф 22 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова (72) Е,Я. Омельченко, В.И. Паталаха, В.Я. Сыромятников, Н.В, Фомин и Е.Н Кирбабин (53) 621,314.572(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 799069„ кл, Н 02 Н 7/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

К 266921, кл. Н 02 М 7/515, 1969. (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ;СИСТЕМЫ УПРАВ-

ЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к.электротехнике и предназначено для исполь" зования в устройствах для контроля

„„SU,» 1403213 А1 и защиты систем управления тиристорными преобразователями. Целью изобретения является повып ение надежности контроля системы управления тиристорными преобразователями. При изме-. нении сигнала управления преобразователем в динамических режимах работы длительность интервалов времени между импульсами управления тиристорами изменяется, что может приводить к ложным срабатываниям системы контроля. Введение коррекции заданного интервала времени по первой производной сигнала управления позволяет устранить ложные срабатывания системы контроля, а также обеспечить контроль асимметрии управляющих импульсов 3 ил

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в устройствах для контроля и защиты систем управления òèðèñòîðными преобразователями.

Цель изобретения — повышение надежности контроля системы управления тиристорными преобразователями., изображена структурна схема устройства для контроля системы управления преобразователем, реализующего предлагаемый способ; на фиг, 2 — временные диаграммы работы структурной схемы на фиг. 3 — врер 9 15 менные диаграммы для определения длительности интервалов между импульсами управления.

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит развязывающие диоды 1-3 формирователь 4 сигнала сброса, интегратор 5 с переключателем сброса, релейный элемент 6, дифференцирующее звено 7„ суммирующий

1 элемент 8. На аноды развязывающих диодов 1-3 подаются напряжения импульсов управления Uy Катоды развязывающих диодов 1-3 подключены к входу формирователя 4 сигнала сбэоса, выход которого подклю:ен к переключателю сброса интегратора 5. Выход

30 интегратора подключен к входу релейного элемента 6, на выходе последнего формируется сигнал неисправности преобразователя, На вход дифференцирующего звена 7 подается напряжение управления преобразователя Н „.„„, а выход звена 7 подключен к первому входу суммирующего элемента. 8, на второй вход которого подается постоянное напряжение U Результирующий сигнал с суммирующего элемента 8 подается на вход интегратора 5.

На временных диаграммах,, поясняющих работу структурной схемы устрой- 45 ства контроля (фиг ° 2)., изображены напряжения управления тиристорного преобразователя U >r< выходное напряжение дифференцирующего звена U » выходное напряжение формирователя gQ сигнала сброса U q, выходное напряжейие интегратора 5, выходное напряжение релейного элемента 6, На фиг, 3 приведены временные диаграммы работы структурной схемы, объясняющие дейст-55 вия первой производной напряжения

U r, ч диаграммы работы, объясняющие срабатывание релейного элемента при наличии асимметрии импульсов управления.

На временных диаграммах для определения длительности интервалов между импульсами (фиг. 3) приведены пилообразные опорные напряжения для четырех каналов системы импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя U0n, -Н „ напряжение управления тиристор-преобразователя Н „, напряжения импульсов управления тиристорами U „, -U >q, выходное напряжение формирователя сигнала сброса U@ Пунктирными линиями выделены пилообразные опорные напряf жения с различным наклоном U „, и различной синхронизацией начала nuf лы U0„<, которые вносят асимметрию по углу импульсов управления и Д Ы 5 соответственно, Длительность. интервалов между импульсами управления отмечена в статике t и динамиС ке t>. Интервалы в динамике отличаются от статистических на величину

At . Асимметрия угла управления 0(д приводит к изменению длительности интервалов между импульсами управления в статике t c и t ca на величину

Бремя между импульсами при работе тиристорного преобразователя определяется точками пересечения опорного напряжения U 0n и напряжения уп.равления преобразователя U yrrr (,фиг. 3). При неизменном во времени (статический режим работы ТП) и симметричном опорном напряжении во всех каналах управления время между импульсами управления тиристорами постоянно и равно с с =- 1 (ст), «) где f — частота питающей сети;

m — число пульсаций выпрямленного напряжения.

Асимметрия между импульсами управления возникает от опорного напряжения из-за ра.зличного наклона (U „„) или неточной синхронизации

/ начала опорного чапряжения (U 00$ ) °

При угле асимметрии БЫЛ 1О эл, град. колебания выпрямленного напряжения превьппают 171 от максимального выпрямленного, что приводит к колебаниям выпрямленного тока, неустойчиВоН работе преобразователя, неравномерной загрузке тиристоров по току.

На практике допустимой считается

Dc<> « 5 эл. град. Время между импуль14ОЗ 21З (4) Совместно решая уравнения- (1) (5), находим зависимость 0,= к /Гк,m(K>-к ), . (6) по которой видно, что время между 40 импульсами управления в динамике зависит от скорости изменения напряжения управления К

Пропадание имйульса управления при неисправной работе системы управ- 45 ления преобразователя приводит к увеличению времени между импульсами на величину t,.

Таким образом, с учетом уравнений (1), (2) и (6) в общем случае g0 максимальное время между импульсами равно

K6/ сш(К>-K )+g t„+t g причем два последйих слагаемых появляются при асимметрии импульсов и пропадании одного из них, Для проверки длительности интервалов между импульсами управления эти импульсы через развязывающие диоды сами за счет асимметрии равно

t„= t + д „, (2)

Дс где 8t = - — — временная асиммет2И рия импульсов, При изменяющемся напряжении управления (динамический режим работы) время между импульсами управления зависит от характера изменения U > „ во времени. Для повышения помехоза щищенности на входе системы импульсно-фазового управления преобразователя устанавливается фильтр с посто-. янной времени Тф. При произвольном входном сигнале напряжение управления U> „, сравниваемое с опорньм, имеет ограниченную скорость изменения во времени. При скачкообразном входном сигнале время переходного процесса для U»л t пр = ЗТф, что соответствует для трехфазной мостовой схемы 5-9 выпрямления пульсациям выпрямленного напряжения, т.е. на интервале времени между двумя импуль- 25 сами управления напряжение управления преобразователя можно считать изменяющимся по линейному закону:

П тп () = П тяо + К) г () где Ky= П тп /гр = tg „.

Для опорного напряжения справедливо выражение о оп (t) = Кp < где К, =DU» /at >,--- -tgp, Время между импульсами

ta% te+ 5t в1 (5) 1 — 3 (фиг. 1) подают на вход формирователя 4 сброса, выходной сигнал которого в виде жчпульсов подается на переключатель сброса интегратора 5.

В статике, когда напряжение управления преобразователя не изменяется во времени, а его первая производная по времени dU „ „ /dt = 0, на вход интегратора 5 поступает постоянное напряжение U а максимальный выходной сигнал интегратора И

П

Т

И О где Т, — постоянная времени интегриИ рования интегратора, с

t — длительность интервала между двумя импульсами управления, с.

При отсутствии асимметрии и наличии всех импульсов управления

tc

И

Ugc =Бпг /Т =Б„/(m Т ) .

Выходное напряжение интегратора поступает на вход релейного элемента 6, для которого напряжение срабабывания U, > U< и на выходе релейного элемента не формируется сигнал неисправности.

Таким образом, интегратор 5 совместно с релейным элементом 6 осуществляют сравнение интервала времени между импульсами управления с заданным интервалом времени. который определяется темпом нарастания выходного напряжения интегратора 5 и порогом срабатывания релейного элемента 6.

Формирование сигнала неисправности при исчезновении импульсов управления или их асимметрии происходит за счет того, что согласно (7)

Сц 7 t< и максимальное выходное напряжение интегратора г-с+ g t ) /7ll i ц превысит напряжение срабатывания релейного элемента 6.

Для повышения надежности контроля работы преобразователя напряжение управления U „ через дифференцирующее звено 7 подается на суммирующий элемент 8, суьыируется с постоянным напряжением U„ и поступает на вход интегратора 5.

Входное напряжение интегратора 5

Ugx 5 — Un Т а 4П yn/dt>

1403?13 где Т вЂ” постоянная времени дифферен3 цирующего звена 7

Интегратор 5 за время между импульсами управления t интегрирует входной сигнал U „ и максимальная величина выходного сигнала интегратора

<и

1 Г /Uvre

U = — } (U -Т вЂ” — -- } dt . (8) т

В динамике

dU утп/d t = d U,„/t = K y а максимум выходного сигнала интегратора 5 с учетом (6) и (8) равен

0 К Ф(ПЛ TaK2) . (9)

52 Т йт(К -K ) 2О

Если выбрать постоянную величину времени дифференцирующего звена 7 из условия .Т = Цп/К р (1О) то

П D =: Б s = 0 /(Естп Т )

ТакАм образом, в динамике за счет корректирующего сигнала по первой ЗО производной напряжения управления во времени при выборе постоянной вре мени дифференцирующего звена 7 по условию (10) максимальный выходной сигнал интегратора 5 не превышает напряжения срабатывания релейного эле1МЕНта б, т.е. исключаются ложные сраба— тывания системы контроля при изменении напряжения управления преобразователя. 40

При изменении напряжения управления преобразователя сигнал с выхода. дифференцирующего элемента 7 уменьшает темп интегрирования и выходной сигнал Ug не доходит до уровня U op хотя в динамике время между импульсами изменяется (фиг, 2а) .

При асимметрии импульсов управления увеличивается время между импульсами на величину д t (фиг. 2б), что приводит в результате к срабатыванию релейного эле1ента в момент времени

Введение коррекции в формирование заданно o интервала. времени по первой производной напряжения управления преобразователя по времени исключает ложное появление сигнала неисправности в динамике от изменения напряжения управления, обеспечивает своевременное формирование сигнала неисправности при исчезновении импульсов управления, что позволяет отключить преобразователь до аварийного режима опрокидывания инвертора, исключает работу преобразователя при большой асимметрии импульсов управления, повышает надежность контроля системы управления тиристорного преобразователя.

Формула изобретения

Способ контроля системы управления тиристорным преобразователем, при котором сравнивают длительность интервалов времени между лмпульсами управления тиристорами с длительностью заданного интервала времени и в случае превышения длительностью интервала времени между импульсами управления длительности заданного интервала времени формируют сигнал неисправности,„. отличающийся тем, что,. с целью повышения надежности контроля, заданный интервал времени формируют в виде разности постоянного интервала времени и интервала времени, пропорционального первой производной сигнала управления преобразователем по времени.

1403213! 403213

Составитель В,Широков

Техред Л.Сердюкова

Корректор Л.Пилипенкс

Редактор Е.Копча

Заказ 2874/48

Тираж 650

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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