Способ управления выпрямителем с неуправляемой катодной и несколькими управляемыми анодными группами вентилей

"МеталлурГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОтнРытий(71) Всесоюзный научно-исследовательский проектно-конструкторский .и технологический институт электротермического оборудования(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ С НЕУПРАВЛЯЕМОЙ КАТОДНОЙ И НЕСКОЛЬКИМИ УПРАВЛЯЕМЫМИ АНОДНЫМИ ГРУППАМИ ВЕНТИЛЕЙ, заключающий в том, что фиксируют моменты тест- венной коммутации. вентилей анодных групп формируют импульсы управления вентилями первой анодной группы в укаэанные моменты, о т л и ч а ю" щ и й с я тем, что, с целью повышения КПД и коэффициента мощности, фиксируют время коммутации вентилей каждой анодной группы, формируют импульсы управления вентилями каждой следующей анодной группы с задержкой по отношению к моментам естественной коммутации на время, равное суммарному времени коммутации вентилей анодных групп, включенных ранее.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания электронно-лучевых установокИзвестен способ управления выпрямителем, при котором формируют импульсы управления вентилями в моменты естественной коммутации Г 13.Недостатком этого способа является то, что в момент коммутации токов в управляемых группах из-за разброса пусковых характеристик вентилей коммутация в одной из управляемых групп начинается раньше и вентили других групп, которые должны вступить в работу, оказываются зашунтированными вентилями группы, где началась коммутация.Если ширина импульса меньше угла коммутации плеча, вступившего в работу, та вентили других групп остаются запертыми и в кривой выпрямленного напряжения появляются провалы.Наиболее близким к изобретению является способ управления выпрямителем с неуправляемой катодной и управляемыми анодными группами вентилей, заключающийся в том, что фиксируют моменты естественной коммутации вентилей, формируют импульсы управления вентилями первой анодной группы в указанные моменты времени 2 3.Недостатком этого способа является то, что при работе первой группы вентилей включение вентилей второй группы происходит в моменты, соответствующие максимальному анодному току вентилей первой группы, что приводит к значительным искажениям кривой выпрямленного напряжения, снижению коэффициента мощности и КПД источника питания и неоптимальным условиям коммутации вентилей.Целью изобретения является повышение КПД н коэффициента мощности.Поставленная цель достигается тем, что фиксируют время коммутации вентилей каждой анодной группы, формируют импульсы управления вентилями каждой следующей анодной группы с задержкой по отношению к моментам естественной коммутации на время, равное суммарному времени коммутации вентилей анодных групп, включенных ранееНа чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего способ управлэния.На схеме показаны высоковольтный трансформатор 1, соединенный через блок 2 реакторов с выпрямителем, состоящим из катодной группы 3 неуправляемых вентилей, и анодных групп,4-6 управляемых вентилей, датчики 7-9 токов нагрузки, нагруз 510 ки 10-12 (катоды электронных пушек), блоки 13-15 ключей, формирователи 16-18 импульсов управления, блок 19 управления ключами, блоки 20-22 сравнения, блок 23 синхронизации, блок 24 уставки напряжения, блоки 25 и 26 сложения, блоки 27-29 защиты и автоматического повторного включения.Устройство реализует. предлагаемый способ следующим образом. Через трансформатор 1, блок 2и выпрямитель с группами 4-6 вентилей нагрузки 10 -12 питаются отсети. Входы блока 23, представляющего собой трехфазный фазорегулятор, соединены с сетью. В исходном состоянии ключи блоков 13-15разомкнуты и не пропускают импульсы формирователей 16-18 на управляющие электроды вентилей. Блок 24формирует постоянное напряжение уставки, которое сравнивается в блоке 20 с тремя выходными сигналамиблока 23, Сравнение тех же сигналовосуществляют и блоки 21 и 22, таккак из-за отсутствия токов нагрузки на выходах блоков 25 и 26 напряжение равно выходному сигналу блока 24.При превышении уровней сигналовблока 23 над уровнемсигнала блока 24) 30 на выходах блоков 20-22 появляютсясигналы, задние фронты которых вызывают появление импульсов на выходах формирователей 16-18. Уровеньсигнала с блока 24 подбирают макси мально приближенным к амплитудесигналов блока 23, но достаточнымдля появления импульсов на выходеформирователей 16-18. Фаза сигналов блока 23 подбирается таким образом, чтобы запускающие импульсына выходе формирователей 16-18 появлялись в моменты естественныхкоммутаций вентилей.Таким образом, в исходном состоя нии на выходах формирователей 16-18в моменты естественных коммутацийформируются запускающие импульсы.Блок 19 замыкает ключи блока 13,в результате чего импульсы управо ления поступают на соответствующиевентили группы 4. На выходе датчика 7 появляется сигнал П , который имеет полярность, обратнуюполярности сигнала блока 24, и суммируется с ннм в блоке 25. На выходе блока 26 также появляется сигнал, равный сумме сигналов П исигнала блока 24. Поскольку уровень сигнала блока 24 приблизительно равен амплитуде сигналов блока 60 23, на выходе формирователей 17и 18 появляются запускающие импульсы с задержкой на т эл,град. относительно моментов естественныхШ Ь 5коммутациЯ, где у = агссоз(1- в ).ф1 сИзвестно, что угол коммутации вентилей зависит от анодного тока: у = агссоэ (1 - КЗ )Ц аВ устройстве уровень сигнала П с датчика тока пропорционален току Э, а амплитуда сигналов Ус с блока синхронизации подбирается равной= К. Следовательно, запускающие импульсы на выходе формирователей 17 и 18 появляются с задержкой на т = агссоз(1-К 3) относительно моментов включения вентилей группы 4. Блок 19 через блок 14 разрешает подачу импульсов на вентили группы 5. На выходе датчика 8 появляется сигнал У, пропорциональный току группы 5, а на выходе формирователя 18 появляются импульсы с задержкой относительно моментов естественных коммутаций на72=агссоз 1-К (Зсмк, +3 2) . При возникновении технологического короткого замыкания в одной из нагрузок, например 11, соответствующий блок, в данном случае 28, через блоки 19 и 14 отключит вентили группы 5. Благодаря тому, что устройство определяет суммарный 1081775момент окончания коммутациЯ вентилей групп, вступивших в работу раньше,и в этот момент подает запускающие импульсы на вентили группы, вступающей в работу позже, 5 вентили группы б вступят в работусразу после окончания коммутацийв вентилях группыо 4.Таким образом, за счет определения устройством моментов окон чания коммутаций и подачи импульсов управления на вступающие в работу вентили управляемых групп вмоменты окончания суммарной продолжительности коммутаций вентилей,вступивших в работу ранее, оптимизируются условия коммутаций вентилей и повышается коэффициент мощности и КПД. Использование предлагаемого способа при управлении выпрямителем, питающем электронно-лучевые пушки, позволяет уменьшить пульсации на" пряжения и снизить утечки анодного тока на электронно-лучевых пушках, что снижает вероятность выхода их иэ строя, увеличить степень фокусировки луча на объекте нагрева и облегчить условия программного распределения мощности.30каз г де илиал НПП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,3/51 Тираж 667 ВНИИПИ Государственно по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Р е