Способ регулирования напряжения управляемого мостового преобразователя

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалист и чески и Республик(61) Дополнительное к авт. свид 22) Заявлено 0202 б (21) 2318150/ 24-07заявки 3 Чв 51 Кл,6 051/40 ОН 02 Р 13/1 исоединение оеедврвтвеиный номитеСовета Мннивтров СССРво делам нэобретениХи отнрытиХ 23) Приорите) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ УПРАВЛЯЕМОГ МОСТОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ енплав 2 Ольс.ни я. Изобретение относится к источникам питания обмоток электромагнитных систем синхротронов или термоядерных установок типа токамак.Источники питания основного магнитного поля синхротронов или обмоток продольного поля термоядерных установок типа токамакдолжны Формировать импульсы тока трапецеидальной формы, что осуществляется с помощью вентильных преобразователей, работающих в режиме подъема тока с углом регулирования, близким к нулю, при достижении максимального значения тока с углом регулирования, обеспечивающим равенство напряжения преобразователя с падением напряжения на активном сопротивлении контура, а при спаде тока - в инверторном релтию ме 11.Такой способ формирования импу сов преобразователей с увеличенным углом регулирования в течение времени, соответствующего длительности плоской части импульса, приводит к увеличению пульсаций выпрямленного напряжения, увеличению реактивной мощности и высших гармонических составляющих тока и напряжения источника пита 30 Известен спосбб,регулирования выпрямленного напряжения преобразователей, уменьшающий нежелательные последствия увеличения угла регулирования вентилей эа счет создания секционированного преобразователя, состоящего из ряда последовательно соединен ных секций2 1.Этот способ является наиболее близким к изобретению.По этому способу дискретное изменение выпрямленного напряжения осуществляется путем шунтирования сек ций специальным коммутирующим элем том (,управляемым вентилем), а ное , изменение напряжения в узком диапазоне обеспечивает введение угла регулирования в одну иэ секций.Его недостатком является необходимость установки коммутирующих элементов Управляемых вентилей), каждый из которых рассчитан на полную мошно шунтируемой секции.Целью предлагаемого изобретения является ликвидация шунтирующих уира ляемых вентилей, что позволит существенно удешевить преобразователь.Поставленная цель достигается тем, что снижение напряжения преобрззователя на величину напряжения одной иэсекций обеспечивается путем смещения угла поджигания вентилей трех плеч моста, имеющих общую точку (общий анод или общий катод), на угол ссж 180-(-6 (где у -угол коммутации5 вентилей, а 6" -угол, соответствующий времени восстановления управляющей способности вентилей) в сторону отста- вания от точки естественного поджигания вентилей, а,последующее увеличение напряжения преобразователя осуществляют путем восстановления естественно. го угла поджигания вентилей во всех плечах моста данной секции.На фиг.1 изображена принципиальная схема секционированного преобразователя на фиг.2 - кривые изменения напряжений, токов и поджигающих импуль" сов в каждом из плеч моста секции 1, иллюстрирующие предлагаемый способ; на фиг.3 - то же, для секции Й . 3)Преобразователь содержит вентили1 Г1-3 и 1-3 секции Т, вентилу 4-6 и 4-6 секции 1(; А, В, С, А, В, С - фазы вторичной обмотки питающего трансформато ра. Я 5Вдоль осифаф(фиг.2) отложены фазные напряжения источника питания 1-ой секции. На оси фб - ток вентиля 1, на оси 1 вф - ток вентиля 1 на,/ осифгф- ток вентиля 2, на. осидЯток вентиля 2, на осн е - ток вентиля 3, на оси ж - ток вентиля 3,На оси з изображено выпрямленное напряжение 1-ой секцииНа оси и изображена последова" тельность поджигающих импульсов вен.тилей 1, 2, 3, на оси к - последовательность поджигающих импульсов вентилей 1, 2, 3.) /До момента времени 1 секция Г преобразователя работала в выпрямите льном режиме с углом регулирования Ы : 0 и углом коммутации вентилей ь, В момент 1 поступает команда на уменьшение напряжения секционированного преобразователя (фиг.1) на вели чину, соответствующую выпрямленному напряжению 1-ой секции, Для выполнения этого последовательность поджигающих импульсов, управляющих вентилями 1, 2, 3, сдвигается в сторону отстаИ) вания На угол А- 180-т 2 - б гдеугол коммутации определяемыйгуглом с8 - угол, соответствующий времени 55 восстановленияуправляющей способности вентилей. Обычно угол д - величина достаточно малая. Например, для тиристороэ он составляет величину, меньшую 1 эл. град. При таком сдвиге угла зажигания вентилей возникает поочередно сквозное горение двух проти. воположных плеч моста. В течение таких интервалов сквозного горения выпрямленное напряжение преобразователя равно нулю. Например, ток нагрузки замыкается через вентили 1 и 1, через 120 эл. град. через вентили 2 и 2 и еще через 120 эл. град через вентили 3 и 3. В интервале между коммутациямп с одной пары противоположных плеч на другую в контуре нагрузки на время, соответствующее углу о. возникают лики напряжения достаточ-, но малой амплитуды, которые в случаенеобходимости легко могут быть отфильтрованы. Как видно из кривой изменения напряжения секции (ось з), выпрямленное напряжение спадает при этом до нуля за несколько мсек. На оси н пунктиром показан поджигающий импульс вентиля 1, соответствующий режиму с максимальным выпрямленным напряжением 1-ой секции интервал времени 0и сплошной линией сдвинутый на .угол А поджигающий импульс вентиля 1 при выпрямленном напряжении У - 0 . Дадлее на этой оси изображена последовательность поджигающих импульсов вентилей 2 и 3, Последовательность поджигающих импульсов вентилей 1, 2, 3 при этом не сдвигается по фазе. Однако в случае, если желательно получить выпрямленное напряжение секции, точно равное нулю, последовательность поджигающих импульсов вентилей 1, 2, 3 должнабыть сдвинута в сторону отставания на угол 3 . Тогда кривая выпрямленного напряжения дополнится участками, изображенными на кривой оси з 1 пунктиром.Аналогично протекают процессы в схеме, когда сдвигаются поджигающие импульсы на угол А 2 э группе вентилей с общими анодами (фиг.З).Для того, чтобы сформировать трапецендальный импульс тока, как это требуется для синхротронов и термоядерных установок, после выключенияиз контура питания обмотки электромагнита напряжение одной или нескольких секций. преобразователи следует перевести в ннвертный режим. С этой целью сдвигаются поджигающие э сторо ну отставания на угол о группы вен 2тнлей с общим анодом (фиг.2) или с общим катодом (фиг.З), и преобразователь переходит на работу в нормальном инэерторном режиме.В случае необходимости формирования импульсоэ более сложной формы,чек трапеция, т.е. в случае, когда может потребоваться повторное включение в контур напряжения секции преобразава теля с М = 0, следует сдвинутые на угол д. поджигающие импульсы вернуть, в исходное состояние.Технико-экономическим преимуществом предлагаемого способа является существенное снчжение стоимости установки, так как каждый из шунтирующнх элементов должен быть выбран на нолную мощность шунтируемой секции. Умень591843 формула изобретения д 1 шение количества управляемых вентилей (шунтирующих элементов) повышает также надежность работы установки. Способ регулирования напряжения управляемого мостового преобразовате ля, состоящего из нескольких последовательно соединенных секций, путем" включения и выключения из контура нагрузки,одной или нескольких секций и изменением угла поджигания вентилейо т л и ч а ю щ и й с я тем, что с целью удешевления преобразователя, снижение напряжения преобразователя на величину выпрямленного напряжения одной из секций осуществляется путем смещения угла поджигания вентилей трех плеч моста этой секции, имеющих об-, щую точку,на угол оС 180-. Ь, (где- угол коммутации вентилей, а о угол, соответствующий времени восстановления управляющей способности вентилей) в сторону отставания от точки естественного подключения вентилей, а последующее увеличение напряжения венц тильного преобразователя осуществляютпутем восстановления естественного угла поджигания вентилей во всех плечах моста данной секции. Источники информации, принятые вовнимание приэкспертизе: 1, Авторское свидетельство СССР9 18780, Н 02 М 7/72, 1964. 2, Патент Англии М 1181800,Н 2 Р,59184 3 Составитель Г. Добровольскисдактор И.Тимофеева Техред И.Климко Корректор д.власенко ака НИИ писное СССРинис 1304/ Филиал ППППатент,г Ужгород, ул, Проектная, 4 9/41 Тираж осударственного комитет по делам изобретений 5,Москва,Ж, Раушская