Способ управления компенсированным вентильным преобразователем

О П И С А Н И Е 1 п 166086ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических) Приоритет сударствекиыи комитет 3) Опубликовано 30,04 5) Дата опубликования Бюллетень Лвсания 30.04.79 53) УДК 621,314. Орловкспериментальное отделениего научно-исследовательскогоНИИпро 171) Заявитель Ленинградское проектно-эесоюзного государственн проектного институтаВ ектэлектромонта) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЕНСИРОВАННЫ ф 4 т 115314 Лф ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ЕМ ре- леСпособ управления предназначен для использования в вептильных электроприводах постоянного тока, предельный выпрямленный ток которых в инверторном режиме значительно меньше, чем в выпрямительном (например, главные электроприводы оожимпых прокатных станов).Извсстен способ поочередного управления двумя последовательно вк;поченными преобразователями, питающими электро- привод 111.Указанный способ позволяет на 30 - 40, снизить максимальное и среднее значения потребляемой реактивной мощности, что является недостаточным для обеспечения современных требований к энергетическим характеристикам вентильных электроприводов.Известны также способы управления вентильным преобразователем, состоящим из двух последовательно включенных вентильных комплектов, один из которых выполнен с искусственной коммутацией, а другой - с естественной коммутацией 12, 31,Посредством введения дополнительной системы регулирования обеспечивается поддержание в определенных пределах необходимого уровня реактивной мощности. Это позволяет пс только исключить потребление реактивной мощности, но также дополнительно использовать вентильный преобразователь как источник регулируемой реактивной мощности.1-1 сдостатком указанных способов является значительная мощность дополнительного оборудования для осуществления искусственной коммутации. Это увеличивает 10 установленную мощность преобразователяв целом.Целью изобретения является устранениеуказанных недостатков при обеспечении высоких энергетических показателей вен тильного преобразователя, удовлетворяющих требованиям нормативных документов на качество электроэнергии.Для этого мощность коммутирующегооборудования для осуществления искусст венной коммутации уменьшается с увеличением минимально необходимой величины выпрямленного напряжения преобразователя (т. е, с уменьшением необходимой глубины регулирования), а также с уменьше нием предельной (максимальной) величины выпрямленного тока преобразователя.В связи с этим описываемый способ управления компенсированным вентильным п образователем, состоящим из двух посдоБЫсльно соединенных рсвсрсцвпых Бсптильеых комп;сктов, псрвыЙ 113 которых БЫ 110:31 ЕН С ССТЕСВЕННОИ ЕОЭЕЪЕУТЯЦИСЦ с 1 второй с искусственной коммутацией, заключается в том, Ето в диапазоне изменсНня БЫХОдНОГО ПацряЖЕНИя ПрСОбр 23013 сЕТСЛЯ ОТ МЫКСИМЫЛЬПОГО 1:ОЛОЖТСЛЬЕ 10 ГО ДО ПУЛСБОГО ЗПЫЧСПИ 51 СП 2 ЫЛЫ ОДПОБРСМСП 130 уВЕЛИЧИВавт фаЗу упрсЕБГ 51 ОЦЕЕХ П)ЕЕу)ЬСЕ)3 Об 011 Х ЬСПТИЛЬПЬХ КОМЕ,ЕСЕ 013, Е 32 ГСМ 1)0- ДОЛЖ 2101 УВЕЛИП 1 Бс 11 Ь ф 23 У ПМПУЛЬСОБ 1 ОЛЬКО ВСНТИЛЫ 10 ГО ЕОХЕП;1 СКТс) С ССССБе: - НОЙ КОММУТЫЦИСЙ, 2 В ДИЫПсЗОНС ЦЗМСНСП 1351 ВЫХОДНОГО П 2 П)51)КСНИ 51 ОГ ПУЛСБОГО ДС МЫЕ- симального отрицательного зпЫЧСНИя е(Ш - ВеэтОэный эс)ким) снЫчс 1 л 2 УвсличиБс 1 ют фазу импульсов только вснтильного комп- ЛЕКТЫ С ИСКУССВСНПОЙ ЕОЕХ"1 сЕЦЕЕС 1 2 3.- ЕМ - ОДПОВРСМЕННО Увс,ПсЕЕс 2101 фЫЗ) ПМ- пульсов обоих комплектов.Такем образом, двнньш способ прывлсни 51 прсооэ 230 ВЫтелем прсдусе 2 триввет р 2- боту вентильного комплекта с искус твспной коеееутвццсее Б Быпр 5 мцтельно)е рс)кпмс Р 200 Гы пэсооР 11301321 с.151 с Испо.;п 10 и Г.1 У- опной РсГУ,1 пэОБыпп 51, се В ПНВсР 10)пом РсЖПМС - С ПОЛН 03 ГЛУОППОЕ РСГУЛПРО 3 с 1 ПП 51 По С УМСПЬПСНПЬЕМ ЗПЫСппс)Е МЫ(СИ:(ЕЫЛН 10 Е величины выпрямленного тока, что зозволяет сократить мощность дополпитсльпого оборудования для осущсс)влешгя искусственной коммутации.НЫ фиг. 1 представлена блок-схемы сцловой цепи ком пепспр ОБЫЕшого БснИГ Ппоге) НРсоо)ЫЗОВЫтел 51, УИРВВлясмоГО НО 01 Исывасмому способу; н 2 фиг. 2 показана поСЛСДОвс)ТСЛЬНОСТЬ ИЗМСНСНИЯ УГЛОВ РСГУЛПРОВЫНИ 51 И ВЫПР 51 МЛЕНПЫХ Е 12 П 35 ЖСПИЦ БЕП тцльного преобразователя Б функцц ц уп- раВЛяЮщСГО СЕЕцсС 2; Па фцГ. 3 ПриведСНЫ ЗЫБИСИХЕОСТЬ ОТНОСИТС 1 Ы 10 й БСЦЧИПЬ 1 РСЫК т ивной мощности Б фупкцци Глубины лирования выпрямленного напряжения преобразователя.Приводной двигатель 1 (фиг, 1) НОГЕ ыст питание от вептильного прсобрызоватс- ЛЯ, СОС 1051 ЦЕГО ИЗ ДВУХ ПОСЛСДОВсПСЛЬНО БКЛЮЧСННЫХ ВЕНТИЛЬНЫХ КОМПЛЕКТОВ С ИС- кусственной 2 ц естественной 3 коехугае 331- сй, Преобразователи питаются от сети через преобразовательные трыпсфор 3 а е эры 4. Им 13 угьсы упэЫБлсния а)3 и аи БентЕлепы- МИ Е(0:ЕПЛСКТЫЕЕ ПОСТУП 210 Т С ВЫХОДЯ СИ- стем импульсно-фызового упрЫвления соотВетствснно сстссгвсн 31 ой 5 ц 11 скусст 3 снной 6 коммутации,Законы управления углами регулпровы 1 шя а)3 и ао по прсдлагвсмому способу формируются во входном устройстве 7, на вход которого поступает сигнал упрввлсПИ 51,НЫ фиг. 2 приведена предлпгысмЫИ по- СЛЕДОВЫТСЛЬНОСТЬ ИЗМСПСНП 51 УЛОВ РСГУ.ЕпрОВыпия ае ц ап (сплошныс линии), В с 3) отВетствип с котОРОйе постэоены ЗсЕВ:1 спмод ЕО) о 2 ) 30СТИ БЬЕПР 51 МСПЕЫх ПЫПРЯЖЕПЕпг П Ед Бснтильпых комплектов (еуЗетерЫс лцшш) соо;встствснно с естесвспной и ис- ЕУССТВЕПНОЙ КОЗМУ"ГЫЦЕЕСЕ Ц СУМ)1 Ы)НОЕ ВЫХОДНОС Н 21 Ц)53)КСПЕЕС ЕБСПЦ:ЬНОГО ПРСОО- разоватсля (шрхнукерная лешия), Кае( 0,1 с 3)ст пзреНЕКО 3 фпг. 2 ре 1 лцровсн 10 131 цЭ 51 М.1013 ПОГО ПсЕПР 51 ЖСПЕ 151 ЦРСООРЫЗОБ 2- ТСЛЯ Б Б 1 ЕЕР 5 МИС)ЬОХ РС;ЕИМС ( Е )О) произьодится ь осповном зы счет цзмснсПИ 5 Пс 1 ПР 51 ЖСЕЗЦ 51 БСП ГПЛЫЕОГО 1(ОМПЛСЕСТс 1 С ССТСС 113(.1 ПОП 01)"с ЦПСП, с 3 Ц 113 СРОРНО. рсжихс ( е (О) - зы с 1 с ИЗЕснснп 5 ПсПРЕЖСПЦ 5 БСН ГИЛЬП 010 1(ОМПЛСК 12 С ИС.УСС 3 СПЕЕОЕ Е(0)МУЫЦЦЕЙ.112 фш, 3 прешсдс" ы зпсргстцчсскис хы)21(ТСРИСТ 31 ЕП ЕО)ПСПСИРОВЫППОГО 13 СПТИЛЬНОГО 31 рсобрызОВы 1 с.151, прЫБл 51 смОГО по ПРСД,ЕсГЫСЗЕОХ) СПОСООУ ДЛ 51 С,13 ЧЫСВ 3 ЫООе 10 щгОс 11 е(омху 11 р 3101 цсго обордоБЫПП 51 Д;151 ОСУЩССТБЛЕПИ 51 ПСЕ ССТБСНПОЙ КОМ- мутацЕН Пы 25 , ЭЕощностп Бсптцльного ПрСООрс 130 Б 21 С;151 (1(рИВЫ 51 1) И п 2 303 цо (кр 3 Б 25 11).Первом случае Бслп:Ецпа вы- П)51 МЛСППОГО ПЫПР 51 ЖСПЦ 1 БСП 1 И)1 Ы 10 ГО ЕОМПЛЕКЫ С ЕСКУССЕСЕЕО КОММ ТЫЦПСИ Б БЫ- пр 51:5 еслы 10.е 1)сжи)1 с прсоор 230 БЫ Гс,151 пс сни)езетс 5 Ниже 8) "ео от:), х 0,10 с 010 хоДы прсООр 230132 сл 51 (а,(30 ), ы 30 БО- ро)1 слусс 10 пс сп 1 жс 1 сся пцжс /0/ ; (ап чо ), с 1,;151 срЫБ.спп 51 1 еы ф;и, 3 )ПвсДсп ГРЫфпЕ ПЗЗЕСПСПЕ 15 РС 31,"1 ПБПОЙ )ОП,НОСТИ БСПТПЛНОГО РСООРЫзовсЕГС,ЕЯ ПРП РЫОО 1 С ОООПХ БСП 1 П,1 ЬПЫХ ЕЕ)3 ПЛСЕЕ)Б Б ЕРСЖИМС ССССТБСНЕ)Е Ео)1)1 У 1 ЫЦПП С СЕпп)сЕ:3 ПЬ.,: Е.1- р 2 Б;1 с н и с.1 ( е р и Б ы 51 1 1 ),1 рц с 1 пс 1 лизс ЗпсргсЕпчссецх х 2 рсКтсрпСТИЕ ПРСДГ 1 с 11 сЕМЬЕИ СПОСОО УПРс 1 В,1 СПИЕЕ ПРС- обреЗовсЕС.С: ПрСдПЫЗПЫ 1 Сн д;151 Испо,1 ЬЗО. БЫНП 51 В 3 СНТИЛЬПЫХ ВЛС 1(1 РОПРИБОДс 1 Х, ПРС. ДСЛЬПЫЙ 13 ЫЕ:Р 53.Е;ЕСЗПЫ ТОЕ ЕО 1 ОРЫЕ В ПНБс)горном рсжцмс ыгрс:Ыты по Бслцчпнс ц ДЛ 1 ГГСЛЬПОС 1 И ПЕ)ОТСЕЕ 1 НП 5 ЗН 2 ПЕС.1 ЬНО )1 СПЬШС ПЭСДСЛЬНО 0 ТО 1,с 1 БЫПР 51 МТСЛНО 0 РСЖпмс 1 (ТЫЕ ПЫПРИМСР,3,ЕСЕРОЕЕРИВОДЫ блюминга бол 1 шую Ысть времени:ормо- ЖСНИС ПРОИЗВОДИ 1 С 51 С МСТЫЛ;1 ОМ В БЫ,ЕКЫХ, ы сама велчина дцнЫмпчесеого токы торможсни 51, примсрно 13 3 рвзы моеьшс мЫк- СИМЫ;1 ЬПОГО ТОЕс 1 ПРСООРс 130 Б 2 ТС;1 и, 2 С,ЕСДО- ватсльно, ппвс;)торный режим прсобразоБЫ- С) 51 0;(с 3 Ь: 3 с 1 С П С 3 Н 2 Ч 11 ТСЛ Ы 0 С:3.1 И 5 ПП С 13 с энергетические показ Етс)и Бс Сильного злектроприводы и 1:рп анализе может пе УЧИТЫВЫТЬС 51.Ь,Ые( следуст цз Грыфцеов фпГ. 3, )12 ксимальпос знычспцс реактивной моЕцпосгп умспьшастся Б первом случае выбора коммутирующего оборудования в 4 рвза, 2 во втором - в 7 раз по сраьнспшо с максимальным зпычсписм по кривой 111. Кро)с ТОГО, дЛя С;) с,51 рвбоТЫ ЗГЕСЕТЭОПЭИБОд 2 По РЕУГОГ 1 ЬНОМ ГРсГРИНУ ЕЕ(ОРОСТИ СРСДНПС 3 ЕЫ 1 С П 115 Э С с 1 Е П 3 П Е) Е31 Е ) ЕЕ П 0 ГП" ,. Е Ч 1;П2 Ю Т- е я се)оте)етсе 13 сппо в 5 ц Б 11 рыз, что соог660186 6 г встствует средним значениям коэффициента мощности сов сг,р - 0,935 и сов ср,р -- 0,99. При трапецеидальном графике скорости достигается еще большая экономия среднего значения реактивной мощности. Приведен ные энергетические показатели компенсированного вентильного преобразователя являются приемлемыми для большинства электроприводов.Таким образом, предлагаемый способ 10 управления позволяет при проектировании вентильного электропривода уменьшить установленную мощность коммутирующего оборудования для осуществления искусственной коммутации. 15 Формула изобретения Способ управления компенсированным вснтильным преобразователем, состоящим 20 из двух последовательно соединенных реверсивных вснтильных комплектов, первый из которых гыполнен с естественной коммутацией, а второй - с искусственной коммутацией, путем изменения фазы импуль сов управления в диапазоне полного изменения выходного напряжения от максимального положительного значения в выпрямптельном режиме до максимального отрицательного - в пнвсрторном режиме, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности преобразования, в диапазоне изменения выходного напряжения от максимального положительного значения до нулевого значения сначала одновременно увеличивают фазу импульсов управления ооопх вснтпльных комплектов, а затем увеличивают фазу импульсов управления только первого вентнльного комплекта, а в диапазоне пзмснснпя выходного напряжения от нулевого значения до максимального отрицательного зна сипя сначала увеличивают фазу импульсов управления только второго вснтпльного комплекта, а затем одновременно увеличивают фазу импульсов управления обоих вентильных комплектов.Источники информации,принятые во внимание при экспсртпзс 1. Авторское свидетельство СССР ЪЪ 312352, кл. Н 02 М.2. Литер Э. М. и др., Мощные управлясмыс выпрямители для электроприводов постоянного тока. Л 1., Энергия, 1975, с. 45 46.3. Шипилло В. П., Лмортпзпрованный вснтпльный элсктроприьод. М., Энергия, 1969, с, 148.660186 аа а Составаслз Г. Вотчицсй Коррсктор Е, Угроватова и Р, Беркович Челюкан Рслак Типо 11 а)пв, пр. Сапупо Заказ 69312 Изл М 277НПО Госупарствкппого кипппгста СССР11 ЗВВБ Москва ж.ЗЬ, Р,Тираж 865о лслам пзоцрстспиГ пская пао., л. 41 о По,тписноси открытп 1