Способ управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока

(22) Заявлено 2806,76 (21) 2378475/24-07с присоединением заявки Мо(23) Приоритет р 11748778 Союз Советских Социалистическими Республик(51)М. К . Н 02 Р 13/16С 05 Г 1/20 Государственный комнтет СССР оо делам нзобретеннй н открытнй(53) УДК 6 21. 316, .722,1(088,8) Дата опубликования описания 1507802Известные способы управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока основаны на изменении с помощью цепи управления величины фазового сдвига подаваемых навентили управляющих импульсов относительно моментов перехода черезнуль напряжения переменного тока,прикладываемого к зажимам регулятора Ц и 21,Наиболее близким к описываемомуявляется способ, включающий выпрямление напряжения переменного тока,приложенного к зажимам регулятора,15 Формирование иэ выпрямленного напряжения прямоугольного синхронизирую-.щего напряжения и изменение Фазыподаваемых на вентили управляющихимпульсов в зоне, границы которой20 задаются синхрониэирующим напряжением 3 .Формируемое синхрониэирующее напряжение имеет Форму прямоугольных им 25 пульсов, длительность которых практически равна длительности полупериода напряжения переменного тока,с узкими паузами между ними, соответствующими моментам равенстваЗо нулю выпрямленного напряжения. ПоИзобретение относится к преобразовательной электротехнике и предназначено для использования в тиристорных устройствах электропитания.В современной преобразовательной электротехнике широко используются вентильно-дроссельные регуляторы переменного тока. Они применяются в тех электротехнических устройствах, где требуется плавное быстродействующее регулирование генерируемой или потребляемой реактивной мощности, в частности в статических регулируемых компенсаторах реактивной мощности, устройствах симметрирования нагрузок многофаэных цепей переменного тока, стабилизаторах переменного и выпрямленного тока и напряжения, автономных инверторах и т.п. Вентильно-дроссельные регуляторы переменного тока содержат последовательно включенные между зажимами регулятора линейный дроссель и вентильный ключ, в качестве которого обычно используют или встречно-параллельно включенные тиристоры, или симметричные тиристоры и цепь управ,ления,В,А.Сулико, В.И.Сенько, Л,А.Белаковский и М.Н.Зельдичэтому при использовании этого спо-соба управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока фазовый сдвиг подаваемых на вентилиуправляющйх импульсов относительномоментов перехода через нуль напряжение переменного тока может изменяться практически от 0 до 180что создает условия, способствующие переходу регулятора в аномальныйрежим работы, в котором ток дросселя имеет форму колоколообразных однополярных импульсов длительностьюбольше 180 и амплитудой, превосходящей максимальную величину тока дросселя в нормальном режиме работы.При этом резко возрастает постоянное 15подмагничивание дросселя регулятораи" электромагнитных устройств, работающих совместно с регулятором, чтоснижает надежность и может привестик-выходу иэ строя этих устройств 20и самого регулятораили к включениюзащитных устройств.Цель изобретения - повышение надежности за счет устранения аномального режима работы и полное 25использование диапазона регулирования,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока путем изменения фазыподаваемых на вентили управляющихимпульсов в зоне, границы которойзадают при помощи синхронизирующегонапряжения, для получения границукаэанной зоны Формируют два прямоугольных напряжения, Фронты первогоиз которых совпадают по фазе с переходами через нуль напряжения питаниярегулятора, второе - сдвинуто относительно первого по фазе на угол,соответствующий соь Р регулятора, а вкачестве синхронизирующего напряжения используют последовательностьпрямоугольных импульсов, передниеФронты которых соответствуют по фазе фронтам второго прямоугольногонапряжения, задние фронты - фронтампервого прямоугольного напряжения,а длительность равна длительностиуказанной зоны. 50Введение в известный способ угравления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока операций формирования первого и второго прямоугольных напряжений и формирование усинхронизирующего напряжения, Фронта которого совпадают с фронтамиэтих напряжений, обеспечивает устранение аномального режима работы регулятора, а сдвиг второго прямоугольного напряжения относительно первого 60по Фазе на угол, соответствующийсоэ Р регулятора, обеспечивает полноеиспользование диапазона регулирования.На фиг. 1 изображена блок-схемарегулятора переменного тока, в кото ром используется описываемый способуправления; на фиг, 2 - временные диаграммы работы регулятора,Регулятор переменного тока содержит последовательно включенные между зажимами регулятора линейный дроссель1 и вентильный ключ 2, управляемое Фазосдвигающее устройство 3, формирователь 4 прямоугольного напряжения, источник 5 управляющего напряжения, схему б задержки, схему 7 совпадения,схему 8 ИЛИ-НЕ и схему 9 ИЛИ.Вход формирователя 4 прямоугольного напряжения подключен к зажимам регулятора, на которые подается напряжение 10 переменного тока. Формирователь 4 Формирует первое прямоугольное напряжение 11, фронта которого соответствуют моментам перехода через нуль напряжения 10 переменного тока, К выходу формирователя 4 подключены вход схемы б задержки и первые входы схемы 7 совпадения и схемы 8 ИЛИ-НЕ.Схема б задержки Формирует второе прямоугольное напряжение 12, которое подается на вторые входы схем 7 и 8. Параметры схемы задержки выбирают таким образом, чтобы второе прямоугольное напряжение 12 было сдвинутоотносительно первого прямоугольного напряжения 11 на угол, соответствующий соя Р регулятора, т.е, равный углу между переходами через нуль напряжения 10, приложенного к зажимам регулятора, и тока дросселя 1 при полностью открытом вентильном ключе 2.Схема 7 совпадения и схема 8 ИЛИ-НЕ вырабатывают напряжения 13 и14, имеющие одинаковую прямоугольную форму, но сдвинутые друг относительно друга на 180 . Эти напряжения подаются на входы схемы 9 ИЛИ, Формирующей синхронизирующее напряжение 15 в виде последовательности прямоугольных импульсов, передние фронты которых соответствуют по Фазе Фронтам второго прямоугольного напряжения 12, а задние фронты - Фронтам первого прямоугольного напряжения 11.Поступая на синхронизирующий входуправляемого фаэосдвигающего устройства 3, синхронизирующее напряжение 15 задает границы зоны, в которой Фаэоадвигающее устройство может изменять фазу подаваемых на вентили управляющих импульсов 1 б. Фаза импульсов 16 внутри укаэанной зоны определяется величиной напряжения,подаваемого на управляющий вход фазосдвигающего устройства 3 с выхода источника управляющего напряжения 5.До подачи импульсов 1 б вентильный ключ остается в закрытом состоянии и напряжение на дроссель 1 не подается. После подачи импульса на вход вентильного ключа 2 он открывается и под действием приложенного напряжения начинает протекать ток через748778 Формула изобретения дроссель 1. После того, как меняется полярность приложенного напряжения, ток дросселя уменьшаетсядо нуля, после чего вентильный ключ 2 запирается до прихода следующего импульса. Напряжение, приложенное к дросселю 1, и ток дросселя показаны соответственно на временных диаграммах 17 и 18. Изменяя угол включения вентильного ключа 2, регулируют величину тока, протекающего через дроссель 1. Пунктиром на диаграмме 18 показан ток дросселя 1 при полностью открытом вентильном ключе 2.Так как фаза передних Фронтов синхронизирующего напряжения 15, задающих максимальное значение Фазы управляющих импульсов 16, соответствует соь Р регулятора, то Фаза указанных импульсов не может стать меньше своего минимального допустимого значения, также соответствующего со Р регулятора. Поэтому при использовании описываемого способа управления вентильно-дроссельный регулятор переменного тока не может герейти в аномальный режим работы. Способ управления вентильно-дроссельным регулятором переменного тока путем изменения Фазы подаваемых на вентили управляющих импульсов в зоне,границы которой задают при помощисинхронизирующего напряжения, о тл и ч а ю щ и й,с я тем, что, с целью повышения надежности эа счетустранения аномального режима работыи полного использования диапазонарегулирования, для получения границуказанной зоны формируют два прямоугольных напряжения, фронты первогоиэ которых совпадают по .фазе с пере"ходами через нуль напряжения питаниярегулятора, второе - сдвинуто относительно первого по Фазена угол, соответствующий сояР регулятора, а вкачестве синхронизирующего напряжения используют последовательностьпрямоугольных импульсов, передниефронты которых соответствуют по фазеФронтам второго прямоугольного напря"жения, задние Фронты - Фронтам пер вого прямоугольного напряжения, адлительность равна длительности указанной зоны. Источники информации,25 принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР9251662, кл. 6 05 Г 1/08, 1969,2. Патент СЮА 93889176,ЗО кл. С 05 Г 1/12, 1975.3. Патент Англии 91179616,кл, 6 05 Г 1/08, 1970.748778 юэ Составитель И.АндреевТехред А, Куликовская Корректор М.Шароши Редактор С.Патрушева Заказ 4382/20 Тираж 783 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5