Способ управления двухмостовым преобразователем с нулевыми вентилями

748785 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М, Кл,Н 02 Р 13/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытиИ(72) Авторы изобретения В,И,Ключев и А.Я.Микитченко Московский ордена Ленина энергетический институт(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДВУХМОСТОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ С НУЛЕВЫМИ ВЕНТИЛЯМИИзобретение относится к электротехнике, а именно к способам управления статическим вентильным преобразователем, преимущественно для электропривода по системе регулируемый 5источник тока - двигатель.Известен способ управления преобразователем, состоящим из двух последовательно включенных мостов с управляемыми нулевыми вентилями, заключающийся в полеременном управлениипервым мостом, потом вторым и затемопять первым 11 и 21 .Недостатком данного способа является то, что в нем невозможно полностью выводить один иэ мостов изработы.Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ управления двухмостовым преобра " 20зователем с нулевыми вентилями,состоящим из двух последовательновключенных выпрямительных мостов суправляемыми нулевыми вентилями,заключающийся в том, что напряжение 25одного из мостов непрерывно понижаютдо 1/2 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают постоянным в то время, как понижают напряжение второго моста Я , 30 Однако известный способ использует принципы несимметричного управления вентилями в каждом выпрямительном мосте, чтотребует применение нескольких параллельно включенных преобразовательных мостовых групп в каждом мосте, разделенных реакторами, и не позволяет полностью прекратить электромагнитную связь одного иэ мостов с сетью и вторым мостом в нижней половине общего диапазона регулирования напряжения преобразователя, при этом из сети обязательно потребляется реактивный ток, необходимый для осуществления коммутации вентилей того моста, напряжение которого поддерживают. В потребляемом преобразователем токе при таком несимметричном управлении присутствует полный спектр четных гармоник, борьба с которыми, как известно, особенно затруднительна. Цель изобретения - улучшение энергетических показателей.Поставленная цель достигается тем, что в способе управления двух- . мостовым преобразователем с нулевыми вентилями, содержащим два последовательно включенных выпрямительных748785 моста с управляемыми нулевыми вентилями, состоящий в том, что напряжение одного из мостов непрерывно понижают до 0,5 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают постоянным, и пОнижают напряжение второго моста, при понижении напряжения первого моста углы упранления нулевых вентилей Фиксируют и дроизво.,ят симметричное увеличение угловуправления фазных вентилей первого моста до превышения ими углов управления нулевых вентилей и отключения его от сети, после чего производят симметричное увеличение углов управления вентилей второго мосТа в полном диапазоне их изменения, затем 15 восстанавливают коммутацию вентилей первого -моста и производят симметричное увеличение углов управления его нулевыхвентилей при Фиксированных углах управления фазных вентилей. 20На Фиг. 1 изображена схема двух- мостового преобразователя с нулевыми вентилями, на фиг. 2 - кривые зависимостей углов управления фаэными о(1 и ф и нулевыми О и 02 вентилями 25 обоих мостов в Функции ЭДС преобразователя, на фиг. 3 - зависимость потребляемой преобразователем реактивной мощности в функции ЭДС преобразователя.30Схема днухмостового преобразователя с нулевыми вентилями, состоящая иэ днух выпрямительных мостов 1 и 2, предназначенная для питания якорной цепи электродвигателя 3, содержит в себе фазные 4 и нулевые 5 вентили первого моста 1, а также фаэные б и нулевые 7 вентили второго моста 2. Нулевые вентили подключены между выходными полюсами мос- тов и нулевыми точками вторичных40 обмоток преобразовательных трансформаторов 8 и 9. Индуктивность 10 служит для сглаживания пульсаций выпрямленного тока.При переводе преобразователя иэ крайнего выпрямительного режима в крайний ийверторный режим сначала производят управление Фаэными вентилями 4 (кривая 11) при фиксированных положениях углов управления нулевых вентилей 5 (кривая 12) до того момента, пока углы управления фазными вентилями 11 не станут больши 45% Т й гч/21(=/чз эРЕМУ соВУ( где К р 1)1,60 показывает, что н разложении сетевого тока присутствуют лишь гармоники, 65 обычные для канонического ряда мос 4 д - .а 4 , Й ,ВЦЮ 9 Мъ коэффициент трансформациитрансформатора,действующее значение токау -той гармоники,выпрямленный ток преобразо.вателя,ми углов управления нулевыми вентилями 12. В результате мост 1 оказывается зашунтированным по цепи нулевых вентилей 5 и полностью отключается от сети. Это поэноляет обеспечить минимально возможное для двухмостоных преобразователей с естественной коммутацией вентилей потребление реактивной мощности иэ сети в нижней половине диапазона регулирования ЭДС преобразователя /Е /( 0,5 (где Ес( = Е(/Е, и уменьшить установленную мощность преобразовательных трансформаторов.Далее управление производят фазными вентилями б (кривая 13) при фиксированных углах управления нулевых нентилей 7 (кривая 14) . В области ЭДС преобраэователя, близкой к 0,5, углы управления фазными вентилями б фиксируют на значении, необходимом и достаточном для осуществления успешной естественной коммутации тока с нулевого вентиля на фазны. При этом дальнейшее управления преобразователем в инверторном режиме производят за счет увеличения углов управления нулевых вентилей (кривая 14), В крайнем положении, обозначенном звездочкой, управляющие импульсы нулевых вентилей 7 должны быть сняты.Затем восстанавливается коммутациявентилей 4 и 5 первого моста 1, для чего углы .управления фазными вентилями 4 (кривая 11) делают меньшими углов Управления нулевыми -вентилями 5 (кривая 12) . Далее производят управление нулевыми вентилями 5 первого моста 1 (кривая 12)( при этом углы управления фазных вентилей 4 фиксированы (кривая 11).Углы управления фазными о(, и 4 и нулевыми с( и о( вентилями фиг.2 отсчитываются от точки естественного зажигания Фазйых вентилей о,=Ф-.ОУровень потребляемой реак инной мощности Я"= 0/Е 1 при таком управлении и неизменном токе нагрузки, определяющим углы коммутации в крайнем выпрямительном режиме= 30 о, представлен занисимостью 15 в функции относительно ЭДС преобразователя Е фиг. 3Выражение для относительной величины действующего значения М -ой гармоники потребляемого иэ сети тока. 1,2 - индексы принадпежности к соответствующим мостам преобразователя,товых симметричных преобразователей, т,е. 1 = 6, + 1 при К = 1,2,3.Для осуществления способа требуются общеизвестные технические средства, а именно: четыре системы 16-19 импульсно-фазового управления, применяемые для обычных мостовых преобразователей с симметричным управлением, и четыре блока 20-23 нелинейный координат. Элементы 16, 20 и 18, 22 попарно обеспечивают зависимости углов управления фазными вентилями мостов 1 и 2 соответственно в функции 24 напряжения управления, Аналогично элементы 17, 21 и 19, 23 попарно обеспечивают зависимости углов управления нулевыми вентилями в функции 24 напряжения управления. Согласование в работе всех четырех независимо управляемых групп венти-, лей достигается настройкой соответствующих блоков нелинейных координат. Характеристики каналов управления, образованные блоками нелинейных координат и системами импульснофаэового управления, соответствуют кривым 11-14 (см.фиг.2) при условии, что ЭДС преобразователя пропорциональна напряжению управления.Использование данного способа управления двухмостовым преобразователем с нулевыми вентилями в электроприводе по системе регулируемый источник тока - двигатель с регулированием по потоку в. режимах разгона, торможения и установившейся скорости привода при напряжениях, меньших половины максимального, обеспечивает работу преобразователя только за счет одного моста. Это обстоятельство позволяет, например, в электроприводе подъема экскаватора-драглайна снизить установленную мощность преобразовательных трансформаторов на 35-40, В связи с отключением одного иэ мостов в два раза увеличивается жесткость внешней характеристики преобразователя,т уменьшаются потери энергии в пи гающей сети.Использование данного способав конечном итоге позволяет упроститьсиловую схему, систему импульснофаэового управления, улучшить гармонический состав потребляемого токаи, как следствие, уменьшить отрицательное влияние преобразователя насеть по сравнению с иэвестннм,Формула изобретенияСпособ управления двухмостовымпреобразователем с нулевыМи вентилями, содержащими два последовательно включенных выпрямительных мостауправляемыми нулевыми вентилями.состоящий в том, что напряжение одного иэ мостов непрерывно понижаютдо 0,5 полного напряжения преобразователя, а затем поддерживают посто-20 янным, и понижаютнапряжение второгомоста, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью улучшения энергетических показателей, при понижении напряжения первого моста углы управления25 нулевых вентилей фиксируют и производят симметрйчное увеличение угловуправления вентилей первого мостадо превышения ими углов управлениянулевых вентилей и отключения его3 О от сети, после чего производят увеличение углов управления вентилейвторого моста в полном диапазоне ихизменения, затем восстанавливаюткоммутацию вентилей первого моста иЗ производят симметричное увеличениеуглов управления его нулевых вентилей при фиксированных углах управления вентилей моста.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Франции Р 1265346,кл. Н 02 М, 1961.2, Патент Франции Р 1260719,кл. Н 02 М, 1961.3, Патент Великобритании Р 976804,4 кл, Н 02 Г, 1964 (прототип).748785 О 4 Ф3/оуэффф 44 46 Е,Ф Составитель О. Техред М,Кузык енова Корректор М,Шарощ Редактор С.Лыжов ак Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 4382/20ЦНИИПИ Гопо делам113035, Москв Тираж 783дарственного кизобретений иЖ, Раушска Подписномитета СССРткрытийнаб д. 4/5