Способ несимметричного управления тиристорным преобразователем

ОП.ИКАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Своз Соеетскик Соцналнстическнх Республик(22).Заявлено 04.10,78 (21) 2670935/24-07 с присоединением заявки Мф(23) Приоритет -Н 02 Р 13/16 Госудзрствеииый комитет СССР по делам изобретеиий и открытий(53) УДК 621,314,572(0888) Дата опубликования описания 30.1080(72) Авторы изобретения М.Э.Гольденталь, В.т(.Латьюко, В.И,Харшан и Н.В,Чевелев Ленинградское проектно-экспериментальное отделениеВсесоюзного научно-исследовательского институтаЛроектэлектромонтаж и Ленинградский электротехническийинститут имени В.И.ульянова (Ленина)(7) Заявители ПОСОБ НЕСИММЕТРИЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНцмПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ х),лючаемы Вентилистемы в егулиров дной Фаз Способ управления предназначен для использовании в электроприводах постоянного тока с тиристорными преобразователями с улучшенными энер гетическими характеристиками.Известен способ несимметричного управления преобразователем, состоя-. щим из двух параллельно включенных выпрямительных групп (1). для умень щения потребляемой иэ сети реактивной мощности вентили включаются с разными углами регулирования ( А и 4 ) в четные и нечетные периоды напряжения питающей сети.Управляющие импульсы с углами регулировании о. и Ф Формируются на выходе систем импульсно-Фазового управлеиия, н поступают на силовые вентили черезкоммутирующее устро -.ф ство. Особенностью. несимметричного управления является то, .что во всем диапазоне изменения углов регулирования А и А в Функции управляющего сигнала имеет место соотношение 25(1)и соседних Фаз трехазной с ключаются с разными углами Р ания, а именно если вентиль о ы включается с углом регу- З 0 лирования 1 , то вентиль следующей Фазы - .с углом регулированияд затем вентиль следующей Фазы - с углом регулирования с(. и т,д. Вслед ствие этого при суммарной продолжительности протекания анодного тока в тиристоре за два следующих друг за другом периода напряжения питающей сети 240 о, продолжительность протекания анодного тока в каждом отдельном периоде изменяется от 0 до 240 в зависимости от текущих значений углов регулирования с(, и б.При этом продолжительность протекания тока через вентиль в соседних периодах напряжения питающей сети составляет для вентилей, включаемых с углом регулирования д,ИО -(,о. -д. (2) а для вентилей, вк х с углом регулирования с(,120 +(А -д.т ), (3)По этому .способу несимметричного управления коммутирующее устройство состоит.из двух отдельных коммутаторов синхронизированного с сет генератора напряжения частотой 25 Гц - один из коммутаторов распре 775 В 54деляет управляющие импульсы й между вентилями двух параллельных выпрямительных групп таким образом,что они поступают в каждый отдельный период напряжения питающей сетина половину вентилей обеих выпрямительных групп в соответствии с укаэанными выше принципами несимметричного управления и переключает ихна другую половину вентилей в следующем периоде, т.е. с частотой 25 Гц.Второй коммутатор выполняет аналогичную функцию с управляющими импульсами с(Также известен способ несимметричного управления, который являетсянаиболее близким техническим решени"еМ, реализуемый в устройстве, включающем один коммутатор, распределяющий управляющие импульсы Ии переклЮчающий их с частотой 25 Гц 2.При этом управляющие импульсы а поступают на все вентили обеих эыпрямительных групп постоянно, т.е. вкаждом периоде напряжения питающейсети, Углы регулирования 4 и фмогут изменяться э диапазоне 186либо в диапазоне 240 - 9,;п,мМ .где р- угол опасного иивертйровани. таким образом, с учетом соотношения (1) вентили включаются суглом регулирования с(. э этом периоде напряжения питающей сети, вкотором на вентиль поступают совместно управляющие импульсы с, и 4,и включаются с углом регулирования4, в том периоде напряжения сети, вкотором на вентиль поступает толькоуправляющий имяульс д,До настоящего времени опыт зксплу;,атации вентильных преобразователейс несимметричным управлением имелместо только применительно к ионнымпреобразователям. Применение несимметричного управления для тиристорных преобразователей вызывает появление. так называемого транзисторного эффекта. Последний характеризуется значительным повышением обратного анодного тока в тиристоре.Транзисторный эффект, как известно, возникает в том случае, если на управляющий электрод тиристора поступает управляющий импульс при наличии на тиристоре отрицательного анодного напряжения.При несимметричном управлениитранзисторный эффект имеет место. вследующих случаях; в полуторофаэномрежиме работы (т.е. в режиме, прикотором вентиль находится 240 О в про.водящем состоянии в данном периоде. и не проводит ток в следующем периоде) при любой длительности управляющих импульсов; при длительностиуправляющих импульсов, большей,чемпродолжительность открытого состояния вентилей, включенных этими уп"равляющими импульсами. Увеличенный обратный ток тиристора вызывает, во-первых, увеличениемощности, рассеиваемой на тиристоре, что требует применения болееэФФективных мер охлаждения либо снижения тока нагрузки, во-вторых, делает омическое сопротивление тиристора сравнимыми с сопротивлением защитных НС-цепочек при последовательном соединении несколькихтиристоров,что может вызвать недопустимое повышение обратного напряжения на одномиз тиристоров.Основным недостатком известныхспособов устранения транзисторногоэффекта является большое количест 1% во дополнительных элементов, треЗуемых для их реализации, Это усугубляется тем, что в современныхмощных тиристорных преобразователях число силовых вентилей исчис;щ ляется тысячами. Потребуется коренноеконструктивное изменение преобразователя. Из этого следует,что укаэанные способы устрайения транзисторного эффекта практически невозможноиспользовать для осуществления иесимметричного управления в тирнсторныхпреобразователях серийного изготовления,Целью изобретения является устранение транзисторного эффекта и уменьшение мощности управления, Для дости"жения постоянной цели в способе несимметричного управления тирнсторным преобразователем состоящим издвух параллельно включенных выпрямительных групп, тиристоры которыхотпираютоячерез период напряженияпитающей сети попеременно управляющими импульсами с углами регулирования д, и д, изменяющимися в диа 40 паэоне от 0 Ъо 180 -11, , гдеду- угол опасного ййэертирования,в пределах которого с(, ) Ауправляющий импульс с углом регулированияснимают с управляющего электродатйристора в данной Фазе в моментФормирования управляющего импульсас углом регулирования с(. для Фазы,отстающей на 120 от дайной Фазы.На Фиг. 1 приведен один из вариантов схем реализующих предлагаемый способ несимметричного управления тиристориым преобразователем;на Фиг. 2 - диаграмма Формированияуправляющих импульсов и протеканиявыпрямленного тока для одной из55 эыпрямительных групп.Как показано на Фиг. 1, дэе выпрямительные группы 1 и 2 силовыхтиристороэ включены параллельно между собой через уравнительный реакторр 3. Управляющие импульсы А формируются э системах импульсно-фазового управления 4 и 5, а управляющиеимпульсы с(, - в системе импульснофазового управления 6. Шестифазнаяпоследовательность управляющих им 775854пульсов А поступает на коммутатор7, где формируются две шестифаэные последовательности управляющихимпульсов д. и Ю для двух тиристоргных групп, й на прерыватель 8, ко"торый размыкает цепи прохождения управляющих импульсов Н,.3Суммирование управляющих импульсов с и шестифазной последователь"1ности управляющих импульсов Й про"2.исходит на входе каскада усиления иразмножения импульсов 9 аналогичное суммирование с( и Ы, происходит на входе каскада 10.На фиг. 2 диаграмма формированияуправляющих импульсов и Формирования выпрямленного тока показана для 15выпрямительной группы 1 (см. Фиг.1) .Диаграмма изображена для случая,когда разность между углами регулированияи (составляет 100 , аРширина управляющих импульсов (5:70щУправляющие импульсы, поступающиена управляющие электроды тиристоров,показаны сплошными линиями, а управляющие импульсы н части управляющих.импульсов, имеющиеся только в каскадах Формирования импульсов, пунктирными линиями. часть управляющихимпульсов 4., которая снимается управляющими импульсами К , выделенаштриховкой.Иэ диаграммы видно, что управляющий импульс Д. Фазы С открывает тиристор соответствующей Фазы (т.е, вызывает протекание тока .Ю ) и одновременно снимает управлякаФЯ импульсй Фазы А на включающемся при этом 35тиристоре (т.е, на тиристоре, у которого прекращается протекание выпрямленного тока 7 ). Таким образом,исключение транзисторного эффекта нарассматриваемом тиристоре фазы А осу Оществляется в момент формированияуправляющего импаульса Адля Фазы,отстающей на 120 от фазы, для кото.рой сформирован управлякиций импульсА подлежащий снятию. АналогичнуюФункцию выполняет управляющий импульс 454 Фазы Ц,Управляющий импульс Ю фазы Еимеется только в каскаде Формированияимпульсов и не поступает на управляющий электрод тиристора данной 50 выпрямительной группы, Но при этом рассматриваемый управляющий . импульс снимает управляющий импульсФазы С, чем в данном случае достйга" ется не исключение транзисторного эффекта в тиристоре, а снижение мощности, потребляемой в цепях управления. Аналогичную функцию выполняет управляющий импульс ( Фазы Р, а также управляющий импульс (, Фазы С в следующем периоде напряжения питающей сети. Таким образом, предлагаемый способ несимметричного управления помимо устранения транзистор-, ного эффекта обеспечивает также уменьшение мощности управления.формула изобретенияСпособ несимметричного управлениятиристорыым преобразователем, состоящим иэ двух параллельно включенныхвыпрямительных групп, тнристорыкоторых отпираются через периоднапряжения питающей сети попеременноуправляющими импульсами с углами регулирования ( и (, изменяющимися1 ов диапазоне от 0 до 180 - где- угол опасного инвертирования,в пределах которого Ю А , о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюисключения транзисторного эффекта втиристорах и уменьшения мощностиуправления, управляющий импульс суглом регулирования 4 снимают с управляющего электрода тиристора в данной Фазе в момент Формирования управляющего импульса с углом регулирования. 4 для фазы, отстающей на120 от данной фазы.Источники информации,примятые во внимание при экспертизе1, Иаевскнй О.А., Долбня В.Т.Система несимметричного сеточногоуправления с электромагнитным коммутатором. -Вестник электропрожпаленностиф 1959, 9 2.2. Гольденталь И.Э. и др. Системаиесиьваетричного управления вентильным преобразователем главного привода обжимного прокатного стана.труды ВНИИПЭМ, вып. 2,И.,Энергия,1975, с. 204-221.це,Составитель В.БунаковЛивятов Техред Н,Граб Корректор И.Кост акт ака 4/5 Филиал ППН Патент, г. Ужгород, ул, Проектна 80/б 6 Тираж 783ВНИИПИ Государственпо делам иэобрет 113035, Иосква, ЖПодписнго комитета СССРий и открытийРаушская наб., д