Способ раздельного управленияреверсивным преобразователем

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ТВЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено с присоедине (23) Приорите 21) 2817397/24нов 9,7 м заявки сударствеииыи иомите СССР ио деяам изобретений и открытийетен Ю.И.Хохлов нского Челябинский политехнический институт им. комсомола(71) Заявитель 5 ПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИ ЕВЕРСИВНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ свой жет 2 5 Изобретение относится к силпреобразовательной технике и мобыть использовано в электролизе,электроприводе, а также там, где требуется реверсивное преобразованиепеременного тока в постоянныйИзвестен способ управления преобразователем, состоящий в том, чтовеличину выпрямленного тока изменяютот нулевого до номинального значенияс помощью системы импульсно-фазовогоуправления тиристорамк одчокомплектного преобразователя, а изменениенаправления тока в нагрузке осуществляют контактным или бесконтактным 15реверсором 1.Этот способ обеспечивает скольугодно плавное регулирование и реверс тока в нагрузке, Одчако его использование из-за достаточно большой 20стоимости и сложности реверсора целесообразно лишь для потребителей относительно небольшой мощности,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ раздельного управления реверсивным преобразователем с прямым и обратным комплектом тиристоров, состоящий в том, что регулируют угол зажигания тиристоров работающего комплек та в выпрямительном или инверторном режимах работы и запрещают подачу импульсов на неработающий комплектВ данном способЕ необходимая токо- грамма прямого выпрямленного тока обеспечивается с помощью системы импульсно-фазового управления прямого комплекта тиристоров, При этом работает только прямой комплект тиристоров, а обратный комплект заперт по цепи управления. В следующий момент времени необходимая токограмма обратного тока формируется аналогичной системой импульсно-Фазового управления обратного комплекта тиристоров. Работает обратный комплект тиристоров с той же длительностью вентильного тока, а прямой комплект заперт. В данном способе обеспечивается необходимое по технологии плавное регулирование и изменение направления выпрямпенного тока, При этом в устройстве требуется меньшая установленная мощность тиристоров и обеспечивается более высокий КПД преобразователя за счет меньших потерь энергия в вентилях.Однако при реверсе, когда прямой ток меняется на обратный и ЭДС в цепи нагрузки начинает преодолеватьпротиво- ЭДС обратного комплекта тиристоров, работающего в инверторномрежиме, обратный комплект обязан работать с большими углами инвертирования, так как противо- ЭДС инверторадля обеспечения возможности протека.ния обратного тока должна быть меньше ЭДС нагрузки, Работа обратногокомплекта с большими углами инвертированияя неизбежно сопровождается значительным потреблением из питающей сети реактивной мощности, а в периодреверса приводит к большим толчкамреактивной мощности,Цель изобретения - повышение коэффициента мощности преобразователяи снижение толчков реактивной мощности,Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу раздельногоуправления реверсивным преобразователем с прямым и обратным комплектами Щтиристоров длительность работы обратного комплекта тиристоров в вентильном режиме работы устанавливают вдва раза большей, чем прямого комплекта. 25С увеличением длительности вентильного тока как известно, уменьшается ЭДС холостого хода преобразователя, Прямок комплект тиристоров,работающий в выпрямительном режимеи имеющий 1 еньшую длительность вентильного тоа, создает большую ЭДСхолостого хода,. чем обратный комплект тиристоров, работаюций в инверторном режиме, Поскольку ЭДС нагруз ки по величине всегда меньше ЭДС холостого хода прямого комплекта тиристоров, ТО ЭДС холостого хода обратного комплекта тиристоров целесообразно 1 мсть меньшую, чем ЭДС холостого хода прямого комплекта тиристоров. 40При этом обеспечивается уменьшениеуглов инвертирования обратного комп-.лекта тиристоров и, как следствие,возрастает коэффициент мощности преобразователя, а также снижаются толчки (5реактивной мощности при реверсе тока.На чертеже приведена схема одногоиз возможных реверсивных преобразователей, в котором применен предлагаемый способ управления, 5 ОПреобразователь содержит трансформатор 1 со схемой соединения обмоток д ЦУ, два реверсивных выпрямительных моста 2 и 3, содержащих комплекты вентилей прямого и обратного 55ТЬка и ключевой элемент 4,Способ раздельного управления ре-.версивным преобразователем имеет несколько конкретных реализаций, связанных как с изменением в силовой схемеположения ключевого элемента 4, так фои с изменением последовательностиподачи управляющих импульсов на вентили. Приведем некоторые из них,П р и м е р 1. Системы управления мостов 2 и 3 обычные, т.е, им пульсы управления с интервалом 60 подаются на вентили в последовательности, соответствуюцей номерам вентилей на чертеже. Эта последовательность подачи импульсов имеет место как при работе прямого, так и обратного комплектов тиристоров. При работе одного из комплектов на другой комплект импульсы не подаются. В интервале времени работы прямого комплекта тиристоров ключевой элемент 4 замкнут, что обеспечивает шестидесятиградусный режим работы прямого комплекта (длительность вентильного тока без учета угла коммутации составляет б 0) с ЭДС холостого хода Е,р равнойЕдпр = 2,70 Егфгде Е, - фазная ЭДС вторичной обмотки трансформатора 1.В интервале работы обратного комплекта тиристоров ключевой элемент 4 разомкнут, за счет чего обеспечивается стодвадцатиградусный режим работы обратного комплекта тиристоров с ЭДС хОлОстОго хОда Е 8, равной Е = 2,34 Е . Соотношение ЕдобрЕбрр приводит к необходимому результату.П р и м е р 2. Ключевой элемент 4 как при работе прямого, так и обратного комплектов тиристоров остается замкнутым. Система управления прямым комплектом тиристоров остается той же, что и в примере 1. Следовательно, прямой комплект работает с ЭДС холостого ходаЕЦР = 2,70 Еф.Система управления обратным комплектом тиристоров формирует импульсы управления либо только для моста 2, либо только для моста 3, либо поочередно для мостов 2 и 3. При этом обратный комплект тиристоров работает в стодвадцатиградусном режиме, т,е, имеет ЭДС холостого ходаогр 2,34 Ед.За счет этого обеспечивается тот же положительный эффект, что и в примере 1.П р и м е р 3. Ключевой элемент 4 остается замкнутым. Прямой комплект вентилей работает как и в предыдущих примерах, Следовательно, Епр = 2,70 ЕСистема управления обратным комплектом обеспечивает подачу импульсов только на вентили 5 - 7 мостов 2 и 3. Причем импульсы подаются одновременно на оба вентиля 5, затем через 120 одновременно на оба вентиля б и, наконец, еще через 120 О одновременно на оба вентиля 7 и т.д. Импульсы на вентили 8 - 10 обратного комплекта обоих мостов не подаются. Аналогично импульсы могут формироваться только на вентилях 8 - 10 обоих мостов, а на вентилях 5 - 7 импульсы отсутствуют, либо, наконец, поочередко работают вентили 5 - 7 и 810. Во всех этих случаях обратныйкомплект работает с ЭДС холостогоходаЕДо = 2,34 ЕФ.Это и приводит к необходимомурезультату,При применении предлагаемого способа обратный комплект тиристоров,работая с малыми углами инвертирования, потребляет из сети значительноменьшую реактивную мощность, чемпри известном способе управления.Например, если ЭДС поляризации ваннэлектролиза составляет 75 от ЭДСхолостого хода прямого комплекта тиристоров, то для обеспечения номинальных тока и напряжения в инверторном режиме обратный комплект визвестном способе должен работать суглом инвертирования порядка 60-70оПри этом реактивная мощность, пот- роребляемая обратным комплектом, превышает активную мощность, преобразуемую этим комплектом примерно в 1,7 т2,5 раза.ч = Р) сд р(1,7-;2,5) Рд.В предлагаемом способе реактивнаямощность составляет (уголпорядка 30-40 )О. = Ру йд Ъ (0,6-:0,8) Р,уТаким образом, при ЭДС поляризации волны, составляющей 75 от ЭДС ЗОхолостого хода прямого комплекта;предлагаемый способ управления обеспечивает снижение потребления реактивной мощности в инверторном режимепримерно в три раза. Это приводит к 35 повышению коэффициента мощности преобразователя и, как следствие, к существенному сокращению потерь энергии в питающей сети. Кроме того, при использовании данного способа управления уменьшаются толчки реактивной мощности при реверсе тока, что повышает качество напряжения питающей сети.Формула изобретенияСпособ раздельного управления реверсивным преобразователем с прямым и обратным комплектами тиристоров,.состоящий в том, что регулируют угол зажигания тиристоров работающего комплекта в выпрямительном или инверторном режимах работы и запрещают подачу импульсов на неработающий комплект, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента мощности и снижения толчков реактивной мощности, длительность работы обратного комплекта тиристоров в вентильном режиме работы устанавливают в два раза большей, чем прямого комплекта.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Солодухо Я.Ю. и др. Тиристорные электроприводы с реверсорамиМ., "Энергия", 1977, с. 35,2, Авторское свидетельство СССР М 658698, кл. Н 02 Р 13/16, 1977.4177/1ВНИИ 130 ал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ф Тираж Государств елам изобрМосква, Ж 730нного комитетатений и открыт35, Раушская н ПодписноСССРЙб., д. 4/5