Способ управления выпрямительной установкой

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4 Н 02 М 7/155 ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ П СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОРСК управления выпрямительной установкойпри работе с резкопеременными ударными нагрузками с широким диапазономи большой скоростью регулирования выходного напряжения. Целью изобретения является уменьшение размаха изменения напряжения сети при резких сбросах и набросах нагрузки, Датчик тока4 выпрямительной установки 1,контролирует величину тока нагрузки 3. Притоках нагрузки 3 от 0,6 до 0,8 номинального значения системой импульснофазового управления 2 осуществляетсясимметричное управление вентильнымигруппами выпрямительной установки 1.В противном случае производится поочередное управление вентильнымигруппами выпрямительной установки 1. ится к электроспользовано для СЬ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ(56) Жежеленко И.В. Показатели качества электроэнергии на промьпппенных предприятиях. М.: Энергия, 1977 с. 13-14,Авторское свидетельство СССР . Р 1 11746, кл. Н 02 М 7/ 19, 1963. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЪНОЙ УСТАНОВКОЙИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямительной установкой при работе с резкопеременными ударными нагрузками с широким диапазоном и большой скоростью регулирования выходного напряжения.Целью изобретения является уменьшение размаха изменения напряжения сети при резких сбросах и набросах10 нагрузки.На фиг, 1 представлена схема выпрямительной установки, выполненной из двух последовательно включенных многофазных групп вентилей; на фиг. 2 - схема устройства реализации способа управления выпрямительной установкой при симметричном управлении. На фиг. 3 - то же, при поочередном управлении," на фиг. 4 - график изменения тока нагрузки в относительных единицах; на фиг. 5 - граФфик изменения отношения Б действующего значения первой гармоники напряжения сети к ее номинальному значению," на фиг. 6 - один из вариантов работы узлов управления, смещения и компаратора для одной из полуфаз выгрямителя для вертикального способа фазосмещения.Выпрямительная установка 1 с системой импульсно-фазового управления (СИФУ) 2 подключена к электродвигателю 3. Датчик 4 тока выпрямительной установки 1 через пороговый элемент.5, устанавливающий режим работы установки 1, подключен к входу СИФУ 2. Устройство реализации способа управления выпрямительной установкой 1 (СИФУ 2) содержит канал 6 управления для симметричного режима управления, состоящий из узлов 7 управления,и 8 смещения, входы которых являются пер-, вым входом СИФУ 2, а выходы черезблок 9 из последовательно соединенных компаратора, формирователя импульсов и усилителя подключен к управляющим переходам катодной и анодной групп выпрямительной установки 1. Канал 10 управления для поочередного режима управления состоит из узлов 11 управления и 12 смещения катодной группы, выходы которых через блок 13 из последовательно соединенных компаратора, формирователя импульсов и усили- Ы теля подключены к управляющим переходам вентилей катодной группы выпря мительной установки 1. Выходы узлов 11 управления и 14 смещения аноднойгруппы через блок 15 иэ последовательно соединенных компаратора, фор"мирователя импульсов и усилителя подключены к управляющим переходам вен-.тилей анодной группы выпрямительнойустановки 1. Входы узл. 11 управленияи узлов 12 и 14 смещения являютсявторым входом СИФУ 2,Способ управления выпрямительнойустановкой осуществляется следующим образом.Выпрямительная установка 1 состоит из двух трехфазных нулевых схемвыпрямления: катодной и анодной.групп,тиристоры которых управляются симметрично с углами Ы, - для катоднойгруппы и о( - для анодной.При этом внутренняя ЭДС выпрямителя ЕС 1 равна1,созЫ 1+ созед23где Е, = 1, ПЖ, - амплитуда линейного напряжения питанияПри симметричном управлении о =1При поочередном управлении не допускается одновременное изменениес(и Ы,Допустим, что выпрямительная установка 1 работает при токе нагрузки,который меньше уставки пороговогоэлемента 5, которая показана нафиг. 4 пунктирной линией. В этом слу"чае выходной сигнал датчика 4 токатакой, что пороговый элемент 5 работает на нижней части своей характеристики вход-выход, Выходной сигналпорогового элемента 5 поступает навход 1 канала 6 управления для симметричного режима работы СИФУ 2. Нафиг. 5 симметричное управление обозначается+.Начальный уголо,з 90.выставляется с помощью смещения(с) узла 8 смещения. Затем, алгебраически добавляя к смещению токуправления, получаем суммарный сигнал управления. В качестве опорного напряжения. в компараторе блока9 используется синусоидальное напряжение, которое определенным образом смещено относительно коммутационного напряжения своего плеча выпрямителя. Моменты времени, соответствующие углам управления ОК= О, 90 и 180,показаны на оси.(совЫ, +совы (и) ) - в выпрямительном режиме,1- -(соз Ы +сов(и) ) - в инверторном режимемакс соусС) с Показанытакже моменты времени,о отвечающие углам Ы й 8 им ,=180 - 8 й 150В компараторе блока 9 производится сравнение опорного сигнала (тока) с 5 суммарным током управления узлов 7 управления и 8 смещения. В момент совпадения в блоке 9 формируется импульс управления.На фиг. 6 показано получение двух 10 моментов времени появления управляющих импульсов в выпрямительном режиме о(,(с) ИЫ (с) ) Ы (с), соответ" ствующих токам управления (с) и 1 (с). Так как 1 с 0,6 1,, 15 то угол Ы,(с) или Ы (с) отвечает точкам 1 и 2 токовой диаграммы, изображенной на фиг. 4. Выпрямитель 1 работает с симметричным управлением, так как ток мал, а угол выбираетсяЕ исходя из требуемой е = -. ТочЕки 9 и 10 в инверторном режиме соответствуют углу Ы (с) и току управления 1 (с). Предположим, что ток нагрузки становится больше величины уставки порогового элемента 5 (точка 3 фиг. 4). Это может произойти как за счет изменения самой нагрузки, так и эа счет изменения выходного 30 напряженпя выпрямительной установки.Когда выход датчика 4 тока превышает уставку порогового элемента 5, то выходной сигнал элемента 5 воздействует на вход 2 канала 10 управле- З 5 Кроме того, в нижнем диапазоне изменениЯ е с 1 в выпРЯмительном Режиме0 с е(ссовс(, при оптимальном поочеоредном управлении регулирование ведется следующим образом: Ы(п)= Ащк сопвС, аЫ,(п) изменяется от4 (и) =6=1(-Ы до с.,(П) =омиммакскак ВиднО из фиг6, пока 1(п)с ь 1, 50 Ы(п) = Ыас, ас, (и) изменяется от О до Ы. При дальнейшем увеличении 1 (и) первый компаратор находитУся в ограничении и с( (п)=Ы, ас(.,(п)выходит из ограничения вЫ и на ходится в промежуточном положении между Ыи Ы (напримеро( (и) ио- (и), В инВерторном режиме 1 (и) ния, и СИФУ 2 переходит к поочередному управлению, которое на фиг,б обозначено - .Переход от точки 2 к точке 3 фиг. 4 осуществляется при е =. сопвй. Компараторы блоков 13 и 15 работают так же, как .и при симметрич-" ном управлении, но вводится система из двух смещений 1, и 1 от. узлов 12 и 14 смещения, Эта система соответствует оптимальному псочередному управлению (один из вариантов реализации способа управления), характеризующемуся тем, что для каждого-.Е обеспечивается максимально воэможйая величина разности ьЫ =с(- с( Оптимальность такого закона поочередного управления состоит в том, что по сравнению с любыми другими законами поочередного управления потребление реактивной мощностиминимально (Я ) при одних и тех же выходных параметрах выпрямителя: Е ( и 3,) (выпрямленном токе нагрузки).Ток смещения 1, от узла 12 смещения подается на компаратор блока 13 катодной группы, а 1, от узла смещения 14 - на компаратор блока 15 анодной группы. Один и тот же ток управления 1(и) от узла 11 управления подается на оба компаратора блоков 13 и 15, алгебраически складываясь с соответствующими смещениями. Для равенства е с) при симметричном и оптимальном поочередном способах управления необходимо, чтобы изменяет знак. При этом Ы.2 =Ы,=сопзй, а Ы(п) изменяется от Оо кмаксПереход от симметричного управления к поочередному и наоборот позволяет уменьшить размах изменения напряжения сети, питающей управляемую выпрямительную установку, с широким диапазоном и большой скоростью регулирования напряжения, Это отображенозависимостями, представленными на фиг, 5. Например, для точек 2-3 (данные расчета в относительных значениях): 0,98948-0,95123=0,03825 - симметричное управление ( )0,99417-0,96607 = 0,02810 - поочеред1261069 Фс угломер (с) =Ы,(с), Характер перехода ясен из фиг. 6,Таким образом, применение симметрично-поочередного способа управления позволяет получить минимально возможный для конктерного выпрямительного уст ройства размах изменения напряжения при резких сбросах и набросах нагрузки. катаФнрр инеем.угрюм.ниг У1/7 ррчсреАю урррЮсге ное управление (-ф ), 0,98948- 0,96607 = 0,02341 - симметрично-поочередное управление (.ы.в-), При этом размах изменения напряжения при использовании симметрично-поочередйо го управления выпрямительной установ кой (на одном и том же силовом оборудовании) для наиболее тяжелого интервбла уменьшится по сравнению с симметричным управлением в 1,63 раза, а по сравнению с поочередным управлением - в 1,2 раза. Толчки тока 4-5 и 6-7 более удобно производить, не меняя способа управления, Как видно из фиг.5, изыенение 0", в точках 4-5 и 6-7 совпадает при поочередном управлении и управлении по предлагаемому способу, Это означает, что здесь нет никакого перехода, а управление поочередное.Переход от точки 8 к точке 9 осуществляется из выпрямительного режима при поочередном управлении в инверторный при симметричном управлении, причем так, чтобы 1 е 1(п)1 йе 1(с) ) . Это соответствует приблизительно переходу от работы с углами с,(п) =с , Ы (и) = од(п) к работе 10 Формула изобретения Способ управления выпрямительнойустановкой, выполненной из двух последовательно включенных многофазных групп вентилей, заключающийсяв том, что управление вентильнымигруппами производят независимо другот друга, о т л и ч а ю щ и й с я 20тем, что, с целью уменьшения размаха изменения напряжения сети при работе с резкопеременной, ударной нагрузкой, контролируют величину токанагрузки и при токах нагрузки от 0,6до 0,8 номинального значения осуществляют симметричное управлениевентильными группами, в противномслучае производят поочередное управление вентильными группами.1261069 Ю,К еаО 0 0,5 0,7 Ю 11 1,РЯ 1,И 1,7 Х УУ 1 Фие. 5 гр) Составитель В. ЖмуроРедактор Л. Веселовская Техред И.Ходанич Корректор Е Сирохм 42/56 Тираж 631 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д