Способ управления компенсированным преобразователем

(50 4 Н 02 М 7 7 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЬСТВУ ВТОРСКОМУ СВИДЕ МПЕ НСИРО(54) СПОСОВАННЫМ ПРЕ(57) Изоб УПРАВЛЕНИЯРАЗОВАТЕЛЕМ 2) 6) разователиспользо н ельн тута (72) (53) (56) лем. Цел жение по ности ре режиме н нити ку ге ка 6 и поступает на в ельных органов 8 и 9. а т мер н за ние суммируется с д нием управления Пз т пропорциональное то еличение напряжения у ходе усилителя 10. В яж В,П. Системы сет ртутными выпрями ических электроп нергоиздат, 1961 что выу нагрузравлениярезультапряж зыва ного управления для автома М,-Л.: Гос ями иводов. с.20.на в иг. СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ 3854545/24-0712.12.8415.12,86. Бюл. 9 46Уральское отделение Всесоюзнодена Трудового Красного Знамеучно-исследовательского инстижелезнодорожного транспорта Г.А.Николаев621.314.27 (088.8)Шипилло В,П. и др. Злектромаге процессы в быстродействующих сивных ионных преобразователяхГосэнергоиздат, 1963, с.50 ретение относится к преобьной технике и может быть ано для управления выпря-инверторным преобразоватею изобретения является сни ерь и повьппение эффективуперации . В инверторном пряжение, пропорциональное ратора, снимается с датчи те блок фазового управления 12 обеспечивает увеличение угла управления по линейному закону. Одновременно сумма напряжений датчика тока 6 и Б , увеличиваясь с ростом тока инвертирования, вызывает изменение угла управления в сторону запаз 1277325дывания по линейному закону, В выпрямительном режиме разность напряжения на выходе датчика тока 7 и напряжения У уменьшается с увеличением тока нагрузки, обеспечивая изменение угла управления в сторону опережения. 2 ил,40 Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении систем управления выпрямительно-инверторными преобразователями, применяемыми в системе электротяги и электроприводе постоянного тока.Целью изобретения является снижение потерь и повышение эффективности рекуперации.На фиг, 1 изображена схема компенсированного двухкомплектного преобразователя; на фиг. 2 - схема устройства, реализующего способ.Компенсированный преобразователь (фиг. 1) содержит преобразовательный трансформатор 1, вентильные группы 2 и 3, конденсаторы 4,вклю- ченные последовательно в общую трехфазную цепь переменного тока обеих вентильных групп, и ограничивающие реакторы 5, предназначенные для ограничения уравнительных токов между выпрямителем и инвертором. Кроме того, на фиг, 2 показаныдатчики 6 и 7 тока, измерительныеорганы 8 и 9, усилители 1 О и 11,блоки 12 и 13 импульсно-фазовогоуправления, разделительные диоды 14и 15,Компенсированные преобразователифиг. 1) применяются в качестве выпрямительно-инверторных агрегатовна тяговых подстанциях электрифицированных железных дорог. В условиях электротяги не требуется изменятьполярность напряжения на выходе преобразователя, Поэтому каждая из вентильных групп 2 и 3 работает тольков одном режиме: вентильная группа 2в инверторном, а группа 3 - выпрямительном. Вентильные группы выпрямителя и инвертора подключены к 5 О 5 20 25 30 разным отводам вентильной обмотки трансформатора. Это вызвано необходимостью согласования ЭДС инвертора не только с ЭДС выпрямительной части данного преобразователя, но и с ЭДС других неуправляемых выпрямителей данной и смежных тяговых подстанций.При совместном управлении двух- комплектным компенсированным преобразователем угол управления выпрями- тельной группы св при изменении режима нагрузки поддерживают равйым углу естественного отпирания М, а угол управления инверторной группы изменяют по линейному закону Ы имин + к 1 ц в диапазоне Мц 4Мп ( О и мок . Пропорционально изменениям инвертируемого тока. В результате снижаются потери электроэнергии вследствие ограничения уравнительных токов и повышения коэффициента мощности при одновременном упрощении схемы управления. Кроме того, возрастает объем энергии рекуперации, выданной преобразователем в сеть вследствие сокращения непроизводительного простоя преобразователя после срабатываний защиты, вызванных аварийным возрастанием уравнительного тока. Вследствие наличия конденсаторовв силовой цепи переменного токапреобразователя и ик влияния науравнительное напряжение условиесогласования вентильных групп 2 и3 в компенсированном преобразова -теле зависит от режима нагрузки.Взаимно связанное изменение углови м щ обеспечивает начально-непрерывную форму уравнительного тока спредельной длительностью=120во всем диапазоне нагрузок.л фомин1 тМинимальное значение углавыбирается из условия согласования вентильных групп при холостом ходе преобразователя. Это условие, соответствующее равенству напряжений холостого хода выпрямителя и инвертора, может быть выражено следующим образом: 20 25 Ее и = -= сова(2) где Е и Е - фазные ЭДС выпрямитеО И 30 ля и инвертора;=180 - Ы и - угол опережения отпирания инвертора. Можно записать, чтооЫьмии 3180 -агссоэ о. (3) 35 Максимальное значение углассм ,определяется, исходя из линейногохарактера его изменения по формуле40 олмакс = фй мин + 1 с 1 макс, (4) где к - коэффициент пропорциональности, определяющий значенияуравнительного тока в контуре между выпрямительной иинверторной группами вентилей;.1 - наибольшее значение инвертиф максруемого тока.50Устройство, реализующее способ, работает следующим образом.Совместное управление вентильными группами 2 и 3 осуществляется по двум независимым каналам. Входными 55 сигналами управления являются задающие напряжения управления Б 11 и ток преобразователя. При этом обеспечивается стабилизация среднего значения уравнительного тока 1 на минимальном уровне при всех значениях тока инвертирования 1 1. Для достижения этого угол 5 управленияМэ выпрямительной группы вентилей с увеличением тока инвертирования поддерживают равным углу естественного отпирания М а угол управления ыи инверторной группы иэ меняют.Закон изменения угла Ф, соответствующий стабилизации уравнительного тока 1, определяется выражением15(1) Задающее напряжение Н, обеспечиваетустановку минимального значения углаЫ .при нулевом значении тока инИ минЬертора. Аналогично выбором напряжения Б устанавливают начальноезначение угла Мь = 0 при отсутствиитока нагрузки выпрямителя.При появлении инверторной нагрузки напряжение, пропорциональное току инвертора, снимается с датчика 6и поступает на входы измерительныхорганов 8 и 9. Это напряжение суммируется с задающим напряжением управления Н что вызывает пропорциональное току нагрузки увеличение напряжения управления на выходе усилителя 10. В результате блок 12 фазового управления 12 обеспечивает увеличение угла б по линейному закону.Необходимый коэффициент пропорцио-.нальности К достигается выбором параметров датчика тока, измерительного органа 8 и коэффициента усиления усилителя 10,Одновременно с этим сумма напряжений датчика 6 и И , увеличиваясь"с ростом тока инвертирования, вызывает изменение угла в сторону запаздывания по линейному закону ось =со,В выпрямительном режиме работыпреобразователя напряжение на выходе датчика 6 снижается до небольшойвеличины, определяемой уравнительнымтоком, а напряжение на выходе датчика 7 изменяется пропорциональнотоку нагрузки выпрямителя 3. Разностьнапряжений Н и датчика 7 уменьшается с увеличением тока нагрузкипреобразователя, обеспечивая пропорциональное изменение угла ф в сторону опережения по закону ос = Мои полное открытие вентилей компенсированного выпрямителя.Связь между цепями датчиков 6 и7 устраняется применением разделительных диодов 14 и 15.Такое управление компенсированнымпреобразователем обеспечивает работувыпрямительной группы вентилей с ес-тественным углом отпирания о ь = Ос,и допускает тем самым возможностьприменения выпрямительной группы на.анеуправляемых вентилях. В этом случае наряду с упрощением силовой схемы упрощается устройство для управления, так как из нее исключаютсядатчик 7 и канал управления вентилями выпрямителя, 1277325Увеличение угла управления по мере увеличения тока инвертирования не приводит к опрокидыванию компенсированного инвертора. В преобразователях с последовательно включенными конденсаторами напряжение на вентилях, и следовательно, величина угла погасания инвертора о обусловлены совокупным действием ЭДС системы переменного тока и напряжений на конденсаторах. С увеличением тока инвертирования напряжения на конденсаторах возрастают пропорционально току, благодаря чему угол погасания инвертора при й и = сопзС не уменьшается, а напротив, возрас тает. Вследствие этого становится возможной работа компенсированного инвертора не только с положительными, но и отрицательными углами а т.е. в режиме генерирования реактивной мощности в питающую энергосистему.Использование, предлагаемого способа управления преобразователем обеспечивает снижение потерь электроэнергии за счет ограничения: уравнительных токов между выпрямителем и инвертором, повышение коэффициента мощности преобразователя вследствие работы вентилей инвертора с максимальными углами управления, а вентилей выпрямителя - с естественным углом отпирания с = Ыо, улучшение использования типовой мощности преобразовательного трансформатора за счет полного открытия вентилей выпрямительной группы. Эта особенность позволяет, кроме того, получить существенное упрощение и удешевление силовой схемы преобразователя за счет использования в нем выпрямительной группы на неуправляемых вентилях, повышение эффективности рекуперативного торможения вследствие повышения надежности и устойчивости 5 работы преобразователя, исключениеслучаев срабатывания его защиты изза аварийного увеличения уравнительных токов.Формула. изобретения,Способ управления компенсированным преобразователем, содержащимвыпрямительную и инверторную вентильные группы, подключенные к разнымвыводам обмотки преобразовательноготрансформатора, заключающийся в том,что определяют углы управления выпрямительной и инверторной групп вентилей, в соответствии с которыми формируют импульсы управления вентилями каждой группы, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью снижед 5 ния потерь и повышения эффективностирекуперации энергии, определяют фазные ЗДС Ео выпрямительной и Еи инверторной групп вентилей, измеряютток 1 инверторной группы вентилей,задают максимальный ток 1инверторной группы вентилей, поддержива.ют угол управления выпрямительнойгруппы вентилей равным углу естественного отпирания, а угол Ыи инверторной группы вентилей меняют позакону Ы и = Ы и мии + К 1 и в пределахКи мин мибвСимии+ К 1 и макс угдео ЕвЫ ; - 180 - агссоз вгде К -и мин ЕиЮ коэффициент пропорциональности, определяющий значение уравнителЬноготока между группами вентилей,.4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная,Тираж 631Государственного коми лам изобретений и от Москва, Ж, Раушск ПодписноеССР