Способ импульсно-фазового управления однофазным тиристорным регулятором с трансформаторной нагрузкой

, М 28 политехническиомсомола8,8)идетельство ССС02 М 5/22, 1984 нст ОВОГО ТИРИ- НСФОРотехнимпулИзобретение относи ке и может быть испольэ ного и импульсно-фаэов напряжения в цепях п рансформаторов в сется к электротехни вано для импульсого регулирования рвичных обмоток пе еменног на ГОСУДАРСТВЕН(ЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБР А 8 ТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛ ЬСТ 8 У4) СПОСОБ ИМПУЛЬСНО-ФАЗ ПРАВЛЕНИЯ ОДНОФАЗНЫМ ТОРНЫМ РЕГУГ 1 ЯТОРОМ С ТРА ЛАТОРНОЙ НАГРУЗКОЙ 7) Изобретение относится к элект е и может. быть использовано для и ях р о пряжения.Цель изобретения - повышение надежности и энергетических показателей. особенно при работе с большими паузами между интервалами включенных состояний тиристоров,На фиг.1 представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг,2 и 3 - диаграммы сигналов его работы при синусоидальном и прямоугольно-несимметричном напряжении Ос сети,На фиг,1 показаны встречно-параллельно включенные тиристоры 1 в цепи трансформаторной нагрузки 2 и сети переменного напряжения Ос. Параллельно ного и фазового управления регуляторами. Цель изобретения - повышение надежности и энергетических показателей, особенно при работе с большими паузами между интервалами включенных состояний тиристоров, Способ заключается в том, что измеряют напряжение на тиристорах, интегрируют его и сравнивают с двумя пороговыми уровнями, включая при равенстве тиристоры. доформируют сигнал отключения, после чего увеличивают значения пороговых уровней. Это позволяет снизить ток намагничивания трансформаторной нагрузки перед отключением и повысить надежность и энергетические показатели. 1 з,п. ф-лы, 3 ил. тиристорам подключен вход интегратора 3на операционном усилителе 4 с интегриру-;ющим конденсатором 5 и резистором 6 вцепи обратной связи. Выход интегратораподключен к первым входам двухпорогового релейного элемента на двух операционных усилителях 7 и 8, выходы которых черезЯдинамические формирователи на инверто- С)рах 9 и 10 и конденсаторах 11 и 12 подклю- счены к двум входам элементов И 13 и 14,выходы которых через выходные формирователи 15 и 16 импульсов связаны с управляющими выводами тиристоров. Источник ф17 команд управления включением подключен к информационному входу О-триггера18, вход синхронизации которого через формирователь 19 узких импульсов подключенк напряжению Ос. Выход триггера 18 подключен к входу управления ключа 20 непосредственно и через динамическийформирователь на конденсаторе 21, резисторе 22 и диоде 23 к третьим входам элементов И 13 и 14, К напряжению Осподключен также вход пассивного интегратора на разделительном трансформаторе 524, регулируемом резисторе 25 и конденсаторе 26, выход интегратора подключен камплитудному детектору на диодном мосте27 и конденсаторе 28, Один вывод амплитудного дстсктора чсрсз клоч подключсн к 10общей точке. а другой через разделительный диод 29 - к вторым входам двухпорогового релейного элемента, К этим же входамчерез другой разделительный диод 30 подключен выход фазозадающего устройства 15на потенциометре 31,При работе устройства в режиме импульсно-фазового регулирования диаграммы сигналов при разных формахнапряжения сети имеют вид, представленный на фиг.2 и 3, где О - напряжение сети;О - напряжение на нагрузке; В - индукцияв магнитопроводе трансформатора, котораяот своего остаточного значения Во в нулевой момент времени 1=0 изменяется пропорционально вольтсекундному интегралуфнапряжения нагрузки:В = В. + К ф ф, = / О. с 1,30где К - постоянный коэффициент, определяемый параметрами трансформатора;О;напряжение на тиристорахЧа фи 1.2 и 3 буквами а,б,вм обозначены диаграммы напряжений в точках, показанных на фиг.1, Так как примененный всхеме интегратор 3 инвертирующий, то сигнал в точке а на диаграмме а на фиг.2 и 3показан с инверсией и соответствует вольтсекундному интегралу напряжения на тиристорах1/)тир = д =Отир о 1,0На диаграмме Оир пунктирной линией показано напряжение при постоянно от кл юченных тиристорах, на диаграмме а пунктирной линией показан вольтсекундный интеграл от этого напряжения при постоянно отключенных тиристорах, а прямоугольными пунктирными линиями - два 50 пороговых уровня переключения двух порогов релейного элемента.При отключенном ключе 20 положение порогов срабатывания двухпорогового элемента и шиоина зоны между ними опреде ляются пстенциометром 31 ручной установки угла фазового регулирования, Режимы работы "Включено" и "Отключено" зависят от состояния "1" или "0" на третьих входах (точка л) элементов И 13 и 14. На диаграммах фиг,2 и 3 слева показан режим "Включено" при малом угле фазового регулирования (эона между порогами на диаграмме а неширокая). Переключения операционных усилителей 7 и 8 (фиг.2 и Зб, д) происходят под действием сигнала напряжения а на выходе интегратора 3 в моменты достижения этим сигналом пороговых уровней. Эти моменты на диаграммах а выделены точками, Указанные переключения приводят к перезаряду конденсаторов 11 и 12 (фиг,2 и Зв, е) и формированию на выходах элементов И 13 и 14 и выходных формирователей 15 и 16 в данные моменты узких импульсов (фиг,2 и Зг, ж), включающих тиристоры 1, Команды включения-отключения (фиг,2 и Зи) с источника 17 поступает в случайный момент времени. На выходе триггера 18 эти команды синхронизируются с моментами перехода через нуль напряжения сети, что осуществляется подачей на вход синхронизации триггера 18 импульсов (фиг.2 и Зз) с формирователя 19, Синхронизированная с сетью команда на включениеоткпючение (фиг,2 и Зк) управляет ключом20, На третьи входы элементов И 13 и 14 сигнал на включение поступает беэ задержки благодаря наличию диода 23, а спад на сигнал задерживается иэ-за наличия конденсатора 21 и воспринимается как "1" в течение 1-3 полупериодов после поступления команды на отключение,На участке уровня "0" сигнала к ключ 20 замкнут и напряжение с конденсатора 28 (фиг,2 и Зм) через разделительный диод 29 поступает на вторые входы двухпорогового релейного элемента, расширяя зону между пороговыми уровнями (прямоугольные пунктирные линии на фиг,2 и За), На конденсаторе 26 формируется сигнал, пропорциональный интегралу напряжения сети, он выпрямляется диодным мостом 27 (на фиг.2 и Зм показано пунктирными линиями), а конденсатор 28 остается заряжен. ным до амплитуды этого сигнала. Резистор 25 позволяет один раэ точно вручную установить ширину эоны между пороговыми уровнями по размаху сигнала интеграла напряжения на тиристорах (фиг.2 и За) и сохранить это соотношение при дальнейших колебаниях напряжения сети, Как только сигнал на выходе триггера 18 принимает значение "1", ключ 20 размыкается и ширина зоны определяется сигналом потенциометра 31, т,е. восстанавливается первичное значение по команде на включение. Характер изменения индукции показан на диаграмме В (фиг.2 и 3), При включенных тиристорах 1 к нагрузке 2 прикладываетсянапряжение сети и индукция трансформатора изменяется согласно уравнениюгВ = В + К ; г =О с 1 г,Огде ф - вольтсекундный интеграл напряжения сети.Данное свойство позволяет на диаграмме индукции В построить пунктирными линиями (фиг,2 и 3) диаграмму желаемого изменения индукции после включения тиристоров и включить тиристоры в момент пересечения реальной (сплошная линия) и желаемой (пунктирная линия) кривых изменений индукций, что на диаграммах В (фиг.2 и 3) отмечено точкой. Высота смещения д средней линии вольтсекундного интеграла напряжения сети на диаграммах В равна величине смещения д одного порогового уровня на диаграммах а(фиг.2 и 3), Отмеченные на обоих диаграммах В и а точки пересечений также соответствуют друг другу. Определить этот момент пересечения и включить тиристоры технически проще, контролируя только вольтсекундный интегрдл ндпряжения на тиристпрдх (т.е по диаграмме а), чем два интеграла: напряжения на трансформаторе и напряжения сети (т,е. по точке пересечения диаграмм на кривых В на фиг.2 и 3). В моменты го, г 1,." (фиг 2 и 3) индукция в трансформаторе нагрузки 2 достигает экстремальных значений, заданием величины расширения зоны между порогами можно устанавливать ее желаемое значение. Если зону расширить до величины размаха вольтсекундного интеграла напряжения сети (как показано на фиг.2 и 3), то в моменты го, г 1 индукция принимает нулевые значения независимо от параметров трансформатора и нагрузки, а с учетом процессов после этих моментов принимает нулевое значение за 1-3 полупериода. После этого установления сигнал вольтсекундного интеграла напряжения на тиристорах (диаграмма а) не содержит постоянной составляющей, Это дает возможность ввести в интегратор 3 резистор 6 в цепи обратной связи, который не позволяет дрейфовать интегратору около нулевого уровня. После этого пауза между включениями может быть сколь угодно долгой, так как смещения выхода интегратора 3 не происходит благодаря самовыравнивающей обратной связи, а трансформатор размагничен и существует взаимно-однозначное соответствие остаточной индукции трансформатора (нулевая позиция) и сме 55 вых уровней равными зафиксированнымзначениям интегралов. щения выхода интегратора (нулевое смещение),Таким образом, способ позволяет в режиме импульсно-фазового регулирования5 перед отключением устанавливать требуемое значение остаточной индукции в магнитопроводе трансформатора нагрузки приизменяемых параметрах нагрузки и трансформатора эа минимальное время и обеспе 10 чивать включение трансформатора без егонасыщения при сколь угодно больших паузах между включениями. Это повышает надежность и энергетические показатели.Способ целесообразно применять в режи 15 мах работы с большими паузами,Формула изобретения1, Способ импульсно-фазового управления однофазным тиристорным регуляторомс трансформаторной нагрузкой, заключаю 20 щийся в том, что формируют сигналы включения и отключения, измеряют напряжениена тиристорах и интегрируют его, определяют моменты включения тиристоров, для чегосравнивают полученное в результате интег 25 рирования напряжение с двумя заданнымираэнополярными пороговыми уровнями, вмомент сравнения с каждым из уровнейформируют импульс управления соответствующим тиристором, о т л и ч а ю щ и й с я30 тем, что. с целью повышениянадежности иэнергетических показателей, особенно приработе с большими паузами между интервалами включенных состояний тиристоров, задают граничные значения пороговых35 уровней, фиксируют моменты начал полупериодов сетевого напряжения, после фоомирования сигнала включения с очередногозафиксированного момента начала полупериода начинают указаннОе определение мо 40 ментов включения тиристоров и включаютих, после формирования сигнала отключения с очередного зафиксированного момента начала полупериода сетевогонапряжения увеличивают величины порого 45 вых уровней до граничных значений и начинают отсчет заданного интервала времени,по окончании которого запрещают формирование импульсов управления тиристорами,50 2, Способ поп,1, отличающийсятем, что измеряют напряжение сети, интегрируют его, фиксируют амплитудные значения интеграла разных знаков иустанавливают граничные значения порого 16672091667209 Составитель В.МироновТехред М,Моргентал Корректор Н.Король Редактор А.Огар Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 2531 Тираж 383 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж. Раушская нэб., 4/5