403006

О П И С А Н И Е 403006ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сююз Советски)СоциалистическихРеспублик свидетельств висимое от Кл, Н 02 р 13/1 6 051 1 у 20 Заявлено 17,Ч,1971 ( 1659892/24-7)с присоединением заявки1659891/24-7 осударственный комитеСовета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий ритет К 621;316,722(088 плетень4 Опубликовано 19.Х.1973 Дата опубликования оп ания 1.11.1974 кого Комсо вторыобретени В, Гельман и С. П. Лох ола := Заявитель Челябинский политехнический институт имени Лени СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОР держки момента ом периоде кажсостояния изметь то Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах широтно-импульсного регулирования, в частности в регуляторах печей сопротивления; включаемых в сеть через печной трансформатор.Известен способ управления тиристорным регулятором, включенным в первичную цепь силового трансформатора, с использованием широтно-импульсного регулирования с целым числом периодов питающего напряжения на интервале включенного состояния и с задержкой момента включения одного тиристора по отношению к моменту перехода через нуль в заданном направлении напряжения сети только в первом полупериоде каждого интервала включенного состояния. Недостатком такого способа является появление выбросов тока намагничивания при определенных значениях скважности регулирования, когда время между предыдущим выключением и последующим включением мало, при изменениях характера нагрузки и снижения совр нагрузки ниже 0,5 - 0,7 (в зависимости от материала сердечника), а также при изменениях параметров трансформатора, например, когда регулятор переключают на другой трансформатор (в период настройки).Предлагаемый способ позволяет улучши энергетические показатели регулятора. Э достигается тем, что угол завключения тиристора в первдого интервала включенногоняют.5 Кроме того, сначала измеряют вольт-секундный интеграл напряжения, приложенного к первичной обмотке трансформатора в конце предыдущего интервала проводимости от момента последнего перехода напряжения 10 сети через нуль до начала следующего интервала включенного состояния, а затем включают регулятор в момент, когда вольт- секундный интеграл напряжения на тиристоре от момента перехода через нуль в том же 15 направлении сравняется с измеренным вольтсекундным интегралом.На фиг. 1 дана схема силовой части импульсного регулятора на первичной стороне трансформатора, поясняющая описываемый 20 способ; на фиг, 2 - диаграммы при активнойнагрузке: а - напряжения У, сети, б - напряжения У,р на первичной стороне силового трансформатора, в - индукции сердечника силового трансформатора, г - тока намагни чивапия силового трансформатора, д - тока2 нагрузки, е - токарезисторов, ж - напряжения Утрр на тиристорах, з - измеряемого вольт-секундного интеграла напряжения на первичной стороне трансформатора, 30 и измеряемого вольт-секундного интеграла+ " (1+ соз а) си Р 5 о напряжения сети, к - измеряемого вольт-секундного интеграла напряжения на тиристорах, л - перемагничивания силового трансформатора от момента 1, до начала новой пачки импульсов; на фиг. 3, а - л - то же, при активно-индуктивной нагрузке; на фиг.4 - принципиальная электрическая схема регулятора управляемого по описываемому способу:Силовая часть импульсного регулятора на первичной стороне трансформатора (фиг. 1) содержит два встречно-параллельно включенных тиристора 1 и 2, периодически подключающих первичную обмотку силового трансформатора 3 к сети переменного напряжения. Первым в начале каждой пачки импульсов включается тиристор 2, последним в конце каждой пачки импульсов отключается тири- стор 1, что обеспечивает четное число полупсриодов тока в каждой пачке импульсов. Все последующие включения тиристоров 1 и 2 (кроме первого включения тиристора 2) осуществляются при переходах тока тиристо.ров через нуль.Если первое включение тиристорного ключа при импульсном регулировании производить с определенной задержкой (фиг. 2 б и Зб) по отношению к моменту перехода чсрез нуль в заданном направлении (от минуса к плюсу) напряжения сети или напряжения тиристоров, то выбросов тока намагничивания не наблюдается (фиг. 2 г и Зг). За время от момента включения с некоторой задержкой - , где а - угол включения, ь - круговаякчастота, до момента - персхода через нуль напряжения на первичной стороне трансформатора величина индукции изменяется пропорционально приложенному вольт-секундному интегралу от - В,. до +В, (В, - величина остаточной индукции). а В= - В.с, + - 1. з 1 п щ 1 й= - В,+ а шгде У - амплитуда напряжения сети;В - амплитуда индукции сердечника кконцу первого полупериода;У - число витков первичной обмотки;5 - сечение сердечника;а - круговая частота. Выорось тока нсмаГничивяни 5 нс появляогся од, когд; максимальное зачепие индукции Вк концу первого полупериода включения точно совпадает с максимальной индукцией Вв установившемся режиме,В=-, "; (2) Отклонение в ту или другую сторону приводит к выбросам тока намагничивания впервом или втором полупериоде.Величина остаточной индукции может бытьопределена через вольт-секундный интеграл1 с напряжения У,р на первичной стороне силового трансформатора от момента 1 до момента 1+ -(о10 Величину а задержки первого включения определяют из равенства интеграла 1 вольтсекундному интегралу 1 напряжения сети от 20 момента 1 перехода через нуль в заданном направлении этого напряжения до момента 1 с, + - включения тиристорного ключа1 аким образом, предлагаемый способ уп равления обеспечивает первое включениетнристорного ключа без выбросов тока намагничивания и каких-либо ограничений со стороны нагрузки, трансформатора и длитсльности процессов.45 Так как к началу каждой пачки импульсовостаточное напряжение на первичной стороне трансформатора незначительно, то моменты отсчета и вольт-секундные интегралы можно снимать не только с напряжения сети, но и 50 с напряжения на тиристорах, что позволяетупростить техническую реализацию способа.1.1 а фиг. 2, и, к заметно некоторое расхождение моментов равенства сравниваемых интег.ралов, а на фиг. 3, и, к незаметно.55 Величина В,. остаточной индукции транс.форматора определяется как коэффициентом прямоугольности материала сердечника, так и процессом разрядки запасенной в трансфор.маторс и его активно-индуктивной нагрузке 60 электромагнитной энергии. В зависимости отпараметров схемы и времени процесса разряда запасенной энергии значения остаточной индукции сердечника к началу следующей пачки импульсов могут быть различны ми, Если активно-индуктивная нагрузка си 403006лового трансформатора имеет достаточно вы- СОКИЙ КОЭффИЦИЕНт СДВИГа (1 ) СОЗ Ч 1 пагр )Ва) - р то в момент отключения тиристорнов)го ключа фазовая точка на диаграммах перемагничивания (фиг, 2, л) находится в третьем квадранте. В следующих за отключением процессах разрядки запасенной электромагнитнойой энергии фазовая точка движется к точкс - Во на оси ординат. Если времени выключенного состояния тиристоров достаточно для полного окончания процессов разрядки запасенной энергии, то остаточная индукция В, в сердечнике силового трансформатора принимает значение Во независимо от коэффициента сдвига нагрузки в достаточно широком диапазоне его изменения.Если коэффициент сдвига не выходит за допустимые пределы, но время разрядки мало, то значение остаточной индукции к началу следующей пачки импульсов превышает значение Во (фиг. 2, в, л). Если же коэффициент сдвига выходит за допустимые пределы (преобладает индуктивная составляющая тока), то остаточная индукция к началу следующей пачки импульсов меньше значения Во (фиг. 3, в, л). При подключении регулятора к новому трансформатору величина В, может быть неизвестна. В таких случаях целесообразно использовать предлагаемый способ.Регулятор (фиг, 4) состоит из двух встречно включенных тиристоров 1 и 2, последовательно с которыми в цепь с трансформатором 3 включен насыщающийся трансформатор 4. Вторичная обмотка трансформатора 4 подсоединена к управляющему электроду - тири. стора 1, зашунтированному диодом 5, Система управления и формирования импульсов тиристора 2, управляющий электрод которого также зашунтирован диодом 6, выполнена в виде насыщающегося дросселя 7 с прямоугольной петлей гистерезиса, подключенного одним концом к управляю 1 цему электроду тиристора 2, а другим через балластное сопротивление 8 к выводу обмотки трансформатора 3, непосредственно связанному с сетью, н дополнительного тиристора 9, соединяющего анод тиристора 2 с точкой соединения дросселя и сопротивления. Тиристор 9 ВклО 1 астсячерез нуль в том жс направлении сравняется50, с пзъ 1 ере 11 В 1 ВОль-секундьм 1 Теграл 01 5 10 15 2025ЗО 35 40 через управляемый клюг 10 импульсами с синхронизированного с сетью (или с напряжением на тиристорах) генератора 11 импульсов.Если необходимо полностью ликвидировать провалы в напряжении нагрузки, то в схему регулятора может быть включен еще один насыщающийся трансформатор 2, вторичная обмотка которого через управляемь 1 й ключ 13, включающийся синхронно с ключом 10, подключс 1 а к управляющему электроду тиристора 2.Первье в начале каждой пачки импульсов всегда включается тиристор 2. По прекращении тока через тиристор 2 с насьпцающегося трансформатора 4 на управляющий электрод тиристора 1 поступает включающий его импульс, поэтому тиристор 1 всегда включается вслед за тиристором 2,Предмет изобпстения1. Способ управления тиристорным регулятором, включенным в первичную цепь силового трансформатора, с использованием широтно-импульсного регулирования с це,пым числом периодов питающего напряжения на интервале включенного состояния и с задержкой момента включения одного тиристора по отношению к моменту перехода через нуль в заданном направлении напряжения сети только в первом полупериоде каждого интервала включенного состояния, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических показателей регулятора, угол задержки момента включения тиристора в первом полу- периоде каждого интервала включенного состояния изменяют.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сначала измеряют вольт-секундный интеграл напряжения, приложенного к первичной обмотке трансформатора в конце предыдущего интервала проводимости от момента последнего перехода напряжения сети через нульдо начала следующего интервала включенного состояния, а затем включают регулятор в момент, когда вольт-секундный интеграл напряжения на тнристоре от момента перехода