Способ управления вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем

, 1319199 9) 02 М 7/1 51 1р ТЕНИЯ ехнически Окол)льство3/16,промышя техн СССР 979. енно ка",(54) СПОСОБ уПРПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЛЕМ (5 7) Изобретение технике и може итс отно быт еобр елью е ср элек использован ля управления птоянного тока.вляется получен оват зобр ями и енияыпрям него.ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетеУ 660187, кл. Н 02 Р 1ЭлектротехническаяСер."Преобразовательна1983, В 6, с. 9-12. ЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМС ШУНТИРУ 10 ЩИМ ВЕНТИленного напряжения на нагрузке, независимого от формы напряжения питающе 1сети, В данном способе изменения режима работы нагрузки и изменения внапряжении питающей сети учитываютсяпри формировании опорного напряженияи, следовательно, при определенииугла открывания вентиля преобразователя. Формирование дополнительногоопорного напряжения получают интегрированием фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжениячерез ноль и до момента открыванияшунтирующего вентиля, сравнивают этонапряжение с напряжением управленияшунтирующим вентилем и формируютимпульсы управления шунтирующим вентилем, что позволяет расширить функциональные возможности преобразователя, 1 з.п. ф-лы, 5 ил.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями постоянного тока с шунтирующими вентилями. 5Целью изобретения является полу-. чение среднего выпрямленного напряжения на нагрузке, независимого от формы напряжения питающей сети и режима работы нагрузки, уменьшение потерь в нагрузке, расширение функциональных возможностей и повышение быстродействия работы преобразователя и упрощение технической реализации5 устройства, реализующего способ управления вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем.На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего способ управле 20 ния однофазным вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем; на ,фиг. 2 - блок выбора режимоз устройства; на Фиг. 3 - график, поясняющий работу блока задания напряжения управления вентилями преобразователя блока выбора режимов; на фиг. 4 график, поясняющий работу блока задания напряжения управления шунтирующим вентилем; на фиг, 5 - линейные диаграммы, поясняющие способ и работу устройства, упреждающего управление вентильным преобразователем с шунтирующим вентилем.Вход блока 1 синхрониэирующих сигналов соединен с клеммой сетевого35 питающего напряжения, а выход - с входом формирователя 2 синхронизирующих импульсов, неинвертирующие входы интеграторов 3 и 4 соединены с клеммой сетевого питающего напряжения, а неинвертирующий вход интегратора 5 - с датчиком противо-ЭДС нагрузки, ключи сброса интеграторов 6-8 подключены на соответствующие входы интеграторов 3-5, а входы управления ключей сброса интеграторов 6-8 соответственно соединены с выходами блока 1 синхронизирующих сигналов, формирователя 2 синхрониэчрую 50 щих импульсов и датчика тока, одна клемма управляющего ключа 9 соединена с неинвертирующим входом интегратора 4, а вторая - с нулевой шиной, выходы интеграторов 3-5 соединены соответственно с первым и вторым55 входами суммирующего устройства 10, четвертый вход которого соединен с выходом блока 11 определения фазного выпрямленного напряжения эа положительный полупериод, а выход -с входом сравнения компаратора 12,вход сравнения компаратора 13 соединен с выходом интегратора 4, а опорные входы компараторов 12 и 3 - соответственно с первым и вторым выхо -дами блока 14 выбора режимов, входкоторого соединен с источником напряжения управления, выход компаратора12 через формирователь 15 импульсовуправления соединен с управляющимвходом вентиля преобразователя, а выход компаратора 13 - с входом управления управляющего ключа 9 и входомформирователя 16 импульсов управления, выход которого соединен с управляющим входом шунтирующего вентиля.Источник задания напряжения ограничения максимального угла открываниявентиля преобразователя через диод17, включенный в прямом направлении,соединен с первым входом сумматора18, второй вход которого через диод19, включенный в прямом направлении,и диод 20, включенный в обратномнаправлении, соединен с источникомнапряжения управления и является входом блока 14 выбора режимов, а выходсумматора 18 является первым выходомблока 14 выбора режимов и через диод 21, включенный в прямом направлении, и стабилитрон 22, включенный вобратном направлении, соединен с нулевой шиной. Катоды диодов 23 и 24соединены соответственно с источником задания напряжения ограниченияминимального шунтирующего вентиля иисточником задания напряжения управления, а аноды объединены в общуюточку и через резистор 25 соединеныс вторым выходом блока 14 выбора режимов и анодом стабилитрона 26, катоц которого соединен с нулевой шиной,На фиг, 3 и 4- напряжение управления; Бв, - напряжение управления вентилями преобразователя; Бц напряжение управления шунтирующим вентилем; Бс и 1 м нвп напРяжения ограничения максимального и минимального углов открывания вентилей преобразователя соответственно; У и Б , - напряжения ограничения минимального и максимального углов открывания шунтирующего вентиля соответственно.На фиг. 5 У - сетевое питающее напряжение; У - выпрямленное напряжение; а - сицхроцизирующие сигналы; И, - синхронизирующие импульсы;У, - опорное напряжение; Упп, - 5 дополнительное опорное напряжение;Ув - напряжение ца выходе дополнительного интегратора; У напряжение управления; У ,- напряжение ограничения минимального угла открывания шунтирующего вентиля; Унапряжение ограничения максимального угла открывания вентиля преобразователя; Ус, - фазное выпрямленное напряжение за положительный период;Ни Н- сигналы на выходах первого и второго интегратора соответственно; И и И . - импульсы управления вентилем преобразователя и шунтиРующим вентилем. 20Устройство работает следующим образом.Сетевое питающее напряжение поступает на неинвертирующие входы интеграторов 3 и 4. Синхронизирующий импульс И, с выхода формирователя 2 синхронизирующих импульсов поступает на вход управления ключа сброса интегратора 7, сбрасывая интегратор и подготавливая его к работе, После исчезновения синхронизирующего импульса Ис ключ сброса интегратора 7 размыкается и начинается интегрирование на этом интеграторе сетевого пи,тающего напряжения, Получецное в ре зультате интегрирования напряжение У,п сравнивается на компараторе 13 с напряжением управления шунтирующим вентилем У щ и в момент равенства этих напряжений формируется управляю-ф щий сигнал Ищв, который вызывает за - мыкание управляющего ключа интегратора 7, по переднему фронту этого сигнала формируется с помощью формирователя 16 импульсов импульс управления шунтирующим вентилем Ишв. Напряжение с выхода интегратора 4 поступает одновременно и на третий вход суммирующего устройства 10, где суммируется с фазным выпрямленным напряжением за 50 положительный полупериод Ус которое поступает на четвертый вход суммирующего устройства 1 О. До этого моментаключ сброса интегратора 6 замкнут сицхронизирующим сигналом а, поступающим с выхода блока 1 синхронизирующих сигналов, и интегрирования сетевого питающего напряжения У не происходит, напряжение на выходе интегратора 3 - ноль, Прц исчезновении сицхронизирующего сигнала ключ сброса интегратора 6 замыкается, и на выходе интегратора появляется напряжение, которое поступает на первый отрицательный вход суммирующего устройства 1 О, где вычитается из уже имеющегося напряжения. Прц погасании тока нагрузки ключ сброса интегратора 8 размыкается, происходит интегрирование противо-ЭДС нагрузки на интеграторе 5, напряжение с выхода интегратора 5 У поступает на второй вход суммирующего устройства 1 О, напряжение с выхода которого Упп, сравнивается на компараторе 12 с напряжением управления вентилем преобразователя Уи в момент равенства этих напряжений с помощью формирователя 15 импульсов управления формируется импульс управления вентилем преобразователя Ув, .Блок 4 выбора режимов (фиг. 3 и 4) работает следующим образом.При У, О напряжение на первом выходе блока 14 выбора режимов У -Уч, если УаксьпУчУмн вп если УчУ д свп то Уныл =У, с вп и Уч=Умин вп, если Уч Цв , последнее равенство выпол.няется с помощью стабилитрона 22;напряжение на втором выходе блока 14 выбора режимов У,св =Умнн, при УчсО, напряжение на первом выходе блока выбора режимов Уопределяется как сумма напряжения управления У и нач пряжения ограничения максимального угла открывания вентиля преобразователя У . при таком задании напряжения управления вентилем преобразователя обеспечивается открывание вентиля преобразователя с максимальным постоянным углом открывания; напряжение на втором выходе блока 14 выбора режимов Уч, =Умин шьесли У Умннщв 1 У=У, если У,ссУчСУн в, учшв умикс шв если УчУманса, последнее равенство обеспечивается с помощью стабилитрона 26.Опорное напряжение (фиг.5) в режиме прерывистых токов У 0 пь формируют как сумму фазного выпрямленного напряжения за положительный полупериод Ус сигнала, пропорционального разности напряжений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов У , получаемого интегрированием на интервале бестоко 1319199вой паузы противо-ЭДС нагрузки, и сигнала, пропорционального разности интегралов фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения 5 через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля и фазного напряжения в положительной области с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания 10 вентиля преобразователя; сравнивают опорное напряжение Ус напряжением управления вентилем преобразователя 0и в момент равенства этих напряжений формируют импульс управле ния вентилем преобразователя Б ,Таким образом, изменения режима работы нагрузки и изменения в напряжении питающей сети учитываются при формировании опорного напряжения и, 20 следовательно, при определении угла открывания вентиля преобразователя, а среднее выпрямленное напряжение нагрузки поддерживается постоянным при неизменном напряжении управления. Дополнительное опорное напряжение 0получают интегрированием фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля, сравнивают это напряжение с напряжением управления шунтирующим вентилем Уше и в момент равенства этих напряжений формируют импульс 35 управления шунтирующим вентилем И е. Таким образом, использование второго канала управления - канала шунтирующего вентиля позволяет расширить функциональные возможности преобразо вателя, а управление вентилем преобразователя и шунтирующим вентилем в соответствии с алгоритмом управления, реализуемым блоком 14 выбора режимов, позволяет уменьшить потери в 45 нагрузке и повысить быстродействие преобразователя.Формула изобретения 1. Способ управления вентильным50 преобразователем с шунтирующим вентилем, заключающийся в том, что в режиме прерывистых токов формируют сигнал, пропорциональный разности напря 55 жений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов, формируют опорное напряжение, сравнивают его с напряжением управления вентилем преобразователя и в момент равенства этих напряжений вырабатывают импульс управления вентилем преобразователя, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью получения среднего выпрямленного напряжения на нагрузке, независимого от формы напряжения питающей сети и режима работы нагрузки, опорное напряжение формируют как сумму фазного выпрямленного напряжения за положительный полупериод, сигнала, пропорционального разности напряжений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов и сигнала, пропорционального разности интегралов фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения напряжения через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля и фазного напряжения в положительной области с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания вентиля преобразователя, причем сигнал, пропорциональный разности напряжений, прикладываемых к нагрузке в режимах прерывистого и непрерывного токов, формируют интегрированием на интервале бестоковой паузы противо-ЭДС нагрузки.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения потерь в нагрузке и повышения быстродействия преобразователя, формируют дополнительное опорное напряжение интегрированием фазного напряжения в отрицательной области на интервале с момента прохождения этого напряжения через ноль и до момента открывания шунтирующего вентиля, сравнивают это напряжение с напряжением управления шунтирующим вентилем и в момент равенства этих напряжений формируют импульс управления шунтирующим вентилем, причем напряжение управления вентилем преобразователя определяется как Б,=Б, если Бмссе1 д 1ее если 0 )1.1;У =Б, если 0(У(Усц ее +11 если У (0 ф а напряжение управления шунтирующим вентилем как 0, =Це, если ЦЦ 11 е =0, если Ц,сше1 м,ь 0 ме = =Омске иге если (1 мюксшв где амин ье ф Умца юе э 0 оксец,э 0 мс ре напряжения ограничения минимальных и максимальных углов открывания вентилей преобразователя и шунтирующего вентиля.сное Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 ВП и Тираж 660ИИПИ Государствепо делам изобре3035, Москва, Жнного комит тений и отк 35, Раушска Подпта СССытийнаб.,