Способ управления группой статических преобразователей
Похожие патенты | МПК / Метки | Текст | Заявка | Код ссылки
Текст
ОЮЭ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИЕСПУБЛИК 180 у 5 Н 02 М 7/00 ГОСУДАРСТВЕННОВЕДОМСТВО СГОСПАТЕНТ СС Е ПАТЕНТНО 11 пниц Л. )1 Р:Ф":.",дЯс ЕНИ ЕЛЬСТВ АВТОРСКОМУ СВ О Ж САНИЕ ИЗ(71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) Б.К,Баранов и Б,А,Москалев(56) Лозановский А.Л. Испытания тиристорного электровоза переменного тока типа ВЛ 80 Р, Электротехника, 1970, М 2, с. 55.Авторское свидетельство СССРйг 839002, кл. Н 02 М 7/00, 1979., 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГРУППОЙ СТАТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ (57) В способе используют импульсы управления двух видов - регулируемых по фазе и нерегулируемые (с заданной минимальной фазой), причем на тиристоры предыдущих зон регулирования преобразователей подИзобретение относится к электротехнике и предназначено для управления работой нескольких статических преобразователей электроподвижного состава переменного ока. Цель изобретения - увеличение коэффициента мощности при работе группы статических преобразователей электроподвижного состава переменноготока и существенное снижение их мешающего электромагнитного влияния на окружающую среду,На фиг. 1 приведена функциональная схема управления преобразователями двенадцатиосного электровоза типа ВЛ 85, оборудованного группой из шести статических преобразователей; на фиг, 2 показаны диэграммы напряжений для всех шести преобают импульсы управления с заданной фазой, а на тиристоры последующих зон-с регулируемой фазой открытия тиристоров, в каждой последующей зоне регулируемые импульсы управления на отдельные преобразователи подают в моменты перехода через нуль напряжения сети со сдвигом фазы, равным полупериоду напряжения питающей сети для каждого последующего преобразователя и интервалом повторения, равным произведению полупериода напряжения питающей сети на число преобразовательных установок в группе, количество импульсов управления в интервале повторения увеличивают от одного в начале зоны до максимального, соответствующего коэффициенту заполнения интервала повторения, равному единице, в конце зоны. 2 з.п, ф-пы, 5 ил.) разователей; на фиг. 3 - диаграммы напряжений для одного из преобразователей; на фиг. 4 приведены диаграммы напрякений преобразователя для способа управления с удвоенным количеством ступеней в каждой зоне регулирования; на фиг. 5 показано изменение коэффициента мощности электровоза в зависимости от выпряиленного напряжения преобразователей.Способ осуществляется следующим образом, Устанавливают величину управляющего сигнала, выбирая одну из позиций регулирования контроллера 1 машиниста электровоза, по его величине определяют зону регулирования с помощью блока 2 управления тяговым электроприводом, формируют импульсы управления, синхронизируя их с сетью, с помощью блока 3системы формирования импульсов, распределяют импульсы управления в соответствии с полупериодами питающего напряжения на управляющие электроды тиристоров соответствующих плеч преобразователей 16 - 21 электровоза. Каждый из статических преобразователей 16-21 состоит из параллельно или последовательно соединенных мостов с несколькими зонами . регулирования и подключен к отдельным секционированным обмоткам силовых трансформаторов 22 и 23, одной и второй секций электровоза, Защита силовых цепей электровоза осуществляется главными воздушными выключателями 24 и 25, установленными на вводе питания электровоза от контактной сети 25 кВ, 50 Гц, Каждый из преобразователей 16 - 21 работает на индивидуальную нагрузку в виде двух параллельно соединенных тяговых двигателей 4-5, 6-7, 8-9, 10-11, 12-13, 14-15 каждой иэ шести двухосных тележек электровоза. Таким образом,при реализации предлагаемого способа управления группой статических преобразователей сохраняется существующая структурно-функциональная схема электровоза и принципы работы его электрооборудования. С помощью блока управления тяговым электроприводом 2 формируют временной интервал повторения импульсов управления, равный произведению полупериодаТснапряжения питающей сети - на число2и-преобразователей в группе, обозначенный Т на диаграммах фиг. 2 - 4. На первой позиции регулирования в один из полупериодов питающего напряжения сети (диаграмма 26) на тиристоры соответствующих плеч преобразователя .16 подают один импульс управления с заданной минимальной фазой, соответствующей наибольшему интервалу включенного состояния тиристора, открываюттиристоры этих плеч преобразователя в течение одного полупериода за интервал повторения Тл, а остальную часть времени интервала повторения оставляют их закрытыми (диаграмма 27). В следующий полупериод питающего напряжения сети аналогично подают один импульс управления с заданной минимальной фазой на тир исто ры плеч преобразователя 17, открывают тиристоры соответствующих плеч преобразователя втечение одного полупериода за интервал повторения Т, а остальную часть времени интервала повторения оставляют их закрытыми. Далее подают импульсы управления поочередно на тиристоры плеч преобразователей 18 - 21, при этом интервалы повторения управляющих импульсов для каждого преобразователя в группе сдвигают по фазе друг 5 относительно друга на величину полупериоТсда питающей сети - , как показано на диаграмме 27, и через временной интервал.Тсповторения Тл = - х и вновь подают им 2пульс управления с заданной минимальной фазой на тиристоры плеч преобразователя 16 и повторяют цикл управления. На второй позиции регулирования сохраняют первый 15 импульс управления и добавляют второйимпульс управления, сдвинутый по фазе на 3 л рад относительно первого, открывают тиристоры соответствующих плеч преобразователей в течение двух полупериодов на пряжения питающей сети за интервалповторения, а остальную часть времени интервала повторения оставляют их закрытыми, как показано на диаграмме 28. На .третьей позиции регулирования сохраняют 25 два предыдущих импульса управления и добавляюттретий импульс, сдвинутый по фазе .на 2 тг рад относительно первого, открываюттиристоры соответствующих плеч преобразователей в течение трех полупериодов 30 питающей сети эа интервал повторения, аостальную часть времени интервала повторения оставляют их закрытыми, как показано на диаграмме 29, На четвертой позиции регулирования тиристоры преобразовате лей открывают в течение четырех полупериодов за интервал повторения (диаграмма 30), на пятой позиции втечение пяти полупериодов (диаграмма 31) и на шестой позиции - шесть полупериодовпитающей сетИ за ин тервал повторения (диаграмма 32). КоличЕство импульсов управления на шестой позиции регулирования зоны достигает максимального, равного количеству отдельных преобразователей в группе - и, На ше стой позиции достигают полноговыпрямленного напряжения на выходе преобразователей, соответствующего концу первой зоны регулирования, выпрямленное напряжение в пределах зоны регулируют 50 дискретно.с количеством ступеней - и. Наседьмой позиции переходят к регулированию аналогичным образом выходного напряжения второй зоны.При регулировании второй зоны на все тиристоры соответству ющих плеч преобразователей первой зоныподают импульсы управления с заданной минимальной фазой, соответствующой наибольшему интервалу включенного состояния тиристора. Подобным же образомОз - Отп- д -- П 1 П,40 45 50 55 регулируют дискретно с количеством ступеней и выходные напряжения преобразователей на третьей и четвертой зонах. При регулировании каждой последующей зоны на тиристоры всех предыдущих зон регулирования подают импульсы управления с заданной минимальной фазой, а напряжение в каждой последующей зоне регулируют дискретно с количествоь ступеней и, приэтом целочисленное число импульсов управления на интервале повторения определяют по формуле где Оз - заданное напряжение на выходе преобразователя;ОП 1 ь - напряжение, соответствующее нулевому числу импульсов на данной зоне, ЛО - приращение напряжения на выходе от первого импульса, в - число импульсов управления на интервале повторения данной зоны.Сравнение диаграмм напряжения на выходе преобразователя для предлагаемого способа управления (диаграммы 33 - 38) и для существующего способа зонно-фаэного управления (диаграммы 39 - 44) в начале, середине и в конце первой и второй зон регулирования показывает, что через преобразовательную часть электровоза при реализации предлагаемого способа управления проходят полуволны напряжения с минимальными искажениями, устранены резкие скачки выпрямленного напряжения, возникающие при плавном регулировании фазы управляющих импульсов от максимального до минимального значения при зонно-фазном регулировании, снижено содержание высших гармоник тока и напряжения в контактном проводе и электромагнитных помех на каждой позиции регулирования, Реализация предлагаемого способа позволяет повысить значение коэффициента мощности и снизить мешающие электромагнитные влияния электро- подвижного состава на окружающую среду.С целью повышения плавности регулирования выходного напряжения преобразователей предлагается вариант способа управления, при котором вводят дополнительные (не ходовые) позиции регулирования и этих позициях импульсы управления для регулируемой зоны в интервале повторения подают поочередно в одни полупериоды питающего напряжения с заданной минимальной фазой, а в другие полупериоды с фиксированным сдвигом фазы импульсов от моментов перехода через нуль 5 10 15 20 25 30 35 напряжения питающей сети, при этом на. пряжение на выходе каждого из группы статических преобразователей регулируют дискретно с количеством ступеней в каждой зоне регулирования равным 2 п.В один иэ полупериодов питающего напряжения сети (диаграмма 45) на первой дополнительной позиции регулирования подают один импульс управления за интерД вал повторения со сдвигом фазы на рад от момента перехода через нуль напряжения питающей сети, при этом открывают тиристоры соответствующих плеч преобразователя одну четверть периода сетевого напряжения; а остальную часть времени интервала повторения оставляют их закрытыми (диаграмма 46). На новой (ходовой) позиции регулирования (диаграмма 47) подают один импульс управления за интервал повторения с заданной минимальной фазой, при этом открывают тиристоры соответствующих плеч преобразователя в течение одного,полупериода сетевого напряжения, а остальную часть времени интервала повторения оставляют их закрытыми. На третьей позиции регулирования (диаграмма 48) подают один импульс управления с заданной минимальной фазой, при этом открывают тиристоры в течение одного полупериода сетевого напряжения, и один импульс управленияЛподают со сдвигом фазы нарад от момента перехода через нуль напряжения питаюЛ щей сети и со сдвигом фазы на (3 7 г +) радОот первого импульса, при этом открывают тиристоры преобразователя еще одну четверть периода сетевого напряжения, а остальную часть времени интервала повторения оставляют их закрытыми. На четвертой (ходовой) позиции регулирования(диаграмма 49) подают два импульса управления с заданной минимальной фазой, при этом открь 1 вают тиристоры преобразователя в течение двух полупериодов сетевого напряжения, а остальную часть времени ин- тервала повторения оставляют ихзакрытыми, Действуя аналогичным образом на каждой позиции регулирования, постепенно увеличивают количество управляющих импульсов за интервал повторения на каждой последующей позиции регулирования,добавляя каждый раз одну четверть периода выпрямленного напряжения, как показано на диаграммах 50-56, пока не достигнут на двенадцатой позиции регулирования максимальной величины выпрямленного напряжения на первой зоне, когда открываюттиристоры преобразователя все полупериоды за время интервала повторения (диаграмма 57). После этого переходят к регулированию последующей зоны. При регулировании выпрямления напряжения второй зоны на все тиристоры первой зоны регулирования подают импульсы управления с заданной минимальной фазой. Ка тринадцатой позиции регулирования подаютна мосты второй зоны один импульс управления за время интервала повторения со сдвигом фазы нарад от момента переходаКчерез нуль напряжения питающей сети (диаграмма 58). Далее на четырнадцатой позиции регулирования подают на мосты второй зоны преобразователя один импульс управления с заданной минимальной фазойзаинтервал повторения. (диаграмма 59), На пятнадцатой позиции регулирования подают на мосты второй зоны преобразователя один импульс управления с заданной минимальной фазой и один импульс управления подают с фиксированным сдвигом фазы на лрад от момента перехода через нуль напряжения питающей сети (диаграмма 60), Действуя аналогичным образом на каждой последующей позиции регулирования второй зоны, постепенно увеличивают количество управляющих импульсов за интервал повторения, добавляя на каждой последующей позиции регулирования одну четверть периода выпрямленного напряжения, как показано на диаграммах 61 - 63 для шестнадцатой, семнадцатой и восемнадцатой позиций регулирования, пока не достигнут на двадцать четвертой позиции регулирования максимальной величины выпрямленного напряжения на второй зоне, когда открывают тиристоры мостов второй зЪны преобразователя все полупериоды за время интервала повторения. После этого переходят к регулированию последующей зоны.При регулировании каждой последующей зоны на тиристоры предыдущих зон регулирования преобразователей подают импульсы управления с заданной минимальной фазой. Для группы из шести преобразователей при четырехзонном регулировании предлагаемый вариант способа обеспечивает сорок восемь позиций регулирования напряжения на выходе преобразователей, при этом под ходовыми понимаются позиции регулирования, на которых допускается длительная работа электровоза. В рассматриваемом варианте способа управления с количеством ступеней в каждой зоне регулирования равным 2 п можно5 10 ния коэффициента мощности электровоза 15 за каждой позиции по предлагаемому спо собу регулирования, на всех ходовых пози 20 45 50 55 25 30 35 40 с целью снижения электромагнитных помех осуществлять указанное регулирование в одной из зон регулирования преобразователей (например, только в первой зоне при трогании поезда),Как следует из сравнения кривых 64 и 65, показывающих зависимости коэффициента мощности электровоза от выпрямленного напряжения при существующем способе зонно-фазного регулирования и способе разнополупериодного управления по а,с. ЛЬ 839002, и последовательности треугольников 66, которыми отмечены значециях регулирования коэффициент мощности электровоза равен максимальным значениям коэффициента мощности,достигаемым в конце каждой зоны регулирования по известным способам. На дополнительных (не ходовых) позициях регулирования коэффициент мощности бу.дет несколько ниже, чем на ходовых, Так как преобладающую часть времени работа электровоза идет на ходовых позициях регулирования, средневзвешенная величина коэффициента мощности электровоза в эксплуатации увеличивается на 8 - 10 О и становится фактически равной максимально возможной величине для выпрямительных электровозов, что повышает энергетические показатели системы электротяги переменного тока.и обеспечивает экономию электроэнергии на тягу поездов. Так как в предлагаемом способе управления через преобоазовательную часть электровоза проходят полуволны напряжения с минимальными искажениями формы, снижается мешающее электромагнитное влияние тиристорных электровозов на окружающую среду в нормируемых в настоящее время диапазонах телефонной и радиочастотной связи,Формула изобретения 1. Способ управления группой статических преобразователей с несколькими зонами регулирования,. состоящих из параллельно или последовательно соединенных мостов, каждый из которых подключен к секционированной вторичной обмотке трансформатора, работающих на индивидуальную нагрузку, заключающийся в том, что устанавливают величину управляющего сигнала, по его величине определяют зону регулирования, формируют импульсы управления, синхронизируя их с сетью, Г эспределяют импульсы управления в г.ответствии с полупериодами пигающего напряжения на управляющие электроды ти/ аказ 1290 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5
СмотретьЗаявка
4712084, 27.06.1989
ВСЕСОЮЗНЫЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ, ПРОЕКТНО КОНСТРУКТОРСКИЙ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОВОЗОСТРОЕНИЯ
БАРАНОВ БОРИС КОНСТАНТИНОВИЧ, МОСКАЛЕВ БОРИС АЛЕКСАНДРОВИЧ
МПК / Метки
МПК: H02M 7/00
Метки: группой, преобразователей, статических
Опубликовано: 15.04.1993
Код ссылки
<a href="https://patents.su/7-1809518-sposob-upravleniya-gruppojj-staticheskikh-preobrazovatelejj.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Способ управления группой статических преобразователей</a>
Предыдущий патент: Устройство для стабилизации переменного напряжения в. и. глухова
Следующий патент: Тиристорный преобразователь
Случайный патент: Устройство для маркировки торцов лесоматериалов