RU2451383C1 - Method and device for pulse-phase control of converter thyristors - Google Patents
Method and device for pulse-phase control of converter thyristors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2451383C1 RU2451383C1 RU2011108244/07A RU2011108244A RU2451383C1 RU 2451383 C1 RU2451383 C1 RU 2451383C1 RU 2011108244/07 A RU2011108244/07 A RU 2011108244/07A RU 2011108244 A RU2011108244 A RU 2011108244A RU 2451383 C1 RU2451383 C1 RU 2451383C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- control
- voltage
- thyristors
- channels
- pulse
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах импульсно-фазового управления тиристорами преобразователей.The present invention relates to a conversion technique and can be used in pulse-phase control systems of thyristors of converters.
Известен способ импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, основанный на вертикальном принципе фазового регулирования с использованием двух типов развертки: пилообразной и синусоидальной [1, стр.24].A known method of pulse-phase control of the thyristors of the Converter, based on the vertical principle of phase control using two types of sweep: sawtooth and sinusoidal [1, p.24].
Следует отметить, что при синусоидальном типе развертки этот способ имеет более простую схемную реализацию, т.к. в качестве напряжений развертки используют синхронизирующие напряжения питающей сети, а следовательно, отпадает необходимость применения в системе управления тиристорами генераторов пилообразных напряжений.It should be noted that with a sinusoidal scan type, this method has a simpler circuit implementation, because As the voltage of the sweep, synchronizing voltages of the supply network are used, and therefore, there is no need to use sawtooth voltage generators in the thyristor control system.
Известны два варианта реализации способа импульсно-фазового управления тиристорами с использованием синусоидального типа развертки. В первом варианте импульсы управления тиристорами формируют в моменты сравнения восходящих ветвей кривых синусоидальных напряжений развертки с постоянным напряжением управления [1, стр.54, рис.2-19], а во втором варианте - в моменты сравнения нисходящих ветвей кривых синусоидальных напряжений с напряжением управления [2, стр.55, рис.5-3]. При этом в обоих вариантах используют разнополярный относительно нулевой линии кривых синусоидальных напряжений диапазон изменения постоянного напряжения управления.Two variants of the implementation of the method of pulse-phase control of thyristors using a sinusoidal scan type are known. In the first embodiment, thyristor control pulses are generated at the moments of comparison of the ascending branches of the sinusoidal voltage curves of the sweep with a constant control voltage [1, p. 54, Fig. 2-19], and in the second version, at the moments of comparison of the descending branches of the sinusoidal voltage curves with the control voltage [2, p. 55, fig. 5-3]. Moreover, in both cases, a range of variation of the DC control voltage, which is opposite to the zero line of the sinusoidal voltage curves, is used.
Известно устройство импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя [1, стр.23, рис.2-1], представляющее собой многоканальную синхронную систему управления тиристорами, которое реализует любой из вариантов данного способа управления. Это устройство содержит обмотки синхронизации трансформатора, фильтры, двухвходовые фазосдвигающие устройства, а также усилитель (блок согласования) напряжения управления. Причем одни входы фазосдвигающих устройств через сглаживающие фильтры подключены к обмоткам синхронизации трансформатора, а вторые их входы соединены с выходом усилителя (блока согласования) напряжения управления.A device for pulse-phase control of the thyristors of the Converter [1, p.23, Fig.2-1], which is a multi-channel synchronous thyristor control system that implements any of the options for this control method. This device contains transformer synchronization windings, filters, two-input phase-shifting devices, as well as an amplifier (matching unit) of the control voltage. Moreover, some inputs of the phase-shifting devices through smoothing filters are connected to the synchronization windings of the transformer, and their second inputs are connected to the output of the amplifier (matching unit) of the control voltage.
Для фиксации моментов сравнения синусоидальных напряжений развертки с постоянным напряжением управления фазосдвигающие устройства выполнены в виде двухвходовых нуль-органов (компараторов) [1, стр.25, рис.2-3, б].To fix the moments of comparison of the sinusoidal scanning voltages with a constant control voltage, the phase-shifting devices are made in the form of two-input zero-organs (comparators) [1, p. 25, Fig. 2-3, b].
Недостаток известного способа импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя заключается в том, что в противофазных каналах известного устройства управления используют разные синусоидальные напряжения развертки. Поэтому количество обмоток синхронизации трансформатора и фильтров в известной многоканальной системе управления тиристорами равно количеству ее каналов, что усложняет схемотехнику известного устройства управления. При этом в известном устройстве не обеспечивается требуемая симметрия импульсов управления тиристорами в противофазных каналах.The disadvantage of this method of pulse-phase control of the thyristors of the Converter is that in the antiphase channels of the known control device using different sinusoidal voltage sweep. Therefore, the number of synchronization windings of the transformer and filters in the known multi-channel thyristor control system is equal to the number of its channels, which complicates the circuitry of the known control device. Moreover, the known device does not provide the required symmetry of the thyristor control pulses in antiphase channels.
Основной задачей, на решение которой направлены предлагаемые изобретения, является создание способа импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, позволяющего упростить устройства управления тиристорами, повысить надежность его работы, а также всего преобразователя в целом.The main task to which the invention is directed is to create a method of pulse-phase control of the thyristors of the converter, which allows to simplify the control devices of the thyristors, to increase the reliability of its operation, as well as the entire converter as a whole.
Единым техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемой группы изобретений, является реализация способа управления тиристорами преобразователя, позволяющего упростить устройства импульсно-фазового управления тиристорами и улучшить симметрии импульсов управления в его противофазных каналах, а следовательно, повысить надежность работы преобразователя.A single technical result achieved in the implementation of the claimed group of inventions is the implementation of the control method of the thyristors of the converter, which allows to simplify the pulse-phase control devices of the thyristors and improve the symmetry of the control pulses in its antiphase channels, and therefore, increase the reliability of the converter.
Технический результат достигается тем, что в способе импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, заключающемся в формировании импульсов управления тиристорами в моменты сравнения синусоидальных напряжений развертки с постоянным напряжением управления, в противофазных каналах устройства импульсно-фазового управления тиристорами используют одно и то же синусоидальное напряжение развертки, при этом в одних каналах устройства импульсы управления формируют в моменты сравнения восходящих ветвей кривых синусоидальных напряжений с одним напряжением управления, а в противофазных каналах - в моменты сравнения нисходящих ветвей кривых тех же синусоидальных напряжений с другим напряжением управления, которое пропорционально первому напряжению управления и имеет по отношении к нему противоположную полярность.The technical result is achieved by the fact that in the method of pulse-phase control of the thyristors of the converter, which consists in the formation of thyristor control pulses at the moments of comparison of the sinusoidal voltage of the sweep with a constant control voltage, in the antiphase channels of the device of the pulse-phase control of thyristors use the same sinusoidal voltage of the sweep while in some channels of the device, control pulses form at the moments of comparison of the ascending branches of the sinusoidal curves voltages with one control voltage, and in antiphase channels - at the moments of comparison of the descending branches of the curves of the same sinusoidal voltages with a different control voltage, which is proportional to the first control voltage and has the opposite polarity to it.
Для достижения технического результата устройство импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, содержащее обмотки синхронизации трансформатора, фильтры, двухвходовые компараторы и блок согласования напряжения управления, дополнительно содержит аналоговый инвертор, который подключен к выходу блока согласования напряжения управления, при этом одни входы каждой пары компараторов противофазных каналов устройства подключены через общий фильтр к одной и той же обмотке синхронизации трансформатора, причем вторые входы одних из каждой пары компараторов противофазных каналов подключены к выходу блока согласования напряжения управления, а вторые входы других из каждой пары компараторов - к выходу аналогового инвертора.To achieve a technical result, the device for pulse-phase control of the thyristors of the converter, containing transformer synchronization windings, filters, two-input comparators and a control voltage matching unit, additionally contains an analog inverter that is connected to the output of the control voltage matching unit, while one input of each pair of antiphase channel comparators devices are connected through a common filter to the same transformer synchronization winding, and the second inputs are of them from each pair of antiphase channel comparators are connected to the output of the control voltage matching unit, and the second inputs of the other from each pair of comparators are connected to the output of the analog inverter.
Предложенные способ и устройство импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя иллюстрируются чертежами, где на фиг.1 представлена блок-схема шестиканального устройства импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя, в котором реализован предлагаемый способ управления, а на фиг.2 изображены временные диаграммы, поясняющие принцип работы устройства управления.The proposed method and device for the pulse-phase control of the thyristors of the converter are illustrated by drawings, in which Fig. 1 shows a block diagram of a six-channel device of the pulse-phase control of thyristors of the converter, in which the proposed control method is implemented, and in Fig. 2, time diagrams explaining the principle of operation are shown. control devices.
Шестиканальное устройство импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя (фиг.1) содержит три обмотки синхронизации трансформатора 1, три RC-фильтра 2, три пары двухвходовых компараторов 3 и 4 противофазных каналов устройства управления и один блок согласования напряжения управления 5. Устройство управления дополнительно снабжено аналоговым инвертором 6, подключенным к выходу блока согласования напряжения управления 5. При этом одни входы каждой пары компараторов 3 и 4 противофазных каналов устройства управления объединены и подключены через общий фильтр 2 к одной и той же обмотке синхронизации трансформатора 1. Причем вторые входы компараторов 3 подключены к выходу блока согласования 5, а вторые входы компараторов 4 - к выходу аналогового инвертора 6. Выходы всех компараторов 3 и 4 подключают к усилителям-формирователям импульсов (УФ) устройства управления.The six-channel device for the pulse-phase control of the thyristors of the converter (Fig. 1) contains three synchronization windings of the transformer 1, three RC filters 2, three pairs of two-input comparators 3 and 4 of the antiphase channels of the control device and one control voltage matching unit 5. The control device is additionally equipped with an analog an inverter 6 connected to the output of the matching block voltage control 5. In this case, one input of each pair of comparators 3 and 4 of the antiphase channels of the control device are combined and connected through a common filter 2 to the same synchronization winding of the transformer 1. Moreover, the second inputs of the comparators 3 are connected to the output of the matching unit 5, and the second inputs of the comparators 4 are connected to the output of the analog inverter 6. The outputs of all comparators 3 and 4 are connected to the amplifier-shapers Pulse (UV) control device.
С целью расширения функциональных возможностей предлагаемого устройства управления в аналоговом инверторе 6 предусмотрен второй (дополнительный) управляющий вход 7, использование которого позволяет компенсировать возможный разбаланс токов противофазных тиристоров преобразователя.In order to expand the functionality of the proposed control device in the analog inverter 6, a second (additional) control input 7 is provided, the use of which allows you to compensate for the possible imbalance in the currents of the out-of-phase thyristors of the converter.
Рассмотрим работу предлагаемого устройства импульсно-фазового управления тиристорами преобразователя.Consider the operation of the proposed device pulse-phase control thyristors of the Converter.
С помощью компараторов 3 трех каналов устройства управления фиксируются моменты сравнения восходящих ветвей синусоидальных кривых трехфазной системы напряжений развертки с одним постоянным напряжением управления U1, поступающим с выхода блока согласования 5. С помощью компараторов 4 трех противофазных каналов устройства управления фиксируются моменты сравнения нисходящих ветвей синусоидальных кривых тех же напряжений развертки с другим напряжением управления U2, поступающим с выхода аналогового инвертора 5, который инвертирует полярность напряжения U1. С помощью усилителей-формирователей УФ в моменты переключения компараторов формируются импульсы управления тиристорами преобразователя.Using comparators 3 of the three channels of the control device, the moments of comparison of the descending branches of the sinusoidal curves of those of the control unit are recorded with the help of comparators 4 of the three antiphase channels of the control device. the same scan voltages with a different control voltage U2 coming from the output of the analog inverter 5, which inverts the polar voltage U1. With the help of amplifiers-shapers UV at the moments of switching comparators, control pulses of thyristors of the converter are formed.
В момент сравнения восходящей ветви синусоидальной кривой напряжения развертки фазы «а» с постоянным напряжением управления U1 (точка К на фиг.2) происходит переключение компаратора 3, в результате чего формируется импульс управления тиристорами в канале «а» устройства управления. В момент сравнения нисходящей ветви синусоидальной кривой напряжения той же фазы «а» с постоянным напряжением управления U2 (точка «N» на фиг.2) происходит переключение компаратора 4, в результате чего формируется импульс управления тиристорами в противофазном канале «х» устройства.At the moment of comparison of the ascending branch of the sinusoidal curve of the scanning voltage of phase “a” with the constant control voltage U1 (point K in FIG. 2), the comparator 3 switches, resulting in the formation of a thyristor control pulse in the channel “a” of the control device. At the moment of comparing the descending branch of the sinusoidal voltage curve of the same phase “a” with the constant control voltage U2 (point “N” in figure 2), the comparator 4 switches, resulting in the formation of a thyristor control pulse in the antiphase channel “x” of the device.
Как видно на фиг.2, при равенстве по модулю постоянных разнополярных напряжений управления U1 и U2 сдвиг по фазе между импульсами управления тиристорами в противофазных каналах «а» и «х» устройства управления составляет 180 электрических градусов.As can be seen in figure 2, with equal modulo constant bi-polar control voltages U1 and U2, the phase shift between the thyristor control pulses in the antiphase channels "a" and "x" of the control device is 180 electrical degrees.
Аналогичным образом происходит формирование импульсов управления тиристорами в других каналах устройства управления.Similarly, the formation of thyristor control pulses occurs in other channels of the control device.
В результате на выходе устройства управления формируется симметричная система импульсов управления тиристорами шестифазного преобразователя.As a result, a symmetric system of control pulses of the thyristors of the six-phase converter is formed at the output of the control device.
Однако даже при симметричном управлении может возникнуть разбаланс токов противофазных тиристоров преобразователя из-за несимметричного конструктивного исполнения его силовой схемы.However, even with symmetric control, an imbalance in the currents of the out-of-phase thyristors of the converter can occur due to the asymmetric design of its power circuit.
Для компенсации возможного разбаланса токов тиристоров на дополнительный вход 7 аналогового инвертора 6 подают сигнал рассогласования, пропорциональный разности токов противофазных тиристоров преобразователя.To compensate for the possible imbalance of the thyristor currents to the additional input 7 of the analog inverter 6, a mismatch signal is proportional to the difference between the currents of the out-of-phase thyristors of the converter.
Для устранения возможной несимметрии импульсов управления при минимальных углах управления из-за малой крутизны синусоидальной кривой в области ее амплитудных значений осуществляют с помощью блока согласования 5 ограничение отрицательного значения напряжения управления U1, а следовательно, положительного значения напряжения управления U2, на уровне Uo, не превышающем значения 0,9×Um (точки Ко и No на фиг.2), где Um - максимальное значение напряжения синусоидальной кривой разверткиTo eliminate the possible asymmetry of the control pulses at minimum control angles due to the small steepness of the sinusoidal curve in the region of its amplitude values, using the matching unit 5, the negative value of the control voltage U1, and therefore the positive value of the control voltage U2, is limited to Uo, not exceeding values of 0.9 × Um (points Ko and No in FIG. 2), where Um is the maximum voltage value of the sinusoidal sweep curve
Использование предлагаемого способа импульсно-фазового управления в многоканальном устройстве управления тиристорами преобразователя позволяет упростить его схемную реализацию. Так в шестиканальном варианте устройства вместо шести обмоток синхронизации трансформатора и шести фильтров используют лишь три обмотки синхронизации и три фильтра. При этом использование одного и того же синусоидального напряжения развертки в двух противофазных каналах устройства управления позволяет повысить симметрию импульсов управления тиристорами в этих каналах. Кроме того, использование дополнительного входа аналогового инвертора устройства управления позволяет обеспечить симметричную токовую загрузку противофазных тиристоров сильноточного преобразователя даже при несимметричном конструктивном исполнении его силовой схемы.Using the proposed method of pulse-phase control in a multi-channel thyristor control device of the converter can simplify its circuit implementation. So in the six-channel version of the device, instead of six transformer synchronization windings and six filters, only three synchronization windings and three filters are used. In this case, the use of the same sinusoidal scan voltage in two antiphase channels of the control device allows to increase the symmetry of the thyristor control pulses in these channels. In addition, the use of an additional input of the analog inverter of the control device allows for the symmetric current loading of the out-of-phase thyristors of a high-current converter even with an asymmetric design of its power circuit.
Указанные преимущества наиболее весомо проявляются при использовании предлагаемого устройства для управления тиристорами шестифазной (дважды трехфазной) схемы выпрямления с уравнительным реактором, которая нашла широкое применение в сильноточных низковольтных преобразователях для питания гальванических ванн.These advantages are most pronounced when using the proposed device for controlling thyristors of a six-phase (twice three-phase) rectification circuit with a surge reactor, which has been widely used in high-current low-voltage converters for supplying galvanic baths.
Эта схема наиболее критична к несимметричной токовой загрузке ее взаимообратных звезд, что может привести к насыщению магнитной системы уравнительного реактора, а следовательно, к нарушению работоспособности преобразователя.This scheme is most critical for the asymmetric current loading of its reciprocal stars, which can lead to saturation of the equalization reactor magnetic system and, consequently, to impairment of the converter’s performance.
Реализация предлагаемого способа импульсно-фазового управления позволяет упростить схемотехнику устройства управления тиристорами и повысить надежность работы всего преобразователя в целом.Implementation of the proposed method of pulse-phase control allows you to simplify the circuitry of the thyristor control device and improve the reliability of the entire converter as a whole.
Источники информацииInformation sources
1. А.Л.Писарев, Л.П.Деткин. Управление тиристорными преобразователями, М.: Энергия, 1975 г.1. A.L. Pisarev, L.P. Detkin. Management of thyristor converters, M .: Energy, 1975
2. М.И.Закс. Сварочные выпрямители, Л.: Энергоатомиздат, 1983 г.2. M.I. Zax. Welding rectifiers, L .: Energoatomizdat, 1983
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108244/07A RU2451383C1 (en) | 2011-03-04 | 2011-03-04 | Method and device for pulse-phase control of converter thyristors |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011108244/07A RU2451383C1 (en) | 2011-03-04 | 2011-03-04 | Method and device for pulse-phase control of converter thyristors |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2451383C1 true RU2451383C1 (en) | 2012-05-20 |
Family
ID=46230898
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011108244/07A RU2451383C1 (en) | 2011-03-04 | 2011-03-04 | Method and device for pulse-phase control of converter thyristors |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2451383C1 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891741A (en) * | 1985-12-10 | 1990-01-02 | SSD Limited | AC/DC converters |
| RU2012989C1 (en) * | 1991-12-02 | 1994-05-15 | Яшкин Виктор Иванович | Pulse-modulated converter |
-
2011
- 2011-03-04 RU RU2011108244/07A patent/RU2451383C1/en active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4891741A (en) * | 1985-12-10 | 1990-01-02 | SSD Limited | AC/DC converters |
| RU2012989C1 (en) * | 1991-12-02 | 1994-05-15 | Яшкин Виктор Иванович | Pulse-modulated converter |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3093973B1 (en) | Power conversion device and three-phase alternating current power supply device | |
| CN103312187B (en) | A kind of converter system | |
| CN104158212A (en) | Topological structure of multi-level photovoltaic power generation system and control method of topological structure | |
| US20140254223A1 (en) | Method and system for a high speed soft-switching resonant converter | |
| EP3151412B1 (en) | Power conversion device and three-phase ac power supply device | |
| US9843270B2 (en) | Phase leg arrangements for multilevel active rectifiers | |
| RU2014108669A (en) | SYSTEM AND METHOD FOR ENERGY CONVERSION | |
| WO2016031430A1 (en) | Power conversion device | |
| Xu et al. | Research on control strategy for multi-port power electronics transformer based on Interphase coupling MMC topology | |
| RU144830U1 (en) | TWELVE RECTIFIER | |
| RU2349019C1 (en) | Three-phase frequency transformer with natural commutation | |
| WO2017028890A1 (en) | Method of controlling operation of an interface arrangement in a power transmission system | |
| JP6524000B2 (en) | Power converter | |
| RU2451383C1 (en) | Method and device for pulse-phase control of converter thyristors | |
| RU2426216C1 (en) | Three-phase inverter | |
| Tarisciotti et al. | A comparison between Dead-Beat and Predictive control for a 7-Level Back-To-Back Cascaded H-Bridge under fault conditions | |
| GB2050083A (en) | Electrical converter | |
| Song et al. | Circulating current elimination scheme for parallel operation of common dc bus inverters | |
| RU2469457C1 (en) | Converter of three-phase ac voltage into dc voltage (versions) | |
| Sambath et al. | Performance evaluation of single phase H-bridge type diode clamped five level inverter | |
| JP6502870B2 (en) | Power converter | |
| RU2018137950A (en) | METHOD FOR TWO-CHANNEL FREQUENCY CONVERSION | |
| RU2703984C2 (en) | Double-channel straightening method | |
| OLESCHUK et al. | CHAPTER FORTY-TWO DUAL CONVERTERS WITH SYNCHRONIZED MODULATION FOR TRANSFORMER-BASED PHOTOVOLTAIC INSTALLATIONS | |
| RU83878U1 (en) | AC / DC COMBINED POWER SUPPLY DEVICE |