SU1534698A1

SU1534698A1 - Способ управлени преобразователем с многоконтурным устройством принудительной коммутации

Info

Publication number: SU1534698A1
Application number: SU874301659A
Authority: SU
Inventors: Рауф Джавитович Валеев
Priority date: 1987-07-06
Filing date: 1987-07-06
Publication date: 1990-01-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике, в частности к преобразовательной, и может быть использовано дл управлени устройствами с принудительной коммутацией. Цель изобретени - повышение КПД устройства. Способ заключаетс в том, что измер ют коммутируемый ток нагрузки и измен ют частоту подключени LC - контуров. В результате снижени частоты подключени LC - контуров не менее, чем на 40% при коммутации номинального тока, снижаютс потери мощности в элементах устройства и повышаетс его КПД. 2 ил.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , а именно к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано дл управлени устройствами принудительной коммутации тиристоров различных статических преобразователей , в частности т говых тиристорных преобразователей транспортных средств.

Цель изобретени - повышение КПД при управлении многоконтурным устройством принудительной коммутации.

На фиг. 1 показана схема устройства , осуществл ющего способ управле- на фиг. 2 - зависимость входного и выходного напр жений узла устройства J на фиг. 3 - временные диаграммы .

Устройство содержит цепочку из последовательно соединенных силового тиристора 1, шунтирующего сглаживающего реактора 2 и коллекторного двигател 3 (независима обмотка возбуждени двигател 3 не показана), подсоединенную к плюсовой и минусовой шинам устройства, буферный диод 4, разр дный диод 5, встречно-параллельно подключенный к силовым электродам тиристора J, два однофазных моста коммутирующих тиристоров 6-9 и 3 0-13 выводами посто нного тока подключенные к силовым выводам тиристора 3, а выводами переменного тока - к двум коммутирующим LC-цеп м 14, 15 и J6, 17.

Устройство содержит также датчик 18 коммутируемого тока (тока нагрузки ) , выход которого подключен к входу функционального преобразовател 19, выходом подключенного к преобразователю 20 напр жени в частоту (ПНЧ) распределитель 2J импульсов,

(Л

с

ел

со

4ъ

С5 СО 00

выполненный в виде последовательно соединенных ключа 22 и кольцевого регистра 23 сдвига, выходами подключенный к управл ющим электродам коммутирующих тиристоров, широтно-им- пульсный регул тор 24, первый выход которого подключен к управл ющему эдектроду силового тиристора 1 , а второй выход - к входу формировател 25 широкого импульса, причем выход ПЙЧ 20 подсоединен к свободному вы- ключа 22, а выход формировател 2J5 - к управл ющему входу ключа 22.

Функциональный преобразователь 119 реализует следующую зависимость йыходного напр жени U ,j от входного Напр жени U ,8 .

5

гистр 23 сдвига. Первый по очередности импульс управлени подаетс на включение коммутирующих тиристоров 6 и 9.

Под действием напр жени коммутирующего конденсатора 15 ток нагрузки начинает вытесн тьс из коммутируемого тиристора 1 в коммутирующий LC-кон- тур по цепи: + 15, 9, , 6, 14,, - 15. Когда коммутирующий импульс тока достигает тока тиристора 1, тиристор обесточиваетс . Избыточный ток коммутации замыкаетс по цепи: + 15, 9, 5, 6, 14, , создава падение напр жени на диоде 5, которое прикладываетс в обратном направлении к тиристору 1. В момент време-

U

1

14

где Iu - коммутируемый ток нагрузки,

«

пропорциональный выходному напр жению датчика 18 Tfl - период колебаний собствен- ной частоты коммутирующих LC-контуров, Tb 2 tf -4JLC, GD0 - кругова частота колебаний,

W0 , I - амплитуда коммутирующего импульса тока, I

иь 4с7лП

1 Устройство, осуществл ющее предлагаемый способ, работает следующим образом .

Предположим,первоначально коммутирующие конденсаторы 15 и 17 зар жены Напр жением с пол рностью, показан- йой на фиг. 1 (без скобок), тиристор I находитс в провод щем состо нии, И через нагрузку (реактор 2, двигатель 3) под действием напр жени питани U0 протекает ток нагрузки 1М,

эавный номинальному току I

и ном

На

Выходе формировател 25 импульс отсутствует , ключ 22 остаетс в разом- Кнутом состо нии, поэтому импульсы На выходе распределител 21 также отсутствуют . Б момент времени t широт- но-импульсный регул тор 24 формирует сигнал на коммутацию силового тиристора 1, По этому сигналу формирователь 25 формирует импульс, длительность которого определ ет длительность процесса коммутации. Под дейст - вием этого импульса ключ 22 замыка- етс , импульсы, формируемые преобразователем , поступают на кольцевой

0

ни та

Ч)

с задержкой равной

J° 4

относительно моменWc

arccos

IH

5

Q

5

40

45

50

55

включаютс коммутирующие тиристоры 10 и 33. Ток нагрузки перераспредел етс из коммутирующего LC-контура 14, 15 в LC-контур 16, 17 и замыкаетс по цепи: 10, 16, 17, 13, 2, 3, . Коммутирующий контур

14,15 заканчивает свободный перезар д , при этом напр жение на коммутирующем конденсаторе 15 в конце перезар да имеет знак, указанный на фиг.1 в скобках. Избыточный ток коммутации LC-контура 16, 17 так же как и в предыдущем случае, замыкаетс через разр дный диод 5 по цепи , 33, 15, 10, 16, , сохран падение напр жени на диоде 5, прикладываемое в обратном направлении к силовому тиристору 1.

Б момент времени t включаютс тиристоры 7, 8, в процесс коммутации вновь вступает коммутирующий LC-контур 14, 15, который перезар жаетс аналогично описанному. В момент времени t. с включением тиристоров 11 и 12 вновь начинаетс аналогичный процесс перезар да коммутирующего LC-контура 16, 17, а в момент времени t - LC-контура 14,

15.Поочередное подключение LC-контура продолжаетс до тех пор, пока ключ 22 остаетс замкнутым под действием выходного импульса формировател 25. В момент размыкани ключа 22 выходные импульсы ГЩЧ 20 перестают подаватьс на управл ющие эле- стродьг коммутирующих тиристоров. Про5

цесс коммутации заканчиваетс . Ток нагрузки замыкаетс через буферный диод 4.

В следующем периоде процесс коммутации силового тиристора J начинаетс включением следующей в пор дке очередности, определ емой; кольцевым регистром 23 сдвигэ, пары коммутирующих тиристоров и протекает аналогично описанному.

Поскольку в процессе коммутации частота выходных импульсов ПНЧ 20 регулируетс в зависимости от величины измеренного коммутируемого тока через преобразователь 19 таким образом , что период их следовани ТСА равен

т --Ь +JL

« 4 Q0

IM arccos-r- - j

мгновенные значени суммарного коммутирующего ток,а i на интервале схемного времени выключени tcx превышают коммутируемый ток 1И . Следовательно, избыточный ток коммутации, замыка сь через разр дный диод 5, сохран ет на нем падение напр жени , прикладываемое в обратном направлении к коммутируемому тиристору 1.в течение времени tcx, что способствует восстановлению запирающих свойств тиристора.

На фиг. Зб показана форма суммар-т «Т0/4+1/С00 агссоз(1н/тк)

ного коммутирующего импульса г в случае коммутации максимального двукратного тока-нагрузки 1«макс КОГДЭ период следовани Тсл включающих импульсов равен Тсл Т0/4.

На фиг.Зв приведена диаграмма ig. дл случа TCft To/2.

Предложенный способ позвол ет регулировать коммутирующую способность

6986

устройства в зависимости от величины тока на выходе преобразовател за счет изменени частоты следовани коммутирующих импульсов тока. Возможность уменьшени коммутирующей способности при уменьшении тока преобразовател ниже своего максимального значени позвол ет снизить коммутацион- ные потери и, следовательно, повысить КПД устройства.

Claims

Формула изобретени

Способ управлени преобразователем с многоконтурным устройством принудительной коммутации, заключающийс в том, что задают интервал коммутации , в начале которого включают тиристоры первого контура коммутации,

после чего в течение интервала коммутации попеременно включают тиристоры каждого контура коммутации, о т- личаюпгийс. тем, что, с целью повышени КПД, измер ют ток на выходе преобразовател и на указанном участке попеременного включени тирк- сторов каждого контура коммутации включают тиристоры очередного конту-

ра коммутации с задержкой относительно включени тиристоров предыдущего контура коммутации на врем

-5 где Т0 - период колебаний собственной частоты коммутирующих контуров v W0 - кругова частота колебаний Ј

I - измеренный ток на выходе 40преобразовател j

IK - расчетна амплитуда коммутирующего импульса тока.

+

о5 &

Ы„

V

«г

Ил EL

fO4 if5 // tf Ж7 «

El

19

20

U

&и19 м

1

Гр

гг

21

-fc

23

Ч- f4«

,tf

to./

ЛуГСV0

Фиг.2