SU1653107A1

SU1653107A1 - Устройство дл управлени тиристорным преобразователем цепи возбуждени синхронной машины

Info

Publication number: SU1653107A1
Application number: SU894702379A
Authority: SU
Inventors: Юрий Иванович Гольмаков; Владимир Михайлович Катунин; Андрей Сергеевич Шелепов
Original assignee: Научно-производственное объединение "Уралэлектротяжмаш" им.В.И.Ленина
Priority date: 1989-06-06
Filing date: 1989-06-06
Publication date: 1991-05-30

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в системах импульсно-фазового $ управления тиристорными преобразователями цепей возбуждения синхронных машин о

Цепь изобретения - повышение надежности путем стабилизации ограниче- jq ния угла регулирования.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие его работу. 15

Устройство предназначено для управления тиристорным преобразователем 1, подключенным входом к статору синхронной машины 2 и через выключатель 3 к питающей сети, а выходом - 20 к ее обмотке возбуждения и содержит η каналов 4 управления, каждый из которых состоит из последовательно соединенных генератора 5 пилообразного напряжения, нуль-органа 6 и фор- 25 мирователя 7 выходных импульсов, выход которого предназначен для подключения к управляющему электроду соответствующего тиристора преобразователя 1 (не показан). Выход нуль-op- эд гана 6 каждого из η каналов 4 управления подключен через соответствующий развязывающий диод 8 к входу блока 9 измерения угла β> , выход которого подключен к входу ограничителя 10 напряжения, выход последнего подключен к выходу блока 11 ограничения.

Блок 11 ограничения может быть . выполнен как эмиттерный повторительтранзистор 12, резистор 13 с диодами 14 и 15, резисторами 16-18 на входе.

Генератор 5 пилообразного напряжения выполнен, например, на RC-цепи - резистор 19, конденсатор 20, па раллельно которому включен транзис- тор 21. Генератор 5 и источник питания +U соединен последовательно с выходом блока 11 ограничения (резистор 13), а выходы генератора 5 и блока 1 1 ограничения подключены к входу нуль-органа 6. Нуль-орган 6 может быть, выполнен, на транзисторе 22, включенном по схеме с общим эмиттером, резисторах 23 и 24 и диоде 25 на входе.

Блок 9 измерения угла β содержит формирователь импульсов-транзисторов 26, включенный по схеме с общим эмиттером, . резисторы 27—29, RC-фильтр резистор 30 и конденсатор 31. Ограничитель 10. напряжения выполнен на транзисторе 32, включенном по схеме с общим.эмиттером и резисторах 33-35.

Устройство работает следующим образом.

В нормальном режиме частота напряжения, питающего тиристорный преобразователь 1, равна f _Н0ЛА(фиг . 2а, напряжение на тиристоре U_r). Синхронизирующее напряжение U_c (фиг.26) поступает на вход генератора 5 пилообразного напряжения, который запитан от последовательно включенных источника стабилизированного напряжения +U и источника напряжения управления -Uy< (выход эмиттерного повторителя блока 11 ограничения). Напряжение управления, поступающее с выхода блока управления (не показан) ограничивается на входе эмиттерного повторите ля.

Минимальное значение соответствует форсировочному режиму преобразователя (делитель напряжения резисторы 16,17), максимальное значение -Un_макссоответствует инверторному режиму преобразователя (резистор 18, фиг.2в). Во время отрицательной полуволны синхронизирующего напряжения U_c (фиг. 26) происходит заряд конденсатора 20 генератора 5 пилообразного напряжения (фиг.2в). Разность напряжений пилообразного П_и и напряжения управления -и^|(фиг.2в) прикладывается к диоду 25 нуль-органа 6. При -U |^₍ ? U _п диод 25 находится в закрытом состоянии, а транзистор 22 нуль-органа 6 под действием отрица тельного напряжения смешения находится в состоянии насыщения. При U_n>-Ucp (момент времени t^, фиг.2г) диод 25 переходит в проводящее состояние и транзистор 22 закрывается.В момент сравнения пилообразного напряжения

U_M и напряжения управления на выходе формирователя 7 формируется выходной импульс момент t^, (фиг.2г), поступающий в цепь управления тирис тора преобразователя 1. При смене полярности синхронизирующего напряжения U_c в момент t₄ происходит разряд конденсатора 20 (фиг.2в) и схема готова к следующему циклу работы. При изменении напряжения управления -Uy, в диапазоне от -U^ до -U^_M4KCпроисходит изменение фазы выходного импульса (угла регулирования ¢6 ) , фиг.2г, по отношению к напряжению питания тиристора (фиг.2а) в каналах 4 управления. Это приводит к изменению напряжения на выходе преобразователя 1 во всем диапазоне от форсировочного режима до инверторного, что необходимо для работы синхронной машины 2, как в нормальных,так и в аварийных режимах. На коллекторе транзистора 22 нуль-органа 6 формируются прямоугольные импульсы, длительность которых равна углу β = = (180-0(,) эл.град (фиг.2д, в других каналах 4 управления фиг.2е,ж). Прямоугольные импульсы с выходов нуль-органов 6 каналов 4 управления, (фиг.2д, е,ж) поступают через развязывающие диоды 8 на вход формирователя импульсов - транзистор 26 блока 9 измерения угла ft . На фиг.2д, е,ж представлена последовательность прямоугольных импульсов, соответствующих 3-фазной нулевой схеме тиристорного преобразователя 1, при 6Z, =. = 120 эл.град. и ft = 60 эл.град.

При угле управления W | 60 эл.град и ft^ 120 эл.град. паузы между импульсами, поступаюрщми на базу транзистора 19 блока измерения угла ft , отсутствуют и он открыт. Напряжение на конденсаторе 31 близко к нулю, а напряжение на коллекторе транзистора 32 ограничителя 10 напряжения равно заданному напряжению управления -U^_t, поступающему с выхода блока 11 ограничения. При (X, >60 эл.град., р,<120 эл.град. между импульсами, поступающими на базу транзистора 26, появляются паузы С во время которых он закрывается (на фиг.2к, £ = = 60 эл.град.). С ростом угла управления (X, уменьшается угол ft , а следовательно, увеличивается длительность пауз Z и среднее значение напряжения, отфильтрованное конденсатором 31. Таким образом, на выходе блока 9 измерения угла ft значение напряжения пропорционально измеренному во всех каналах 4 управления углу ft. Резистором 35 ограничителя 10 напряжения устанавливается предельный угол управления , соответствующий инверторному режиму преобразователя 1_f Движок резистора 35 устанавливается в такое положение, что при частоте питающего преобразователь 1 напряжения f_H0M, напряжение на нем превышает напряжение с выхода блока

1653107 ⁶ измерения угла ft и напряжение на коллекторе транзистора 32 равно - Uy,. Таким образом, на углах управления ¢(^ не превышающих предельного угла, дополнительный канал ограничения угла управления не вступает в работу.

В аварийном режиме, когда частота напряжения, питающего преобразователь 1, увеличивается, например, до 1,3 f_МОАА , как показано пунктиром на фиг.2а, вследствие отключения выключателем 3 синхронного генератора от сети амплитуда пилообразного напряжения U_n с выхода генератора 5 снижается (фиг.2в). В этом случае уменьшается угол ft с ft, = бОэл.град. до значения, равного β_ζ= 27 эл.град. и увеличиваются паузы £ между импульсами, которые становятся равными Д = 100 эл.град., что приводит к увеличению напряжения на конденсаторе 31 и при превышении им напряжения., снимаемого с движка резистора 27, увеличивается ток базы транзистора 32, снижается напряжение управления -Uy, до значения, равного -U^ на его коллекторе (фиг.2в), препятствуя дальнейшему росту угла управления (X. При этом в моменты tz и tj на выходах формирователей 6 каналов 4 управления формируются выходные пмпульсы.

Аналогично происходит работа пред· 35 латаемого устройства, если амплитуда пилообразного.напряжения U_n меньше напряжения управления -U^, например, при снижении напряжения стаби-. лизированного источника питания +U, 40 вызванного его неисправностью, а также в случае превышения напряжения управления -Uq₍ пилообразных напряжений U_n в каналах 4 управления, например, при выходе из строя от45 дельных элементов блока 11 ограничения ..

Таким образом, при измерении в каждом канале управления угла β = = (180 эл.град. и формировании сиг50 нала, пропорционального измеренному углу ft , под действием которого при снижении амплитуды пилообразных напряжений до значения, меньшего значения напряжения управления, напри55 мер, при увеличении частоты управления пилообразного напряжения, вызванном неисправностью отдельных элементов устройства, снижается напряжение управления до значения, дос таточного для надежного формирования выходных импульсов в моменты времени, соответствующие заданному максимальному углу управления о(.

Claims

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорный преобразователем цепи возбуждения синхронной машины, содержащее блок ограничения угла управления, вход которого предназначен для подключения к задатчику угла управления и η каналов управления, в каждом из которых последовательно соединены генератор пилообразного напряжения, синхронизирующий вход которого предназначен для связи с соответствующим напряжением питающей сети, нульорган и формирователь выходных импульсов, выход которого предназначен для подключения к управляющему элект роду соответствующего тиристора преобразователя, при этом выход блока ограничения подключен к входу нульоргана каждого из η каналов управления, отличающееся тем, что, с цепью повышения надежности, в него введены блок измерения угла β = 180 эл.град-t/ (где β - измеряемый угол'; ¢4 - угол регулирования) ограничитель напряжения и η развязывающих диодов, при этом блок измерения угла β> выполнен из последовательно соединейных формирователя импульсов и RC-цепи, вход формирователя импульсов через соответствующий из η диодов соединен с выходом нульоргана каждого из η каналов управления, выход формирователя импульсов через последовательно соединенные RC-цепь и ограничитель напряжения соединен с выходом блока ограничения угла управления.