SU1654945A1 - Вентильный преобразователь - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , к преобразовател м переменного напр жени  в посто нное с повышенным качеством выходного напр жени . Цель изобретени  - повышение качества выходного напр жени  путем уменьшени  пульсаций выпр мленного напр жени . Вентильный преобразователь содержит трехфазный тиристорный мост из тиристоров 1 - 6 с двум  ти

Description

Изобретение относитс  к электро- технике и может найти применение в вентильном электроприводе,

Целью изобретени   вл етс  повышение качества выходного напр жени  путем уменьшени  пульсаций выпр м- ленного напр жени ,

На фиго 1 приведена структурна  хема устройства; на фиг.2 - диаграммы напр жений U, и Uj и управл ющих импульсов при углах регулиоовани  120 С 90 эл. град., 90 v (Х 60 эл град., 60 Pd 30 эл. град.

Устройство содержит вентильный преобразователь, состо щий из тиристоров 1 - 6, собранных по мострвой схеме9 и двух тиристоров 7 и 8, включенных на выход моста; фазы 9-11 вторичной обмотки трансформатора 12 собраны в звезду.

К выводам преобразовател  под ключена нагрузка 13, например  корь двигател  посто нного тока. Включение тиристоров моста осуществл етс  основным блоком системой импульсно-фазового управлени , состо щей из источника синхронизирующего ли- ьейного напр жени  (ИСН) 14, пороговых элементов (ПЭ) 15 и 16, генератора пилообразного напр жени  (ГПН 17S нуль-органа (НО) 18, формирова- телей импульсов (ФИ) 19, ключей 20, одновибраторов 21э блокинг-генерато- ров 22 и управл ющего органа (УО) 23

Включение тиристоров 7 и 8 осуществл етс  дополнительным блоком им пульсно-фазового управлени , состо щим из элементов ИЛИ 24, функционального преобразовател  (ФП)25, источника синхронизирующего фазного напр жени  (ИСН) 26, ПЭ 15 - 16, ГПН 17, НО 18, ФИ 19, ключей 20, одновибраторов 21, блокинг-генерато- ров 22.

Один канал системы управлени  работает следующим образом.

Синхронизирующее линейное напр жение , поступающее из ИСН 14 с помощью ПЗ 15 и 16, преобразуетс  в противофазные пр моугольные импульсы . Эти импульсы подаютс  на входы ГПН 17. При наличии логического О на выходах ПЭ 15 и 16 происходит сброс ГПН 17 в нуль. При наличии 1 на одном из входов ГПН 17 его выходное напр жение возрастает. Это напр жение сравниваетс  на входе НО 18 с управл ющим напр жением УО 23

В момент равенства управл ющего и пилообразного напр жений НО измен ет свое состо ние с 1 до О1 . В этот момент начинаетс  формирование импульса на  ыходе ФИ 19. Этот импульс проходит через ключ 20 в соответствии с сигналами ПЭ 15 и 16 и подаетс  на вход одного из одно- вибраторов 21, который формирует пр моугольный управл ющий импульс больше 60 эл.град.

Далее пр моугольный импульс подаетс  на вход блокинг-генератора 22, который формирует пачку управл ющих импульсов шириной больше 60 эл.град. С выхода генератора 22 пачка импульсов подаетс  на соответствующий тиристор 1 или 4.

Остальные каналы основного блок импульсного фазового управлени  работают аналогично. Одновременно подаетс  управл ющее напр жение УО 23 на ФП 25. Преобразованное управл ющее напр жение с выхода ИСН 26 подаетс  на входы НО 18. На другие входы НО 18 подаетс  пилообразное напр жение ГПН 17, синхронизированное с фазным напр жением через ИСН 27 и ПЭ 15 и 16. В момент равенства управл ющего и пилообразного напр жений НО 18 измен ет свое состо ние с 1 до О.

В этот момент на выходе ФИ 19 начинает формироватьс  управл ющий импульс . Этот импульс проходит через ключ 20 в соответствии с сигналами ПЭ 15 и 16 и подаетс  через элемент ИЛИ 24 на вход одного из одновибраторов 21. Последний формирует рр мо- угольный импульс шириной больше 30 эл. град, и подает его на вход блокинг-генератора 22. Блокинг-ге51

нег-атор 22 формирует пачку управл ю- щих импульсов шириной больше 30 эл. град, и подает на соответствующий тиристор 7 или ,8. Остальные каналы пополнительного блока импульсно-

фазового управлени  работают аналогично .

Таким образом, в диапазоне угла регулировани  эл. град, в момент времени t основной блок импульсно-фазового управлени  подает иг-.л-ульс шириной больше 60 эл.град iifi тиристор 3.

На противофазный тиристор 4 в мо- кэм, времени t . продолжает поступать р. г --чный управл ющий импульс детого каьгш основного блока им- . чс-оЬчгпр го управлени .

Тир- С . ср 3 открываетс , ток проте каст PJ jjtir-i. фаз   11, тиристор 3, кагг- 13, ранее открытый тиристор J- - 4asa 9.

1 т жение. на нагрузке возрас- т; кочгом к далее мен етс  по си- лингйного напр жени  между Фазами 11 ч 9 до нул .

о ьрчент времани t,, дополнительны Зло -;.,пульсно-фазового управлени  полч;1 Y равл .огчий импульс на тирис- то;, 8, На тиристор 3 продолжает по- ступа ъ з прчгл.тющий импульс основного GjioBrf аммупьсчо-фазового управ- | и;-:-:. J -шг-оры 3 и 3 открываютс . Ток ггро екает по цепи: фаза 11, тиристор 3, нагрузка 13, тиристор 8 и нучь трансформатора 12, Напр жение на нагрузке возрастает скачком ч далее мен етс  по синусоиде фазного напр жени  фазы 11 до нул .

В диапазоне угла регулировани 

90 (X 60 эл.град, в момент времена i основной блок импульсно-фа- :- ового управлени  подает управл ющий импульс на тиристор 3, он от- хрываетс . Ток протекает по цепи: фаза 11, тиристор 3, нагрузка 13, ранее открытый тиристор 4, фаза 9, Напр жение на нагрузке скачком возрастает от фазного (фаза 9) до ли- нейного между фазами 11 и 9.

В момент времени с дополнитель- ный блок импульсно-фазового управлени  подает управл ющий импульс на тиристор 8, он открываетс . Ток про- текает по цепи: фаза 11, тиристор 3, нагрузка 13, -тиристор 8, нуль трансформатора 12. Напр жение на нагрузке возрастает скачком от линейного

56

между фазами 11 и 9 до фазного фазы 11.

В диапазоне угла регулировани  (30 эл. град, в момент времени С5 основной блок импульсно-фазового управлени  подает управл ющий импульс на тиристор 1, оь открываетс  ,

Ток протекает по цепи: фаза 9, тиристор 1, нагрузка 13, ранее открытый тиристор 5, фаза 10. Напр жение на нагрузке возрастает скачком от фазного фазы 10 до линейного между фазами 9 и 10.

В момент времени t- дополнительный блок импульсно-фазового управлени  подает управл ющий импульс на тиристор 8. Тиристор 5 запираетс , а тиристор 8 открываетс . Ток протекает по цепи: фаза 9, тиристор 1, нагрузка 13, тиристор 8, нуль трансформатора 12. В диапазонов угла регулировани  эл. град, к нагрузке прикладываютс  6-кратные пульсации , в которых присутствуют составл ющие линейного и фазного напр жений .

При дальнейшем уменьшении угла регулировани  составл юща  фазного напр жени  в кривой выпр мленного напр жени  плавно уменьшаетс .

При 30 К 0 к тиристорам 7 и 8 прикладываетс  отрицательное напр жение и они наход тс  в закрытом состо нии. К нагрузке прикладываетс  выпр мленное линейное напр жение.

Согласование углов управлени  основного и дополнительного блоков импульсно-фазового управлени  с помощью ФП 25.

Дл  равномерного заполнени  кривой выпр мленного напр жени  углы управлени  обоих блоков импульсно- фазового управлени  должны находитьс  в зависимости, обеспечивающей равенство средних значений выпр мленного линейного и фазного напр жений .

Дл  диапазона (90 эл. град, среднее выпр мленное напр жение дл  линейной составл ющей равно 1Г

Ud, | J

Г Ш Т1

Urffl 1 + cos (- + tf, )j ,

а дл  фазной составл ющей

тг

| J ЈЧф- sinOd

;

и,

1+cos(| +(Уе )

Устройство позвол ет снизить амплитуду пульсаций выпр мленного напр жени  в диапазоне угла регулировани  120 эл. град,, а следовательно , сузить зону прерывистых токов при глубоком регулировании скорости движени  по сравнению с трехфазной мостовой схемой, откуда

f

и

S(2 arccos +cus Cj

,) -l

, nrccosC--)

24

, 1 -2 4, (-j-ж-) II

ЧГ

(, О,

Получение 12-кратных пульсаций в диапазоне угла регулировани  60 tf 120 эл„град„ позвол ет подн ть потолок использовани  мощности двигтелей в электроприводе с одним выпр мительным мостом, а следовательно , приблизить данный класс преобразователей к многофазным и в конкретных случа х заменить 12-фазные преобразователи„

Применение предлагаемого преобразовател  целесообразно и в приводе средней мощности, так как массо- габаритные показатели устройства анлогичны трехфазным тиристорным устройствам с 6-кратными пульсаци ми, а качество выпр мленного напр жени  в диапазоне угла регулировани  30 Х Ј 120 эл„ град, в среднем в -43 раза выше.

Ф

5

0

5

0

ормула изобретени 

Вентильный преобразователь, содержащий трехфазный тиристорный выпр митель , собранный по мостовой схеме, и два вентил , включенных параллельно выходу выпр мител  и соединенных общей точкой с нулевым проводом питающего трансформатора, фазные провода которого подключены к силовым входам выпр мител , основной блок импульсно-фазового управлени , вход которого предназначен дл  подключени  к источнику управл ющего напр жени , а выход - к управл ющим входам тиристоров выпр мител , отличающийс  тем, что, с целью повышени  качества выходного напр жени  путем уменьшени  пульсаций выпр мленного напр жени , он снабжен дополнительным блоком импульсно-фазового управлени  и функциональным преобразователем , в качестве вентилей применены тиристоры, к управл ющим входам которых подключен выход дополнительного блока импульсно-фазового управлени , вход которого через функциональный преобразователь соединен с входом основного блока импульсно-фазового управлени , функциональный преобразователь имеет передаточную характеристику

И,, arccos

7

З Ц+cusq +(У,

.

при

/ ч. /1 . V СХ, arccos(oW

27

If

и 0/2 «Т/2

1 - 2-1з при arccos() - г (Х, Э,

г

II

гДе 0, и УГЛЫ управлени  основного и дополнительного блоков импульсно-фазового управлени  соответственно .

tit

Физ.2

Claims (1)

1. Формула изобретения Вентильный преобразователь, содержащий трехфазный тиристорный выпрямитель, собранный по мостовой схеме, и два вентиля, включенных параллельно выходу выпрямителя и соединенных общей точкой с нулевым проводом питающего трансформатора, фазные провода которого подключены к силовым входам выпрямителя, основной блок импульсно-фазового управления, вход которого предназначен для подключения к источнику уп равляющего напряжения, а выход - к управляющим входам тиристоров выпрямителя, отличающийся тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения путем уменьшения пульсаций выпрямленного напряжения, он снабжен дополнительньпч блоком импульсно-фазового управления и функциональным преобразователем, в качестве вентилей применены тиристоры, к управляющим входам которых подключен выход дополнительного блока импульсно-фазового управления, вход которого через функциональный преобразователь соединен с входом основного блока импульсно-фазового управления, функциональный преобразователь имеет передаточную характеристику arccos

   J-2K

   - 5 >э, и =^/2 при arccos где и oQ - углы управления основного и дополнительного блоков импульсно-фазового управления соответственно.

   Фи9.1