SU403006A1 - Способ управления тиристорныл\ регулятором - Google Patents

Description

i

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в устройствах широтно-импульсного регулировани , в частности в регул торах печей сопротивлени , включаемых в сеть через печной трансформатор.

Известен способ управлени  тиристорным регул тором, включенным в первичную цепь силового трансформатора, с использованием широтно-импульсного регулировани  с целым числом периодов питающего напр жени  на интервале включенного состо ни  и с задержкой момента включени  одного тиристора по отношению к моменту перехода через нуль в заданном направлении напр жени  сети только в первом полупериоде каждого интервала включенного состо ни . Недостатком такого способа  вл етс  по вление выбросов тока намагничивани  при определенных значени х скважности регулировани , когда врем  между предыдуш,им выключением и последуюш,им включением мало, при изменени х характера нагрузки и снижени  со5ф нагрузки ниже 0,5-0,7 (в зависимости от материала сердечника), а также при изменени х параметров трансформатора, например , когда регул тор переключают на другой трансформатор (в период настройки).

Предлагаемый способ позвол ет улучшить энергетические показатели регул тора. Это

достигаетс  тем, что угол задержки момента включени  тиристора в первом периоде кал{дого интервала включенного состо ни  измен ют .

Кроме того, сначала измер ют вольт-секундный интеграл напр жени , приложенного к первичной обмотке трансформатора в копце предыдуш,его интервала проводимости от момента последнего перехода напр жени  сети через нуль до начала следующего интервала включенного состо ни , а затем включают регул тор в момент, когда вольтсекундный интеграл напр жени  на тиристоре от момента перехода через нуль в том же направлении сравн етс  с измеренным вольтсекундным интегралом.

На фиг. 1 дана схема силовой части импульсного регул тора на первичной стороне трансформатора, по сн юща  описываемый способ; на фиг. 2 - диаграммы при активной нагрузке; а - напр жени  Lc сети, б - напр жени  t/Tp на первичной стороне силового трансформатора, в - индукции сердечника силового трансформатора, г - тока намагничивани  силового трансформатора, д - тока iz нагрузки, е - тока и резисторов, ж - напр жени  f/Tnp на тиристорах, з - измер емого вольт-секундного интеграла напр жени  на первичной стороне трансформатора, и измер емого вольт-секундного интеграла напр жени  сети, к - измер емого вольт-секундного интеграла напр жени  на тиристорах , л - перемагничивани  силового трансформатора от момента /i до начала новой пачки импульсов; на фиг. 3, а - л - то же, при активно-индуктивной нагрузке; на фиг. 4 - принципиальна  электрическа  схема регул тора управл емого по описываемому способу: Силова  часть импульсного регул тора на первичной стороне трансформатора (фиг. 1) содержит два встречно-параллельно включенных тиристора 1 и 2, периодически подключающих первичную обмотку силового трансформатора 3 к сети переменного напр жени , Первым в начале каждой пачки импульсов включаетс  тиристор 2, последним в конце каждой пачки импульсов отключаетс  тиристор 1, что обеспечивает четное число полупериодов тока в каждой пачке импульсов. Все последующие включени  тиристоров 1 и 2 (кроме первого включени  тиристора 2) осуществл ютс  при переходах тока тиристоров через нуль. Если первое включение тиристорного ключа при импульсном регулировании производить с определенной задержкой (фиг. 26 и 36) по отношению к моменту перехода через нуль в заданном направлении (от мииуса к плюсу) напр жени  сети или напр жени  тиристоров, то выбросов тока намагничивани  не наблюдаетс  (фиг. 2г и Зг). За врем  от момента включени  с некоторой задержгде а - угол включени , ш - кругова  частота, до момента - перехода через нуль напр жени  на первичной стороне трансформатора величинаиндукции измен етс  пропорционально приложенному вольт-секундному интегралу от - Воет- до +б„ (5ост- - величина остаточной индукции). В„ --боСт + L/t -sinwi- dt -Bou-t + (1 +COSa) где Ll,- амплитуда напр жени  сети; SM-амплитуда индукции сердечника к - концу первого полупериода; W - число витков первичной обмотки; 5 -сечение сердечника; ( О - кругова  частота. Выбросы тока намагничивани  не по вл ютс  тогда, когда максимальное значение индукции В м к концу первого полунсриода включени  точно совпадает с максимальной индукцией В.м в установившемс  режиме. Отклонение в ту или другую сторону йриводит к выбросам тока намагничивани  в первом или втором нолупериоде. Величина остаточной индукции может быть определена через вольт-секундный интеграл /1 напр жени  .i/тр на первичной стороне силового трансформатора от момента tz до момента /4 -{-- + 1, J U,,-dt ост - -.и 4Величину а задерл ки первого включени  определ ют из равенства интеграла /i вольтсекундному интегралу /2 напр жени  сети от момента 4 перехода через нуль в заданном направлении этого напр жени  до момента /4+ -включени  тиристорного ключа ш , J U -sin4 f-d -(l - cos) а (5) t.ш /I- ; COSa-l -Подставив в выражение (I) выражени  (2, 4 и 6), получают .,+ ч- S-W W-SЧ+- )1&КИМ образом, предлагаемый способ управлени  обеспечивает первое включение тиристорного ключа без выбросов тока намагничивани  и каких-либо ограничений со стороны нагрузки, трансформатора и длительности процессов. Так как к началу каждой пачки импульсов остаточное иапр жение на первичной стороне трансформатора незначительио, то моменты отсчета и вольт-секуидные интегралы можно снимать не только с напр жени  сети, но и с напр жени  на тиристорах, что позвол ет упростить техническую реализацию способа. На фиг. 2, и, к заметно некоторое расхождение моментов равенства сравниваемых интегралов , а на фиг. 3, и, к незаметно. Величина Воет- остаточной индукции трансформатора определ етс  как коэффициентом пр моугольности материала сердечника, так и процессом разр дки запасенной в трансформаторе и его активно-индуктивной нагрузке электромагнитной энергии. В зависимости от параметров схемы и времени процесса разр да запасенной энергии значени  остаточной индукции сердечника к началу следующей пачки импульсов могут быть различными . Если активно-индуктивна  нагрузка силевого трансформатора имеет достаточно высокий коэффициент сдвига (I cos фнагр

-), то в момент отключени  тиристорноBM/

ТО ключа фазова  точка на диаграммах перемагничивани  (фиг. 2, л) находитс  в третьем квадранте. В следующих за отключением процессах разр дки запасенной электромагнитной энергии фазова  точка движетс  к точке -Во на оси ординат. Если времени выключенного состо ни  тиристоров достаточно дл  полного окончани  процессов разр дки запасенной энергии, то остаточна  индукци  Воет в сердечнике силового трансформатора принимает значение Во независимо от коэффициента сдвига нагрузки в достаточно широком диапазоне его изменени .

Если коэффициент сдвига не выходит за донустимые пределы, но врем  разр дки мало , то значение остаточной индукции к началу следующей пачки импульсов превышает значение Во (фиг. 2, в, л). Если же коэффициент сдвига выходит за допустимые пределы (преобладает индуктивна  составл юща  тока ), то остаточна  индукци  к началу следующей начки импульсов меньше значени  BO (фиг. 3, в, л). При подключении регул тора к новому трансформатору величина Во может быть неизвестна. В таких случа х целесообразно использовать предлагаемый способ .

Регул тор (фиг. 4) состоит из двух встречно включенных тиристоров 1 и 2, последовательно с которыми в цепь с трансформатором 3 включен насыщающийс  трансформатор 4. Вторична  обмотка трансформатора 4 подсоединена к управл ющему электроду - тиристора 1, зашунтированному диодом 5. Система управлени  и формировани  импульсов тиристора 2, управл ющий электрод которого также защунтирован диодом б, выполнена в виде насыщающегос  дроссел  7 с пр моугольной петлей гистерезиса, подключенного одним концом к управл ющему электроду тиристора 2, а другим через балластное сопротивление 8 к выводу обмотки трансформатора 3, непосредственно св занному с сетью, и дополнительного тиристора 9, соедин ющего анод тиристора 2 с точкой соедттнени  дроссрл  и сопротивлени . Тиристор 9 включаетс 

через управл емый ключ 10 импульсами с синхронизированного с сетью (или с напр жением на тиристорах) генератора И импульсов .

Если необходимо полностью ликвидировать провалы в напр жении нагрузки, то в схему регул тора может быть включен еще один насыщающийс  трансформатор 12, вторична  обмотка которого через управл емый ключ

13, включающийс  синхронно с ключом 10, подключена к управл ющему электроду тиристора 2.

Первьш в начале каждой пачки импульсов всегда включаетс  тиристор 2. По прекращеНИИ тока через тиристор 2 с насыщающегос  трансформатора 4 на управл ющий электрод тиристора 1 поступает включающий его импульс , поэтому тиристор 1 всегда включаетс  вслед за тиристором 2.

Предмет изобоетени 

1.Способ управлени  тиристорным регул тором , включенным в нервичную цень силового трансформатора, с использованием щиротно-импульсного регулировани  с целым числом периодов питающего напр жени  на интервале включенного состо ни  и с задерл кой момента включени  одного тиристора по

отношению к моменту перехода через нуль в заданном направлении напр жени  сети только в первом полупериоде каждого интервала включенного состо ни , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  энергетических

показателей регул тора, угол задержки момента включени  тиристора в первом пол}периоде каждого интервала включенного состо ни  измен ют.

2.Способ но п. 1, отличающийс  тем, что сначала измер ют вольт-секундный интеграл

напр жени , приложенного к первичной обмотке трансформатора в конце нредыдущего интервала проводимости от момента последнего перехода нанр жени  сети через нуль

до начала следующего интервала включенного состо ни , а затем включают регул тор в момент, когда вольт-секундный интеграл нанр женн  на тиристоре от момента нерехода через нуль в том же нанравлении сравн етс 

с н д еренныл1 польт-секундным интегралом.

-- .

.Вп

г-ЧдЬ--Н---4 -4

л

В,