SU488301A1

SU488301A1 - Device for controlling series-connected converters

Info

Publication number: SU488301A1
Application number: SU1940153A
Authority: SU
Inventors: Владимир Данилович Латышко; Моисей Эммануилович Гольденталь
Original assignee: Ленинградский электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина); Ленинградское Проектно-Экспериментальное Отделение Института "Вниипроектэлектромонтаж"
Priority date: 1973-07-09
Filing date: 1973-07-09
Publication date: 1975-10-15

Description

Изобретение может быть использовано в схемах вентильных преобразователей, состо щих из двух управл емых преобразователей , выходы которых включены последовательно на общую нагрузку с поочередным регулированием углов отпирани вентплей каждого преобразовател .The invention can be used in valve converter circuits consisting of two controlled converters, the outputs of which are connected in series to a common load with alternating adjustment of the angles of unlocking the ventilation of each converter.

При управлении вентил ми посредством узких отпирающих импульсов возникают трудности начального включени преобразовательной установки в работу, повторного приема нагрузки после паузы в протекании тока и при работе в режиме прерывистых токов.When controlling the valves by means of narrow unlocking pulses, difficulties are encountered in the initial switching of the converter plant into operation, in reloading the load after a pause in the flow of current and when operating in the intermittent mode.

Отпирание вентилей одного из преобразователей при запертом состо нии вентилей другого преобразовател приводит к повышению напр жени , прикладываемого к вентил м второго преобразовател . В некоторых режимах работы преобразовательной установки повышение напр жени может вызвать необходимость повышени класса вентилей.Unlocking the valves of one of the converters when the state of the valves of the other converter is locked leads to an increase in the voltage applied to the valves of the second converter. In some modes of operation of a converter plant, an increase in voltage may necessitate an increase in the class of valves.

Известно устройство дл управлени последовательно включенными преобразовател ми , в котором неодновременность отпирани вентилей исключаетс благодар тому, что на вентили преобразовател , управл емого вторым (т.е. работающего с меньшими значени ми углов отпирани вентилей), подают также управл ющие импульсы преобразовател , управл емого первым (т. е. работающего с большими значени ми углов отпирани вентилей), а в режиме прерывистого тока управление всеми вентил ми осуществл ют только импульсами преобразовател , управл емого первым. Переход на управление всеми вентил ми от импульсов системы управлени одного преобразовател производитс путем отключени импульсов в системе управлени другого преобразовател при снижеНИН выир млеиного тока до уровн , при котором возникает прерывистый режим. Поскольку такое отключение приводит к резкому изменению величины выпр мленного напр жени , дл уменьшени возмущени в системе автоматического регулировани преобразовательной установкой необходимо одновременно с отключением импульсов осуществл ть переключение на входе системы управлени первого преобразовател дл сохранени неизменности выпр мленного напр жени и коэффициента усилени системы регулировани . Необходимость осуществлени переключений вл етс недостатком известного устройства: схема системы управлени усложн етс , точность поддержани заданного уровн выпр мленного напр жени в процессе перехода на управление всеми вентил ми от импульсов одного преобразовател снижаетс . Дл упрощени схемы управлени и повышени точности регулировани выпр мленно3A device for controlling sequentially connected converters is known, in which the non-simultaneity of valve unlocking is eliminated due to the fact that control converters of the converter controlled by the second converter (i.e., operating with lower values of valve unlocking angles) are also supplied to the valves of the converter. the first (i.e., working with large values of valve opening angles), and in the intermittent current mode, all the valves are controlled only by pulses of the converter controlled by rvym. The transition to control of all the valves from the pulses of the control system of one converter is performed by turning off the pulses in the control system of another converter when the internal current is lowered to a level at which an intermittent mode occurs. Since this disconnection leads to an abrupt change in the value of the rectified voltage, to reduce disturbance in the automatic control system by the converter plant, it is necessary to switch at the input of the control system of the first converter simultaneously with the switching off of the pulses to maintain the control voltage unchanged. The need for switching is a disadvantage of the known device: the control system circuit becomes complicated, the accuracy of maintaining a given level of rectified voltage during the transition to controlling all the gates from the pulses of a single converter decreases. To simplify the control circuit and improve the control accuracy, it has been rectified3

го напр жени в нроцессе перехода на управление всеми веитил ми от импульсов одного преобразовател в предлагаемом ycTpoiicTBe ко входам каналов управлени вентил ми обоих преобразователей, кроме источника основного сигнала .управлени , подключен выход операционного усилител , на вход которого включены выход нелинейного элемента, св занного с датчиком тока, и блок ограничени результирующих напр жений на входах систем управлени вентил ми. При этом выход операционного усилител включен на вход одной системы управлени вентил ми непосредственно , а на вход другой системы через инвертирующий элемент.Voltage in the transition process to control all the channels from the pulses of one converter in the proposed ycTpoiicTBe to the inputs of the control channels of the valves of both converters, besides the source of the main signal, is connected to the output of the operational amplifier, the input of which includes the output of the nonlinear element associated with a current sensor; and a limiting unit for the resulting voltages at the inputs of the valve control systems. In this case, the output of the operational amplifier is connected to the input of one valve control system directly, and to the input of another system through an inverting element.

На фиг. 1 дана схема описываемого устройства ири арксинусной фазовой характеристике систем управлени вентил ми; на фиг. 2 - то же дл случа , когда фазова характеристика систем управлени вентил ми отличаетс от арксинусной.FIG. 1 is a diagram of the device described and the harmonic phase characteristic of the control systems of the valves; in fig. 2 is the same for the case when the phase characteristic of the control systems of the valves differs from arcsine.

Выходы вентильных преобразователей 1 и 2 (см. фиг. 1) включены последовательно на общую нагрузку. Выход системы 3 управлени вентил ми преобразовател 1 подключен также и к вентил м преобразовател 2, а выход системы 4 управлени - только к вентил м преобразовател 2. Ко входам систем управлени вентил ми, кроме источника основного сигнала управлени (Уу, подсоединен выход операционного усилител 5, причем ко входу системы 4 выход усилител подключен непосредственно, а ко входу системы 3 - через устройство, инвертирующее пол рность сигнала Af/y. Ко входу оиерациоииого усилител подсоединены через промежуточный усилитель 6 выход датчика 7 выпр мленного тока и блок 8 ограничени результирующих напр жений на входах систем управлени вентил ми. Характеристика усилител 6 имеет ограничение и зону нечувствительности шириной, несколько нревышающей соответствующую ширину зоны прерывистых токов преобразователей (в масштабе выходного сигнала датчика тока), в пределах которой выходное напр жение усилител равно нулю. Выходное напр жение операционного усилител ограничиваетс при помощи блока 8 так, чтобы результирующее напр жение на входе системы 4 управлени не превышало максимального значени , соответствующего углу отпирани а2М1шЯ: 0 вентилей преобразовател 2, а результирующее напр жение на входе системы 3 не снижалось ниже минимального значени , соответствующего предельному ииверторному режиму при угле «таксПри выпр мленном токе, значительно превышающем его значение на границе прерывистого режима работы преобразователей, нанр жение на входе операционного усилител 5 велико и поэтому величина напр жени Д(/у определ етс из услови ограничени сигналов на входах систем управлени . Регулиро4The outputs of the valve converters 1 and 2 (see Fig. 1) are connected in series to the total load. The output of the control system 3 of converter 1 valves is also connected to the converter 2 valves, and the output of control system 4 only to the converter 2 valves. To the inputs of the control systems of the valves, besides the source of the main control signal (Yy, the output of the operational amplifier 5 is connected and the output of the amplifier is connected directly to the input of system 4 and to the input of system 3 through a device that inverts the polarity of the signal Af / y. The output of the amplifier is connected to the input of the amplifier 7 through an intermediate amplifier 6 sensor output 7 rectified current and the unit 8 limiting the resulting voltage at the inputs of the control systems of the valves.The characteristic of the amplifier 6 has a limitation and a dead zone width slightly exceeding the corresponding width of the discontinuous current of the converters (within the scale of the output signal of the current sensor), within which the output voltage the amplifier is zero. The output voltage of the operational amplifier is limited by block 8 so that the resulting voltage on the input of the control system 4 does not exceed the maximum value corresponding to the unlocking angle a2M1SHYA: 0 valve of the converter 2, and the resulting voltage at the input of system 3 did not decrease below the minimum value corresponding to the limit and ivertory mode at an angle of "tax" With rectified current that significantly exceeds its value at the limit of the converter intermittent operation mode, The input voltage of the operational amplifier 5 is large and, therefore, the voltage value D (/ y is determined from the condition of limiting the signals at the inputs of the control systems. Regulation4

ваиие выпр мленного напр жени в этом случае происходит при максимально возможной разности углов отпирани вентилей обоих преобразователей, т. е. в полном соответствии с принцнном ноочередного регулировани носледовательно включенных преобразователей .The rectified voltage in this case occurs at the maximum possible difference in the angles of unlocking the valves of both transducers, i.e. in full accordance with the principle of sequential adjustment of successively connected transducers.

При снижении выпр мленного тока нижеBy reducing the rectified current below

некоторого уровн вблизи гран1щы прерывистого режима напр жение на выходе нромежуточного усилител (J начинает уменьшатьс . Вследствие этого максимальное значение сигнала Дбу на выходе операционногоa certain level near the edge of a discontinuous mode, the voltage at the output of the intermediate amplifier (J begins to decrease. As a result, the maximum value of the Dbu signal at the output of the operating

усилител 5, определ ющего разность углов cci-а2, уменьшаетс и на некотором участке регулировани напр жени разность выпр мленных э.д.с. становитс ниже максимально возможного значени .the amplifier 5, which determines the difference of the angles cci-a2, is reduced and, at some voltage control section, the difference of rectified emf. becomes lower than the maximum possible value.

При дальнейшем снижении выпр мленного тока напр жение на выходе промежуточного усилител 6 становитс равным нулю (при токе несколько большем, чем на границе прерывистого режима) и сохран ет это значение в режиме нрерывистого тока. Поэтому выходное напр жение операционного усилител , а следовательно, и разность углов KI-сс2 равны нулю, и выпр мленные э.д.с. преобразователей при регулировании напр жени во всем диаиазоне одинаковы. Если начальные значени углов oi (т. е. значени углов cci при нулевом сигнале на входе системы управлени вентил ми) установить меньше начальных значений углов а,ч на величину, большую возможной несимметрии (разброса) фаз управл ющих импульсов систем управлени вентил ми, то отпирание вентилей обоих преобразователей происходит одновременно от имнульсов системы управлени первого преобразовател .With a further decrease in the rectified current, the voltage at the output of the intermediate amplifier 6 becomes zero (at a current slightly higher than at the discontinuous mode boundary) and retains this value in the continuous current mode. Therefore, the output voltage of the op amp, and hence the angle difference KI-cc2, is zero, and the rectified emf. The transducers in voltage regulation are the same in the whole diaozone. If the initial values of the angles oi (i.e., the values of the angles cci for a zero signal at the input of the control system of the valves) are set smaller than the initial values of the angles a, h by an amount greater than the possible asymmetry (spread) of the phases of the control pulses of the control systems of the valves, unlocking the valves of both converters occurs simultaneously from the pulses of the control system of the first converter.

При арксинусной фазовой характеристике систем управлени вентил ми процесс перехода на управление всеми вентил ми от импульсов первого преобразовател не оказывает вли ни на величину выпр мленного напр жеии , так как изменение сигнала АУу вызывает одинаковые по величине и противоположные но знаку изменени выпр мленных э.д.с. преобразователей. Коэффициент усилени системы регулировани также не мен етс .In the arcsine phase characteristic of the control systems of the valves, the transition to control of all the valves from the pulses of the first converter does not affect the magnitude of the rectified voltage, since a change in the AU signal causes the same magnitude and opposite to the sign changes in the rectified em. with. converters. The gain of the control system is also unchanged.

Если же фазовые характеристики систем управлени вентил ми не обеспечивают линейной зависимости между выпр мленной э.д.с. и сигналом на выходе системы управлени , то устранить вли ни сигнала ДУу на величину вынр мленного напр жени можно путем охвата каждого из преобразователей обратной св зью по выпр мленному напр жению (см. фиг. 2) и суммированием сигнала с основным сигналом управлени U,, не на входах систем управлени вентил ми, а на входах регул торов 9 и 10 напр жени .If the phase characteristics of the control systems of the valves do not provide a linear relationship between the rectified emf. and a signal at the output of the control system, it is possible to eliminate the effects of the voltage signal on the magnitude of the applied voltage by covering each of the converters with feedback on the rectified voltage (see Fig. 2) and summing the signal with the main control signal U ,,. not at the inputs of the control systems of the valves, but at the inputs of the regulators 9 and 10 of the voltage.

Предмет изобретени Subject invention

Устро11ство дл управлени последовательно включенными преобразовател ми с поочередным регулированием фазы управл ющих импульсов каждого из преобразователей, содержащее два канала управлени вентнл м , выходы одного из которых подключе ы к вентил м обоих преобразователей, а выходы другого подключены к вентил м преобразовател , регулируемого вторым, датчик тока и источник сигнала управлени , отличающеес тем, что, с целью упрощени и иовьппени A device for controlling sequentially connected converters with alternate regulation of the phase of control pulses of each converter, containing two control channels for the voltages, the outputs of one of which are connected to the valves of both converters, and the outputs of the other are connected to the converters of the converter regulated by the second sensor current and control signal source, characterized in that, for the purpose of simplification and input

точности регулировани , оно сиабжено блоком ограничени , нелиие11иым элементом, имеющим зону нечувствительности, операционным усилителем и инвертирующим элементом , причем ко входам каналов управлени , кроме источника сигнала управлени , подключен выход операционного усилител - непосредственно на вход одной системы унравлени и через инвертирующий элемент на вход другой системы управлени , а на вход операционного усилител подключены блок ограничени и выход нелинеГ}ного элемента, св занного с датчиком тока.control accuracy, it is interrupted by a limiting unit, a nonelective element having a dead zone, an operational amplifier and an inverting element, the output of the operational amplifier being connected to the control channel inputs, besides the control signal source, directly to the input of one control system and through the inverting element to the other input control systems, and a limiting unit and an output of a nonlinear element connected to the current sensor are connected to the input of the operational amplifier.