SU560313A1 - Способ управлени регул тором переменного напр жени со звеном высокой частоты - Google Patents

Description

жим посто нного тока противоположной пол рности , подают третью импульсную последовательность , фазу которой измен ют на 180° при каждом переходе входного напр жени  через нулевое значение.

Это позвол ет уменьшить массу регул торов , управл емых по указанному способу, повысить устойчивость их работы и качество как потребл емой энергии, так и выходного напр жени .

На фиг. 1 ноказана схема регул тора переменного напр  кени  со звеном высокой частоты .

Регул тор содержит модул тор 1 на полностью управл емых ключах с двусторонней проводимостью, высокочастотный трансформатор 2, демодул тор, образованный двум  встречно-параллельно включенными мостами 3 и 4 на тиристорах 5-8 и 9-12 соответственно . В одну из диагоналей демодул тора включена обмотка высокочастотного трансформатора , а в другую - нагрузка 13.

На фиг. 2 - представлены временные диаграммы , по сн ющие способ управлени , где 14 - напр жение сети; 15 - ток нагрузки, 16- напр жение вторичной обмотки трансформатора; 17, 18 - управл ющие импульсы, оперел ающие опорную последовательность импульсов (моменты смены пол рности напр жени  16) на фиксированный угол Y 19, 20 - управл ющие импульсы с регулируемым углом задержки ар; 21, 22 - управл ющие импульсы с регулируемым углом оперел ени  рр; 23-26 - комбинаци  импульсов, действующих на управл ющих входах ключей 6, 5, 8, 7 демодул тора , 27 - выходное напр жение рег л тора; 28 - его среднее значение; 29 - импульсна  последовательность с онережающим углом у, фазу которой измен ют на 180° при каждом переходе выходного напр жени  через нулевое значение; 30, 31-управл ющие импульсы этой же последовательности; 32 - выходное напр жение регул тора.

Работу регул тора и сущность способа управлени  рассмотрим дл  наиболее общего случа  активно-индуктивного характера нагрузки , когда напр жение сети 14 опережает ток нагрузки 15 на некоторый угол Y (фиг. 2).

Модул тор 1 преобразует напр жение сети в напр жение 16 высокой частоты, дл  чего на управл ющие входы ключей модул тора добавл ют опорную последовательность импульсов высокой частоты, фаза которых совпадает с моментами смены пол рности напр жени  высокой частоты.

Процессы, отражающие управление регул тором , рассмотрим дл  положительной полуволны тока .нагрузки 15, т. е. дл  случа , когда операции выпр млени  и регулировани  напр жени  16 осуществл ет мост 3 (фиг. 1). При этом часть полупериода тока нагрузки указанный мост работает в выпр мительном режиме (интервал ссв), а часть - в инверторном (интервал ссц) в силу активно-индуктивнпго характера нагрузки. По предложенному

способу управлени  упом нутые последовательности , отстающую по фазе на угол схр (на фиг. 2). Эта импульсна  последовательность представлена в виде двух однопол рных последовательностей 19, 20) и опережающую на угол РР (на фиг. 2 - последовательности 21, 22) поочередно подают на смежные тиристоры указанных мостов 3 и 4 демодул тора, образующих зажимы посто нного тока, например , на тиристоры 8, 7 (6, 5) моста 3 и тиристоры 10, 9 (12, 11) моста 4 соответственно (фиг. 1) формируют третью импульсную последовательность (соответственно 17, 18 по фиг. 1), опережающую по фазе моменты смены пол рности высокочастотного напр жени  на фиксированный угол Y равный времени восстановлени  запирающих свойств тиристора и подают на другие смежные тиристоры 6, 5 (8, 7) моста 3 и тиристоры 12, И (10, 9) моста 4. Причем импульсную последовательность 19, 20 подают на тиристоры 8,

7и 10, 9 только в выпр мительном режиме (интервал ав - интервал совпадени  пол рности тока 15 и напр жени  14), а в интервалах несовпадени  Ки пол рностей тока и напр жени  указанную последовательность прерывают . Импульсную же последовательность 21, 22 подают на тиристоры 6, 5 и 12, И, наоборот , в интервалы несовпадени  «и пол рностей тока и напр жени , а в интервалах осв совпадени  пол рностей ее прерывают, а в интервалах прерывани  этих последовательностей на указанные тиристоры смежных плеч подают третью импульспую последовательность 17, 18. При этом в рассматриваемом интервале ав, Си работы моста 3 па его тиристоры поступают импульсные последовательности 23-26.

Таким образом, подава  упом нутые импульсные последовательности (на фиг. 2 изображены сплошной линией) или прерыва  их (на фиг. 2 изображены пунктирной линией) осуществл ют перевод мостов из выпр мительного режима в инверторный и наоборот. Мост 3 включаетс  в работу с выпр мительного режима в момент времени так как пол рность высокочастотного напр жени  16 в этот момент соответствует пол рности указанной на фиг. I в скобках, и на управл ющие электроды тиристоров 6 и 8 поданы импульсы последовательностей 23, 25 соответственно. Ток нагрузки в течение интервала времени начинает нарастать по цепи: «-{- обмотки трансформатора 2, тиристор 6, нагрузка 13, тиристор 8, «- обмотки трансформатора.

8момент времени t на управл ющий электрод тиристора 5 подают импульс последовательности 24, но он не может включитьс  при указанной запирающей дл  него пол рности. В момент времени з измен етс  пол рность напр жени  16 и включаетс  тиристор 5, коммутиру  при этом тиристор 6. В силу активно-индуктивного характера нагрузки ток нагрузки 15 не прерветс , а будет протекать в прежнем направлении, так как включение.

тиристора 5 создаетс  внутренний контур замыкани  оеактивной энергии: нагрузка 13,тиристор 8, тиристор 5, нагрузка 13. Напр жение на нагрузке при этом равно нулю, а трансформатор 2 и модул тор 1 переход т в режим холостого хода. В момент времени t при достижении угла регулировани  ар импульс последовательности 26 подают на тиристор 7, который включа сь, коммутирует тиристор 8 и подключает обмотку трансформатора к нагрузке . Ток нагрузки будет протекать по цепи: «+ обмотки трансформатора 2, тиристор 5, нагрузка 13, тиристор 7, «- обмотки трансформатора. Затем в момент времени 5 управл ющий импульс подают на тиристор 6, но включаетс  он лишь после смены напр жением 16 своей пол рности, коммутиру  при этом тиристор 5 и создава  с включенным попрежнему тиристором 8 внутренний контур. Далее описанные процессы повтор ютс  до тех пор, пока напр жение на нагрузке не спадает до нул . Последними в выпр мительном режиме включаютс  тиристоры 5, 7. В момент времени t напр жение 16 измен ет свою пол рность и, поскольку управл ющие импульсы поданы на тиристоры 5, 7, они по-прежнему остаютс  включенными, так как ток нагрузки 15 прерватьс  не может. Таким образом , мост 3 автоматически переходит в инверторный режим (ток нагрузки протекает навстречу напр жению вторичной обмотки трансформатора ). При достижении угла опережени  РР в момент времени ts управл ющий импульс последовательности 23 подают на тиристор 6, который, включа сь, коммутирует тиристор 5, создава  тем самым внутренний контур замыкани  реактивной энергии. И если теперь до того, как снова сменитс  пол рность напр жени  16 не включить тиристор 8, то произойдет срыв инверторного режима, так как после смены пол рности напр жением 16 осуществить естественную коммутацию тиристора 8 будет невозможно до следующего полупериода напр жени  высокой частоты. Дл  предотвращени  срыва инверторного режима и подают на смежные тиристоры 7, 8 импульсную последовательность 17, 18, опережающую по фазе мОлМенты смены пол рности напр жени  16. В момент времени tg импульс последовательности 25 подают на тиристор 8, который включаетс , коммутирует тиристор 7 и кратковременно (на врем  у} переводит мост в выпр мительный режим. За это врем  выключенный тиристор 7 успевает восстановить свои запирающие свойства. Поскольку угол регулировани  в инверторном режиме принципиально не может быть меньще у, то срыва инвертировани  произойти не может, за счет чего повышаетс  устойчивость работы. В момент времени ю пол рность напр жени  16 мен етс  на обратную и мост 3 снова переходит в инверторный режим. Далее описанные процессы повтор ютс  до тех пор, пока ток нагрузки не спадет до нул , после чего в работу включитс  мост 4 выпр мительного режима

и т. д. На нагрузке при таком управлении формируетс  напр жение 27 со средним значением 28.

Приведенна  на фиг. 2 комбинаци  и.мпульсов 23, 24, 25, 26 показывает, что в разных режимах (выпр мительный и инверторный) регулируемые по фазе импульсы 19, 20, 21, 22 и импульсы с фиксированной фазой 17, 18 необходимо при управлении подавать на смежные тиристоры мостов демодул тора, образующие разнопол рные зажимы посто нного тока. Другое отличие состоит в том, что указанные отстающую и опережающзю последовательности всегда подают на смежные тиристоры мостов демодул тора, образующие однопол рный зажим посто нного тока (напри.мер, отрицательный ), а на другие смежные тиристоры, образующие зажим посто нного тока противоположной пол рности подают третью импульсную последовательность, фазу которой измен ют на 180° при каждом переходе выходного напр жени  через нулевое значение.

На фиг. 3 приведены диаграммы напр жений , где кривыми 14 и 16 показаны напр жение сети и высокочастотное напр жение соответственно . Импульсна  последовательность 17, 18, опережающа  по фазе моменты смены пол рности высокочастотного напр жени  на угол Y, дл  нагл дности приведена на фиг. 3 на одной временной оси. Изменение фазы импульсов 17, 18 на 180° при переходе выходного напр жени  через нуль позвол ет получить импульсную последовательность 29, импульсы 30 и 31 которой подают в обоих режимах на смежные плечи (например, на тиристоры 6, 5 моста 3 и тиристоры 12, 11 моста 4) каждого моста демодул тора, а на другие смежные плечи (например, на тиристоры 8, 7 моста 3 и тиристоры 10, 9 моста 4) подают импульсную последовательность, сдвинутую относительно высокочастотного напр жени  на угол задержки (кр - в выпр мительном режиме) и угол опережени  (Рр - в инверторном режиме). Процессы, происход щие в регул торе , совершенно аналогичны ранее рассмотренным , о чем говорит и форма кривой выходного напр жени  32.

Использование предлагаемого способа управлени  регул тором переменного иапр лсени  со звеном высокой частоты обеспечивает устранение паразитной циркул ции реактивной мощности и уменьшение потерь в элементах регул тора, улучшение формы кривой выходного напр жени  и уменьшение содержани  высших гармоник, повышение устойчивости работы регул тора при изменении величины и характера нагрузки.

Способ может быть также применен при управлении трехфазными рег ч торами переменного напр жени  со звеном высокой частоты , а также в однофазных и трехфазных регул торах-стабилизаторах с высокочастотными вольтодобавочными трансформаторами.

Claims (2)

1. Способ управлени  регул тором переменного напр жени  со звеном высокой частоты, содержащим модул тор и демодул тор на управл емых ключах с двусторонней проводимостью , высокочастотный тран-сформатор, первична  обмотка которого соединена с модул тором , а вторична  включена в одну из диагоналей мостов демодул тора, причем управл юш ,ие ключи демодул тора выполнены на тиристорах и образуют собой два встречнопараллельно включенных моста, заключающийс  в подаче на управл ющие входы ключей модул тора опорной последовательности импульсов высокой частоты и в подаче на управл ющие входы ключей демодул тора регулируемых в сторону отставани  и в сторону опережени  относительно опорной последовательности импульсов двух других последовательностей , отличающийс  тем, что, с целью улучщени  технико-энергетических показателей , упом нутые отстающую и опережаютдую последовательности импульсов поочередно подают на смежные тиристоры указанных мостов демодул тора, образующих зажимы посто нного тока, формируют третью импульсную последовательность, опережающую опорную последовательность на фиксированный угол, и подают ее на другие смежные тиристоры мостов демодул тора, причем на интервалах совпадени  пол рности входного напр жени  и выходного тока регул тора подают отстающую последовательность, а на интервалах несовпадени  пол рности этих величин- опережающую и третью импульсные последовательности.

2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что упом нутые отстающую и опережающую последовательности импульсов подают на смежные тиристоры мостов демодул тора, образующие однопол рный вывод посто нного тока, а на другие смежные тиристоры, образующие вывод посто нного тока противоположной пол рности, подают третью импульсную последовательность, фазу которой измен ют на 180° при каждом переходе входного напр жени  через нулевое значение.

ipuii.l

t, t

3

Ч//.

iPuz.z