Аннотация
В статье рассматривается вентильный преобразователь с естественной токовой характеристикой, который называется параметрическим током, для которого первичной обмоткой является не источник электрической силы, а параметрический источник тока, к выходу которого подключены встречно-параллельные тиристорные блоки, собранные по мостовой схеме. Управление тиристорами в преобразователе тока осуществляется с учетом характерных особенностей параметрического источника, чтобы избежать перенапряжения на его реактивных элементах, проанализированных алгоритмические и модулирующие функции системы представлены временными диаграммами.
1. Введение
Одной из самых важных задач современного производства является энергосбережение, которое в значительной степени определяется качеством электрической энергии. Качество электрической энергии в основном зависит от типа гармонического состава потребляемого тока. Состав сетевого тока в основном зависит от полупроводниковых преобразователей, которые являются нелинейной нагрузкой для сети питания, что приводит к значительному искажению формы сетевого тока и, как следствие, ухудшения показателей качества электричества [1–4].
Основная часть
Одним из способов решения этой проблемы является применение параметрических преобразователей тока, которые имеют естественную характеристику тока. В течение параметрического, в отличие от традиционного, первичный является источником напряжения, и от параметрического источника (PS), к которому выход, управляемые наборы клапанов (VS) подключены. Схема одного из вариантов CPC, управляемый мостом, показан на рисунке 1
Контроль над тиристорами в КПК должен учитывать следующие характеристики PSC [5, 6]:
- Необходимость наличия проводящих клапанов в каждый момент во всех фазах CPC, чтобы избежать возникновения скачков на реактивных элементах текущего источника;
- При разблокировке клапанов в цепи с напряжением, отличным от нуля, могут быть нежелательные режимы, в которых тиристоры являются разряженными конденсаторами в цепях.
Нулевое сопротивление
Основные функции системы управления преобразователем тока Highlands. Особенности его работы. Системы управления CPC должны преобразовать набор входного управления и вспомогательные сигналы в управляющие сигналы тиристоров.
Управляющие сигналы могут быть цифровыми и аналоговыми. Управляющие сигналы, синхронизированные. Генератор часов должен обеспечить разблокировку клапанов в последовательности, необходимой для формирование выходного тока, напряжение требуемой форм-алгоритмической функции. Разблокировка клапана должна происходить в момент естественного переключения, чтобы избежать неблагоприятные переходные процессы. В то же время управляющие сигналы должны быть такими, чтобы обеспечить надежное включение клапанов в случае разрывных токов, имеющих минимальную среднюю управляющую способность (Ru = Ru min).
Алгоритмическая функция системы управления реализована в логическом устройстве, и это может быть выполнено в виде машины или комбинационных логических схем. Логически устройство, в зависимости от входной информации, поступающей на его ввод, устанавливает следующие режимы
Работа преобразователя:
- Положительный ток нагрузки (Iн+);
- Отрицательный ток (Iн-);
- Пауза при открытой загрузке ( Iн =0);
Функция модуляции системы управления CCI реализуется в управлении номером импульса устройства и выполняет модуляцию временных параметров эффектов управления:
-Продолжительность импульсов управления на тиристорах тока параметрической синхронизации с моментом естественной разблокировки клапанов;
-Выходной преобразователь частоты;
-Регулирование выходного тока путем изменения всего количества циклов паузы.
Общая структурная диаграмма устройства управления числовым импульсом показана в Рисунок 2.
Напряжение пилообразного зуба формируется в блоке генератора напряжения пилообразного зуба (SVG). Это синхронизированное напряжение сравнивается с опорой, исходя из выхода генератора опорного напряжения (RVG), в пороговом устройстве (TD) и в момент сравнения на выходе генератора кода (GC) режим работы преобразователя меняется. В пороговом устройстве, в момент сравнения этих сигналов, импульс, который имеет влияние на генератор кода меняет режим работы преобразователя.
Описано аналитическое регулирование номера импульсного сигнала устройства вывода Z(t):
Где m - код Z (t) до запуска порогового устройства; n - код Z (t) после
Узел синхронизации - это датчик моментов естественной разблокировки клапанов. Такими могут быть датчики тока, включенные в выходные фазы параметрического источника, датчики напряжения, управляющие моментом перехода клапанов напряжения "анод-катод" через ноль. Давайте рассмотрим модуляцию временных параметров для необратимых и обратимых CPC.
1. Необратимые параметрические преобразователи тока. На рисунке 3 есть временные диаграммы, объясняющие работу DNIC, где указано: τ1 - продолжительность текущего потока в нагрузке; τ2-продолжительность внетоковой паузы; Uτ2 - значение опорного напряжения, которое определяет продолжительность τ2; T2 - период выходного текущего периода. До времени t3 нагрузка имеет выпрямленный ток, соответствующий комбинации кодовых слов на выходе генератора кода - 10 (Zτ1). В момент времени t3 напряжение Uglay = Uτ2, в результате возникает реакция TD и на выходе генератора кода есть сигнал Zτ2, соответствующий коду 11. Этот код определяет продолжительность текущей паузы. С изменением Uτ2 меняется Zτ2, таким образом, что регулируется среднее значение тока нагрузки.
Возможны следующие варианты работы:
а) τ1 + τ2 = T2 = сonst. С изменением опорного напряжения Uτ, одновременно изменяется продолжительность сигналов Zτ1 и Zτ2. Период выходного тока остается постоянным и задается периодом квантования генератора напряжения пилозуба (рисунок 3). Управление числом и импульсом устройства имеет один канал, содержащий генератор пилозуба и опорное напряжение с одним пороговым устройством.
б) τ1 + τ2 =T2 = var. В этом случае, в свою очередь, возможны следующие варианты: Τ1 = const, τ2= var. Продолжительность выпрямленного тока τ1 остается постоянной и установлено опорным напряжением Uτ1= const. Продолжительность не текущей паузы τ22 является функцией времени и определяется опорным напряжением Uτ2 = var , т.е. τ2 = f (Uτ2). τ1 = var, Τ2= конст. Продолжительность выпрямленного тока τ1 (t) = f (Uτ1), Uτ1 = var. Продолжительность не текущей паузы остается постоянной и устанавливается опорным напряжением Uτ2 = сonst. Τ1 = var, τ2 = var.
Функции времени варьируются в зависимости от изменения напряжения поддержки Uτ1 и Uτ2 = var,
Номер устройства - управление импульсом во втором варианте имеет два канала, каждый из которых содержит генератор напряжения с пилозубом, генератор опорного напряжения и порог
2. Устройство
Параметрические преобразователи реверсивных токов. В обратимых параметрических преобразователях тока возможны четыре временных интервала на период выходного тока.
Временные диаграммы управления числовым импульсом устройства показаны на рисунке 4, где указано:
Τ1 - продолжительность положительного тока (IН +);
Τ3 - продолжительность отрицательного тока (IН -);
Τ2 - продолжительность вне текущей паузы при переходе от IН+ к IН-;
Τ4 - продолжительность не текущей паузы во время перехода от IН- к IН+.
10 - код сигнала Zτ1, указанный в режиме + IН +;
11 - код сигнала Zτ1 и и Zτ2, которые указывают в IН = 0;
01 - код сигнала Zτ3 режим настройки IН-.
В то же время продолжительность интервалов τ1 ÷ τ4 возможны два варианта:
а) зависят друг от друга;
б) независимы друг от друга.
В первом варианте модулятор имеет один генератор напряжения пильного зуба и два генератора опорных напряжений (Uτ1, Uτ2) с соответствующими пороговыми устройствами. Продолжительность сигналов Zτ1 определяется значениями опорного напряжения Uτ1. Аналитически это можно выразить следующим образом:
Во втором случае модулятор имеет четыре независимых канала, каждый из которых содержит генераторы пило и опорных напряжений с пороговым устройством.
3. Заключение
Таким образом, рассматриваемые основные функции системы управления CPC могут быть использованы на практике. Конструкция преобразователей клапанов с естественной токовой характеристикой для наиболее энергоемких потребителей, что позволяет улучшить качество электроэнергии и снизить негативное влияние нелинейной нагрузки на электрическую сеть.
Список использованной литературы
1. B. Lukutin, Y. Sarsikeyev, M. Surkov, D. Lyapunov, Proceedings of 14th
International Conference on Environment and Electrical Engineering, EEEIC,
6835913(2014)
2. A. Petrusev, V. Rulevskiy, Ye. Sarsikeyev, D. Lyapunov, Proceedings of 2nd
International Conference on Industrial Engineering, Applications and
Manufacturing, ICIEAM, 7911461 (2016)
3. N. V. Chicherina, V. Kazakov, O. Yu. Korneva, E. A. Titenko, The European Proceedings of Social & Behavioural Sciences (EpSBS) 19, 349 (2017)
doi:10.15405/epsbs.2017.01.47
4. S.G. Obukhov, Ye.Zh. Sarsikeyev, I.I. Sholokhova, Proceedings of 2nd
International Conference on Industrial Engineering, Applications and
Manufacturing, ICIEAM, 7911454 (2016)
5. K. Suker Power Electronics. Developer's Guide (Moscow, 2007).
6. N. V. Chicherina, V. A. Tolkacheva, European Proceedings of Social & Behavioural
Sciences (EpSBS) 19, 683 (2017) doi:10.15405/epsbs.2017.01.90