Наладка реверсивных тиристорных преобразователей

с совместным управлением.

При совместном управлении импульсы подаются на обе вентильные группы одновременно; При этом одна из них работает в выпрямительном, а другая - в инверторном режиме. Вследствие разности мгновенных значений выпрямленных ЭДС возникает уравнительный ток в направлении проводимости тиристоров. Этот ток протекает только через вентильные группы, минуя нагрузку. Вентильная группа, работающая в инверторном режиме, является как бы источником противоп. – ЭДС, ограничивающей уравнительный ток. В перекрестной схеме имеется один контур уравнительного тока, что выгодно отличает эту схему от встречно – параллельной, имеющей два таких контура. Сопротивление уравнительного контура очень незначительно, поэтому без принятие специальных мер уравнительный ток может достичь недопустимых значений. Ограничивают уравнительный ток включением в уравнительный контур индуктивностей – уравнительных дросселей (реакторов).

Уравнительные реакторы ограничивают ток только в прерывистом или гранично-непрерывном режиме. Характер уравнительного тока зависит как от значений, так и от соотношения ЭДС выпрямителя Ев и инвертора Еи т.е. от значения и соотношения углов регулирования вентильных групп; последнее определяет согласование характеристик вентильных групп.

При постоянстве соотношения углов регулирования угол проводимости

уравнительного тока имеет максимальное значение; в перекрестной схеме, когда один из углов регулирования вентильных групп равен 90 градусов, во встречно-параллельной схеме, когда один из углов регулирования равен 60 градусов.

По мере отклонения углов регулирования от указанных значений угол проводимости уравнительного тока уменьшается, т.е. ток становится более прерывистым. Для указанных максимальных значений уравнительный ток может иметь прерывистый, граничный непрерывный характер в зависимости от

согласования характеристик вентильных групп.

Непрерывному уравнительному току соответствует:

Ев > Еи или ав + ан = 2ао < 180 гр. (ао < 90 гр.), где ао, ан углы регулирования групп «вперед» и «назад» соответственно. Непрерывный ток практически не ограничивается индуктивностью уравнительного контура, поэтому любой дрейф характеристик СИФУ приводит к резкому нарастанию уравнительного тока вплоть до аварийного. Работа в режиме непрерывного уравнительного тока может быть обеспеченна только с помощью регуляторов уравнительного тока.

Прерывистому уравнительному току соответствует:

Ев < Еи или ав + ан = 2ао > 180гр. (ао > 90гр.)

Ud

3

2 1 3

1 2

Id

Внешние характеристики реверсивного преобразователя с совместным управлением при различных значениях угла о. 1 – а о = 90 гр.; 2 – 90 гр. < о < 120гр.; 3 – о = 120гр.

Значение уравнительного тока зависит от индуктивности уравнительного контура, а также степени превышения углом о значения 90 градусов.

При о = 120 градусов. уравнительный ток имеет максимальное значение.

Граничному уравнительному току соответствует:

Ев = Еи или ав + ан = 2ао = 180гр. (при ао = 90гр.)

Соотношение углов регулирования вентильных групп, обеспечивающий тот или иной характер уравнительного тока, должно сохраняться во всем диапазоне изменения углов регулирования. Для этого необходимо учитывать вынужденное ограничение напряжения в инверторном режиме и ограничивать напряжение в выпрямительном режиме в зависимости от угла вmin, аmin > вmin.

Уравнительный ток имеет максимальное значение, при токе нагрузки равном нулю; по мере увеличения тока нагрузки уравнительный ток уменьшается.

Согласование характеристик вентильных групп определяет вид внешних характеристик реверсивного преобразователя с совместным управлением. При ао = 90гр. характеристика линейна (кривая 1); по мере увеличения ао

характеристика становится нелинейной (кривая 2); нелинейность проявляется наибольшей степени при ао = 120 рг. (кривая 3).

Линейность внешних характеристик реверсивного преобразователя и уравнительный ток связаны общим условием – согласование характеристик вентильных групп.

При ао = 90гр. согласование называется линейным, а уравнительный ток имеет максимальное значение, которое может быть ограничено уравнительным реактором. Однако практически указанный режим реализовать не удается, так как незначительные отклонения углов регулирования, вызванные асимметрией управляющих импульсов или дрейфом характеристик СИФУ и нарушающие заданное соотношения углов, могут вызвать появление непрерывного уравнительного тока.

При ао > 90гр. внешние характеристики становятся нелинейными, а уравнительный ток уменьшается. Такой способ получил название нелинейного согласования.

В реверсивных преобразователях с совместным управлением дополнитель-но применяется защита от аварийных токов в уравнительном контуре. При соотношении углов вентильных групп ав +ан < 180гр. (ао < 90гр.) уравнительный ток становится непрерывным и ограничительные дроссели уже не могут его ограничивать; это приводит к быстрому нарастанию уравнительного тока до аварийного. При возникновении аварийного тока в уравнительном контуре осуществляется отключение быстродействующего автоматического выключателя от сигнала чувствительного элемента – реле РДШ или герконного реле. Так как через автоматический выключатель протекает так же ток нагрузки каждой вентильной группы, то настройка защиты уравнительного контура осуществляется одновременно с настройкой защиты от максимального тока в цепи нагрузки.

При наладке реверсивного преобразователя с совместным управлением выполняются следующие операции:

а) Производится наладка каждой вентильной группы по методике, изложенной в пункте 2.2. Особое внимание обращается на идентичность фазовых характеристик вентильных групп, которая предполагает равенство начальных и предельных углов регулирования, а также коэффициентов усиления по напряжению каждой из вентильных групп; кроме того, производится проверка и тщательная настройка симметрии управляющих импульсов;

б) Производятся выбор и установка начального угла ао вентильных групп.

При выборе ао в первую очередь учитывают требования, предъявляемые к динамике электропривода. В настоящее время реверсивные преобразователи с совместным управлением применяют, как правило, только в электроприводах с высокими требованиями к динамике. Для обеспечения этих требований следует добиться линейности внешних характеристик, чему соответствует угол ао = 90 градусов.

Однако как показано выше реализовать это практически не возможно, поэтому при выборе ао принимается компромиссное решение, обеспечивающее нелинейность характеристик в такой минимальной степени, какую допускают процессы в уравнительном контуре. При наладке выбор оптимального значения ао производится в следующем порядке. Предварительно в обеих СИФУ устанавливают угол ао = 120 градусов и отключается нагрузка преобразователя, замкнутым остается только контур уравнительного тока.

Подается анодное напряжение и с помощью осциллографа контролируется значение и форма напряжения на одном из уравнительных реакторов (осциллограф подключают через разделительный трансформатор). Дальнейший ход операций зависит от силовой схемы преобразователя.

В перекрестной схеме входы СИФУ отключаются от внешнего источника сигнала. Напряжение на уравнительном реакторе должно быть равно нулю. Постепенно уменьшается начальной угол в обеих группах. Контроль начального угла производится по показаниям предварительно отградуированных стрелочных приборов, установленных в СИФУ.

= 60гр. Uу

= 50гр.

Wt

Форма напряжений на уравнительном реакторе.

Особое внимание обращается на равенство «пиков» напряжения и углов проводимости уравнительного тока, которые свидетельствует о наличии асимметрии управляющих импульсов. Если различие углов y превышает 3 градуса, следует проверить асимметрию и подстроить опорные напряжения в СИФУ каждой вентильной группы. После этого уменьшением начального угла (при соблюдении их равенства) устанавливается угол проводимости уравнительного тока 50 градусов; При подачи сигнала управления на вход преобразователя и плавном регулировании этого сигнала контролируется уравнительное напряжение, которое должно уменьшится по мере увеличении входного сигнала. Не допускается появления граничного уравнительного тока, о чем свидетельствует отсутствие интервалов нулевого значения напряжения. Правильность выбора угла о проверяется при работе реверсивного преобразователя в составе автоматической системы регулирования при работе электропривода на холостом ходу в пуско-тормозных режимах. Проверка заключается в контроле уравнительного тока во всем диапазоне изменения напряжения.

Если при плавном изменения сигнала задания или установившемся режиме уравнительный ток существенно не возрастает, то установку угла ао следует считать допустимой с точки зрения процессов в уравнительном контуре. В противном случае причиной увеличения уравнительного тока является дрейф характеристик СИФУ или асимметрия управляющих импульсов, что свидетельствует о необходимости увеличения угла ао.

Всплески динамического уравнительного тока не могут быть уменьшены увеличением угла а, так как определяется значением,da/dt которое зависит от быстродействия системы регулирования.

Окончательная настройка угла а производится после оценки динамических показателей электропривода в технологическом режиме работы.

Во встречно- параллельной схеме настройка начального угла в целом аналогична рассмотренной выше с той лишь разницей, что контроль уравнительного напряжения производится при угле одной из групп, соответствующим максимальному уравнительному току и равном . Для этого на вход СИФУ подается сигнал внешнего источника. Точная настройка на максимум уравнительного напряжения производиться визуально;

в) производиться выбор и установка предельных углов регулирования

и .

Угол обеспечивает надежную работу преобразователя, исключающую возможность «опрокидывания» инвертора, а также максимальное напряже- -ние преобразователя в инверторном режиме. Оптимальное значение зависит от тока нагрузки. Рекомендуется значение определять как

,

где - относительное снижение напряжения сети, %; - номинальное напряжение полной мощности преобразовательного трансформатора на первичной стороне, кВ А; Sк-мощность к.з. сети в месте подключения преобразователей, кВ А.

Значение для тиристоров общего применения принимается 1.5 – 2.5 градусов; значение зависит от качества настройки и дрейфа характеристик элементов СИФУ и практически принимается равным 3 – 4 градуса. Относительное снижение напряжения сети допускается в пределах 15%, однако, при расчете эту величину следует, принимают равной 20-25% с целью коммуникационных искажений напряжения сети. Значение тока принимается равным максимальному рабочему току нагрузки.

Угол выбирается по выражению, , которое не допускает превышения уравнительным током принятого значения в крайних точках диапазона регулирования выпрямленного напряжения.

Дата добавления: 2015-08-05