Способ управления тиристорным преобразователем

 

Изобретение позволяет повысить надежность тиристорного преобразователя путем уменьшения времени восстановления его рабочего режима при отказе одной из систем управления за счет того, что в способе управления тиристорным преобразователем импульсы управления, сформированные более чем одной системой управления, подают на управляющие входы тиристорного преобразователя через замкнутые ключи до отказа из систем управления , а в случае применения микропроцессорных систем управления перед подачей импульса управления контролируют работоспособность зтих систем и размыкают ключ, соответствующий отказавшей системе управления 1 з п.ф-лы, 1 ил. С/

COIQ3 СОБ?Е ТСКИХ

СОЦИ ЛИСТИч Г." СКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s . Н 02 M 7/155. 7/537

ГОСУДАРСТВЕ)-:" .Ь",.1 КС. ."ИТБТ

Г10 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

СПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К. АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4729531/07 (22) 18.08.89 (46) 07.07.92,Бюл. N 25 (71) В сесоюзн ы и научно-исследовательский. проектно-конструкторский и. технологический институт силовых полупроводниковых устройств (72) А. И . Ч е и к у н о в, М . Ю . LU е х т м а н и И.Н.Смешная (53) 621.316.727 (088.8) (56) Ковалев Ф.И„Мосткова Т.П . Полупроводниковые выпрямители. — М,: Знергия, 1978, с. 178, Авторское свидетельство СССР

N 873354, кл. Н 02 М 7/04, 1979, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ.Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорных преобразователях, предназна знных для управления непрерывными технологическ1лми процессами или дл;; автоматизированного зле ктроп ри в ода

Известен способ управления тиристорным преобразователем, при котором с помощью системы управления формируют импульсы управления и пода от их непосредственно на управляющие входы тиристорного преобразователя.

Недостатком этого способа является низкая надежность, так как неработоспосаб ость любого .1з зrlеньес с.?ñiåì. праl3ления ведет к вы саду из строя 1 -и ристорного преобразовэто.ля в целом.

Наиболее близ?им техническим решением являются способ управления тири„„ Ы„„1746498 А 1 (57) Изобретение позволяет повысить надежность тиристорного преобразователя путем уменьшения времени восстановления его рабочего режима при отказе одной из систем управления за счет того, что в способе управления тиристорным преобразователем импульсы управления, сформированные более чем одной системой управления, подают на управля?ощие входы тиристорного преобразователя через замкнутые ключи до отказа из систем управления, а в случае применения микропроцессорных систем упра слечия перед подачей импульса управления контролируют работоспособность этих систем и размыкают ключ, соответствующий отказавшей системе управлен..я. 1 з.п.ф-лы, 1 ил, сторным преобразователем, при котором импульсы управления формируют с помощью трех систем управления (основной и двух резервных) и подают их на управляющие входы тиристорного преобразователя. причем рабочей системе управления соответствует замкнутое состояние ее ключа, а резервным — разомкнутое.

Недостатком известного способа является низкая надежность преобразователя из-за большого времени ввода резервной системы управления в работу при отказе рабочей системы управления, что приводит к увеличению времени восстановления рабочего режима тиоисторного преобразогателя, а следа-.,clicë,íî. нарушение непрерывного технологического процесса.

Цель изобретения — повышение надежности работы тиристарного преобразователя за счет уменьшения времени

1746498 восстановления его рабочего режима при отказе одной иэ систем управления.

Поставленная цель достигается за счет тогс, что я способе управления преобразователем с резервированием систем управления, заключающемся в том, что формируют импульсы управления тиристорами преобразователя в основной и резервных системах управления и подают на тиристоры преобразователя импульсы управления одной из систем управления, кон. тролируя при этом работоспособность данной системы управления, на тиристоры преобразователя подают импульсы управления, сформированные и остальными система управления. Способ может быть реализован как для цифроаналоговых, так и для микропроцессорных систем управления.

В микропроцессорных системах управления показатель надежности может быть улучшен за счет того, что перед формированием очередных импульсов управления проводят контроль работоспособности всех систем, например, методом повторного счета и, в случае обнаружения неисправности, отключают неисправную систему управления.

На чертеже представлено устройство, реализующее способ управления тиристорным преобразователем.

Устройство содержит две системы 1 и 2 управления, которые могут быть как в микропроцессорном исполнении, так и в цифроаналоговом. Выходы систем 1 и 2 управления через соответствующие им ключи 3 и 4 соединены с управляющими входами тиристорного преобразователя 5. Выход тиристорного преобразователя 5 соединен с входом датчика б выходного тока, выход которого подключен к вторым входам сумматоров 7 и 8, выходы сумматоров 7 и 8 соединены с входами систем 1 и 2 управления соответственно. На первые входы сумматоров 7 и 8 подан сигнал задания выходного тока тиристорного преобразователя.

В случае микропроцессорного исполнения систем 1 и 2 управления вводится дополнительная связь 9 управляющих выходов этих систем с управляющими входами соответствующих им ключей 3 и 4.

Устройство работает следующим образо(1.

Сигналы напряжения задания U>;» и напряжения обратной связи U«. с датчика . 6 выходного тока поступают на входы сул маторов 7 и 8, которые вырабатьlBBloT сигналы рассогласования (сигналы ошибки регулирования). Эти сигналы являются

15

20 сигнал рассогласования на своем входе так25 же к нулю. Однако компенсировать ошибку

55 входными сигналами цля регуляторов систем 1 и 2 управления, которые формируют импульсы управления, поступающие через замкнутые ключи 3 и 4 на управляющие входьI тиристорного преобразователя 5. Причем импульсы управления, форл1ируемые системами 1 и 2 управления. могут поступать на управляющие входы тиристорного . преобразователя 5 как одновременно, так и неодновременно, В случае ПИ-регуляторов, применяемых в системах 1 и 2 управления, углы управления, с которыми формируются импульсы управления, будут разными. Выходной ток тиристорного преобразователя 5 определяется той системой управления, чьи импульсы управления форл1ируются углом управления. Сигнал рассогласования на входе этой системы управления — главной, например, системы 1 управления, стремится к нулю. Система 2 управления, в рассматриваемом случае она является резервной, формируя импульсы управления чуть с большим углом управления, старается свести регулирования резервной системе управления не удается из-за неизменного сигнала обратной связи с датчика б выходного тока, который стабилизируется главной системой

1 управления. Поэтому ПИ-регулятор резервной системы 2 управления, интегрируя ошибку, заставит эту систему формировать. импульсы управления с максимальным углом управления.

Рассмотрим случаи отказа систем 1 или

2 управления, при которых прекращается формирование импульсов управления или происходит из формирование с максимальным углом управления.

При отказе резервной системы 2 управления никаких изменений выходного тока тиристорного преобразователя 5 не происходит.

При отказе основной системы 1 управления выходной ток тиристорного преобразователя 5 уменьшается, сигнал обратной связи с датчика б выходного тока на входе сумматора (узла суммирования) 8 снижается, сигнал рассогласования на входе резервной системы 2 управления меняет знак на противоположный и регулятор системы 2. управления заставляет эту систему сформировать импульсы управления с углом управления, соответствуюшим заданному выходному току тиристорного преобразователя 5.

В случае П-регуляторов. используемых в системах 1 или 2 управления, отказ одной из систем управления практически не ведет. к каким-либо изменениями выходного тока

1746498 тиристорного пг>еобразовэтеля 5. так как обе системы 1 и 2 управления в исправном состоянии формируют импульсы управления с близким друг другу углами управления, 5

Часть отказов систем 1 и 2 управления может сопрово>. :даться формированием им пульсов управления отказавшей системой в выпрямительной зоне углов управления. В этом случае применение резервирования 10 неэффективно. Однако, учитывая, что.такие отказы случаются гораздо реже отказов, описанных ранее, надежность устройства, реализующих предлагаемый способ управления, повышается. 15

Применение микропроцессорных систем 1 и 2 управления позволяет проводить самоконтроль систем 1 и 2 управления ..перед подачей импульсов управления на управляющие входы тиристорного преобразо- 20 вателя 5 и осуществлять запрет подачи импульсов управления, размыкая ключи 3 и

4, в случае обнаружения неисправности. Самоконтроль может проводится различными .методами, например подачей тестовых сиг- 25 налов или методом повторного счета. Таким образом обеспечивается эффективность резервирования и в случае отказов. сопровождающихся сдвигом импульсов управления в выпрямительную зону. 30

Технико-экономические преимущества предлагаемого способа по сравнению с известным состоят в уменьшении времени восстановления рабочего режима тиристорного преобразователя при вводе резервной 35 системы управления в работу, а также при применении микропроцессорных систем управления — в повышении надежности управления тиристорными преобразова-. телями за счет введения контроля работо- 40 способности систем управления перед подачей формируемых ими импульсов управления на управляющие входы тиристорного преобразователя и размыкания ключа, соответствующего отказавшей системе управления. Благодаря указанному уменьшению времени становится эффективным применение резервирования сист".-; управления тиристорных преобразователей с высокими требованиями к динамике, например, преобразователей для дуговых нагрузок. Если при отказах систем управления таких преобразователей не осуществлять быстрый переводуправления на резервную систему, то это приводит к обрыву дуги, нарушению технологии и браку. Так, при обрыве дуги в преобразователях для питания вакуумно-дуговых печей. с. помощью которых переплавляются дорогостоящие слитки металла, потери от брака превышают стоимость самого преобразователя.

Формула изобретения

1. Способ управления тиристорным преобразователем с резервированием систем управления, заключающийся в том, что формируют импульсы управления тиристорами преобразователя в основной и резервных системах управления, подают на тиристоры преобразователя импульсы управления одной из систем управления, при этом контролируют работоспособность данной системы управления, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности, подают на тиристоры преобразователя импульсы управления, сформированные и остальными системами управления.

2. Способ по и. 1, отл ич а ю щи йс я тем, что контролируют работоспособность всех систем управления перед формированием очередных импульсов управления и в случае обнаружения неисправности отклю-. чают неисправную систему управления.