способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети
Классы МПК: | G05F1/70 регулирующие коэффициент мощности; регулирующие реактивный ток или мощность G05F1/46 в которых величиной, регулируемой оконечным управляющим устройством, является постоянный ток H02J3/18 устройства для регулирования, устранения или компенсации реактивной мощности в сетях |
Автор(ы): | Кристиан Эндрикат (DE), Франк Унгер-Вебер (DE), Фолькер Штрениш (DE) |
Патентообладатель(и): | АББ Даймлер-Бенц Транспортацион (Дойчланд) ГмбХ (DE) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1995-09-14 публикация патента:
20.02.2000 |
Изобретение относится к способу регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, который со стороны выхода питает через промежуточный контур постоянного напряжения и импульсный инвертор электроприводы трехфазного тока и со стороны входа подключен к сети переменного напряжения предпочтительно через многообмоточный трансформатор с вторичными обмотками для четырехквадрантного установочного органа и дополнительных потребителей, например для преобразователей вспомогательных служб, и набор фильтров помех для применения, в частности, на питаемых от контактной сети электровозах трехфазного тока. Для способа, с помощью которого без существенных затрат можно компенсировать часто значительный, создаваемый на стороне сети преобразователями вспомогательных служб реактивный ток, в особенности при частичной нагрузке на тяговые преобразователи, согласно изобретению предлагается то, что дополнительно к регулированию активной составляющей тока производится регулирование постоянного значения реактивной составляющей тока, отдаваемого четырехквадрантным установочным органом в сеть переменного тока, при этом наряду с токами в приводе, соответственно, в четырехквадрантном установочном органе суммарно оцениваются токи в наборе фильтров помех и, при необходимости, токи в преобразователях вспомогательных служб и используются для регулирования реактивного тока. Технический результат - упрощение. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Рисунок 1, Рисунок 2
Формула изобретения
1. Способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, преобразующего трансформированное напряжение конкретной сети в регулируемое постоянное напряжение, работающего от контактной сети трехфазного электровоза и регулирующего активную составляющую тока, который, с одной стороны, питает через промежуточный контур постоянного напряжения и импульсный инвертор электроприводы трехфазного тока, а с другой стороны, через многообмоточный трансформатор, вторичный обмотки которого предусмотрены для четырехквадрантного установочного органа и преобразователей вспомогательных служб, и набор фильтров помех подключен к сети переменного напряжения, отличающийся тем, что производится регулирование постоянного значения реактивной составляющей тока, отдаваемого всей структурой, состоящей из четырехквадрантного установочного органа, преобразователей вспомогательных служб и набора фильтров помех, при этом с помощью измерения тока контактной сети непосредственно на токоприемнике учитываются также составляющие реактивного тока в наборе фильтров помех и преобразователей вспомогательных служб, а их влияние на реактивный ток первой гармоники так регулируется посредством четырехквадрантного установочного органа, что суммарно устанавливается желаемое фазовое положение первой гармоники контактной сети. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при регулировании на постоянное фазовое положение между первыми гармониками тока и напряжением контактной сети накладывается управляемое заданное значение опорных величин реактивного тока. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что к управляемому регулятором напряжения промежуточного контура регулятору тока внутри обычной структуры регулировочного контура для установочного напряжения четырехквадрантного установочного органа, состоящего из синхронизируемого сетью регулятора тока, импульсного модулятора и четырехквадрантного установочного органа, добавляется регулятор реактивного тока, который управляет регулятором тока посредством аддитивной реактивной составляющей тока, образующейся в результате сравнения измеренной, соответственно, определенной реактивной составляющей тока, тока контактной сети в анализаторе, и заданным опорным значением реактивного тока.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к способу регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, работающего от контактной сети трехфазного электровоза, который, с одной стороны, питает через промежуточный контур постоянного напряжения (5) и импульсный инвертор (6) электроприводы трехфазного тока и, с другой стороны, через многообмоточный трансформатор (2), вторичные обмотки (8, 9) которого предусмотрены для четырехквадрантного установочного органа (1) и преобразователей вспомогательных служб (10), и набор фильтров помех (3) подключен к сети переменного напряжения. Способы этого типа применяются, например, в системах привода электровозов трехфазного тока. На фиг. 2 показана принципиальная схема, которая широко применяется в различных вариантах. На схеме четырехквадрантный установочный орган 1 соединен с помощью многообмоточного трансформатора 2 и через набор фильтров помех 3 с контактной сетью 4 (контактным проводом) переменного напряжения с, например, 15 кВ и 16 2/3 Гц. Четырехквадрантный установочный орган 1 выполняет роль импульсного преобразователя тока, который преобразует трансформированное напряжение контактной сети uN в регулируемое постоянное напряжение ud и питает промежуточный контур постоянного напряжения 5. К промежуточному контуру постоянного напряжения 5 подключены импульсные инверторы 6, через которые питаются не изображенные здесь асинхронные тяговые электродвигатели. Многообмоточный трансформатор 2 имеет наряду с подключенной к напряжению контактной сети uf первичной обмоткой 7 и питающей четырехквадрантный установочный орган 1 вторичной обмоткой 8 еще одну вторичную обмотку 9 для подключенных преобразователей 10 дополнительных служб. Позицией 11 обозначен токоприемник. Необходимо здесь отметить, что изображенная структура является упрощенной схемой. Изображенные элементы, как например, четырехквадрантный установочный орган 1, импульсный инвертор 6 и преобразователи 10 вспомогательных служб могут применяться в многократном числе. Применение четырехквадрантного установочного органа 1 в качестве преобразователя тока сети становится возможным благодаря его способности обратной связи и что за счет этого можно получать токи с любым фазовым углом по отношению к напряжению контактного провода. Известно, что с помощью четырехквадрантного установочного органа 1 можно получать ток, например, в фазе с напряжением сети (или со сдвигом на 180o к нему при обратной связи). В этом случае с помощью регулирования обеспечивается то, что преобразователь тока сети электровоза забирает из сети только активную мощность, соответственно, отдает в сеть только активную мощность (cos![способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, патент № 2145726](/images/patents/326/2145004/981.gif)
![способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, патент № 2145726](/images/patents/326/2145004/981.gif)
![способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, патент № 2145726](/images/patents/326/2145004/981.gif)
![способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, патент № 2145726](/images/patents/326/2145004/981.gif)
![способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, патент № 2145726](/images/patents/326/2145004/981.gif)
на фиг. 1 - новую структуру контура регулирования;
на фиг. 2 - известную структуру системы привода (уже описанную). Фиг. 1 показывает новую структуру контура регулирования. Прежде всего можно видеть обычные функциональные блоки регулирования тока четырехквадрантного установочного органа 1 с промежуточным контуром 5. При этом регулировании тока регулятор тока 12 (например, пропорциональный регулятор) управляется выходным параметром wai (заданное значение активного тока) регулятора 13 промежуточного контура (например, пропорционально-интегрального регулятора) и обеспечивает через импульсный модулятор 14 (для создания эталонных импульсов) изменение установочного напряжения ust на входе четырехквадрантного установочного органа 1. Регулирование тока обеспечивает при этом то, что необходимый ток с любым фазовым положением по отношению к напряжению контактной сети действительно протекает в четырехквадрантном установочном органе 1. Выходной параметр регулятора тока 12 представляет собой напряжение wust, подлежащее созданию четырехквадрантным установочным органом 1 во вторичной обмотке 8 трансформатора. Главный регулятор напряжения 13 промежуточного контура обеспечивает через регулятор тока 12 регулирование постоянного напряжения промежуточного контура, фактическое значение которого xud постоянно сравнивается с опорным значением wud, и разница подается на регулятор напряжения 13. Это главное регулирование обеспечивает постоянство напряжения промежуточного контура ud и создает в результате опорное значение активной составляющей wai тока (т.е. составляющей, находящейся в фазе с напряжением сети). Ступень 15 синхронизации с сетью поставляет на основе измеряемых величин xuf напряжения сети uf оценочные величины текущих значений фазового угла
![способ регулирования четырехквадрантного установочного органа, выполняющего роль преобразователя тока сети, патент № 2145726](/images/patents/326/2145004/981.gif)
Класс G05F1/70 регулирующие коэффициент мощности; регулирующие реактивный ток или мощность
Класс G05F1/46 в которых величиной, регулируемой оконечным управляющим устройством, является постоянный ток
Класс H02J3/18 устройства для регулирования, устранения или компенсации реактивной мощности в сетях