Устройство для управления вентильным непосредственным преобразователем частоты

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, предназначенным для питания асинхронного двигателя, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к первому входу регулятора напряжения, причем выход последнего подсоединен к входу системы импульсно-фазового управления вентилями преобразователя, и датчик выходного напряжения преобразователя, выход которого связан с вторым входом регулятора напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулирования напряжения при прерывистых токах и наличии ЭДС вращения в фазе асинхронного двигателя, оно снабжено датчиком тока нагрузки преобразователя, блоком контроля нуля тока и ключевым элементом, причем к выходу датчика тока подключен вход блока контроля нуля тока, выход которого подключен к управляюi щему входу ключевого элемента, а коммутируквдая цепь ключевого эле (Л мента включена между выходом датчика выходного напряжения преобразоС вателя и суммирующим входом регулятора напряжения. Ч С СП м

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(51) Н 02 P 13/3 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3360031/24-07 (22) 04. 12. 81 (46) 07.03.84. Бюл. Р 9 (72) В.И.Ключев, И.Ш.Кадыров, В.Н.Остриров и М.П.Гаврилов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9220342, 220342, кл. HP 13/30, 1967.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 682988, кл. Н 02 P 13/30, 1974. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЬНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, предназначенным для питания асинхронного двигателя, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к первому входу регулятора напряжения, причем выход последнего подсоединен к входу систе„„SU„„A мы импульсно-фазового управления вентилями преобразователя, и датчик выходного напряжения преобразователя, выход которогО связан с вторым входом регулятора напряжения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности регулирования напряжения При прерывистых токах и наличии ЭДС вращения в фазе асинхронного двигателя, оно снабжено датчиком тока нагрузки преобразователя, блоком контроля нуля тока и ключевым элементом, причем к выходу датчика тока подключен вход блока контроля нуля тока, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, а

И коммутирукщая цепь ключевого элемента включена между выходом датчика выходного напряжения преобразователя и суммирующим входом регуля- ( тора напряжения.

1078579

Изобретение относится к -электротехнике и может быть использовано для управления вентильными непосредственными преобразователями частоты, предназначенными для питания асинхронных двигателей..

Известно устройство для управления преобразователем, содержащее задающий генератор, систему импульсно-фазового управления (СИФУ) и датчик напряжения, причем генератор и датчик напряжения подключены к входу СИФУ. Фаза импульсов, вырабатываемых СИФУ, зависит от соотношения выходного напряжения и напряжения задающего генератора tlj .

Недостаток известного устройства заключается в ненадежности работы при наличии нагрузки с ЭДС вращения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления вентильным непосредственным преобразователем .частоты, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к первому входу регулятора напряжения, причем выход регулятора подсоединен к входу системы импульсно-фазового управления вентилями преобразователя, и датчик выходного напряжения преобразователя, выход которого связан с вторым входом регулятора напряжения (2) .

Недостатком данного устройства является ненадежная работа в режиме прерывистых токов в фазе асинхронного двигателя.

В моменты отсутствия тока тиристорный преобразователь заперт, а в сигнале обратной связи по напряжению, получаемом с датчика напряжения, присутствует только ЭДС вращения двигателя. С регулятора напряжения на вход системы импульснофазового управления преобразователем поступает при этом ложная информация. Вследствие этого трехфазная нулевая схема реверсивного тиристорного преобразователя, работающего на фазу асинхронного двигателя в составе непосредственного преобразователя частоты становится практически неработоспособной.

Цель изобретения — повышение точности и надежности регулирования напряжения при прерывистых токах и наличии ЭДС вращения в фаэ асинхронного двигателя.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено датчиком тока нагрузки преобразователя, блоком контроля нуля тока и ключевым элементом, причем к выходу датчика тока нагрузки подключен вход блока ,контроля нуля тока,выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, а коммутирующая

65 цепь ключевого элемента включена между выходом датчика выходного напряжения и преобразователя и суммирующим входом регулятора напряжения.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 принципиальная схема ключевого элемента и блок определения нуля тока; на фиг. 3 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит задающий генератор- 1, регулятор 2 напряжения, систему 3 импульсно-фазового управления, силовую часть 4 реверсивного тиристорного непосредственного преобразователя. К выходным зажимам силовой части реверсивного тиристорного преобразователя подключен датчик 5 напряжения, а также последовательно включенные фаза б статора асинхронного двигателя и датчик 7 тока нагрузки тиристорного преобразователя. Выход датчика тока подключен к входу блока 8 определения нуля тока, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 9. Коммутирующая цепь ключевого элемента включена между датчиком напряжения и суммирующим входом регулятора напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает эталонный сигнал регулируемой частоты и амплитуды, который сравнивается с сигналом обратной связи по напряжению преобразователя, поступающим через коммутирующую цепь ключевого элемента 9, управляемого от блока 8 определения нуля тока в фазе б статора асинхронного двигателя. Отклонение напряжения на выходных зажимах силовой части 4 реверсивного тиристорного преобразователя от эталонной величины выделяется на регуляторе 2 напряжения и функционально преобразуется в нем, например, интегрируется при астатическом управлении, а затем поступает на систему 3 импульсно-фазового управления, которая вырабатывает в соответствующие моменты времени импульсы включения тиристоров силовой частоты

4 и управляет напряжением на выходе преобразователя. Наличие бестоковых пауз фиксируется блоком 8 определения нуля тока, выполненным на двух компараторах (фиг. 2), что совпадает с интервалами напряжения (фиг. 3 в) на выходе блока 8, равного нулю.

Этот сигнал используется для управления коммутацией обратной связи по напряжению ключевым элементом 9 (фиг. 2), исполнительным органом которого является полевой транзистор.

1078579

Кривые силового тока (фиг. 3 a) и напряжения (фиг. 3 б) и сигнал (фиг. 3 в) на выходе блока определения нуля тока представляют собой осциллограммы, записанные на одной фазе системы ЙПЧ-АД, в которой НПЧ состоит из трех реверсивных трехпульсных тиристорных преобразователей с раздельными управлением группами вентилей, каждый из которых управляется с помощью предлагаемого устрой- !О ства.

Из осциллограмм видно, что в периоды прерывания тока статора на зажимах преобразователя выделяется

ЭДС вращения (на фиг. 3 б,дополнительно указана пунктирной линией).

Если в такие моменты времени обратную связь по напряжению не разрывать, то на регулятор напряжения попадает ложный сигнал о напряжении на выходе преобразоватетеля, что приведет к ошибке регулирования тем большей, чем больше длительность бестоковых пауз, которая заВисит от числа фаз сети, пульсности силовой схемы, способа управления тиристорным преобразователем и частоты эталонного сигнала. Предложенное устройство устраняет это явление.

Технико-экономический эффект от внедрении предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет даже в простейших схемах силовой части реверсивных преобразователей, входящих в непосредственный преобразователь частоты, и раздельном управлении группами вентилей обеспечить достаточную точность отработки эталонного сигнала, а также расширить диапазон регулирования частоты выходного напряжения и увеличить надежность работы непосредственного преобразователя частоты с целом.

1078579

Составитель В.Бунаков

Редактор Н„Безродная Техред A.Бабннец Корректор K.Ìàêàðåíêî

Заказ 981/50. Тираж бб7 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж- 35, Раушская наб., д.4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4