Способ управления тиристорным преобразователем частоты

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, пииаю1Щ1мся от переменного напряжения, полученного как результат биений двух близклх частот, состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие тиристоры преобразователя, отличающийс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности преобразователя, ввделяют несущую частоту питающего напряжения, сдвигают фазу сигналов управления относительно фазы несущей частоты в сторону опережения на угол, равный сумме углов коммутации и восстановления запирающих свойств тиристоров. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

И

РЕСГ1УЬЛИН

09) (И) з р) Н 02 P 13/30

Г0 УДАР(:ТВЕНН 1й tmWTET @С

ПО flAM ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOhlY СВИДЕТЕЛЬСТВУ ° (21) 3582794/24-07 (22) 25.04.83 (46) 23.07.84. Бюл. У 27 (72) А.М.Галиновский, Е.М.Дубчак и В.В.Працюк (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт им-50-летия Великой

Октябрьской социалистической революции (53) 621.314.27(088.8) (56) 1. Жмерев Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредственной связью. М., "Энергия", 197?, с. 210.

2. Авторское свидетельство СССР

У 604122, кл. Н 02 Р 13/30, 1978. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, питающимся от переменного напряжения, полученного как результат биений двух близких частот, состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие тиристоры преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения надежности преобразователя, выделяют несущую частоту питающего напряжения, сдвигают фазу сигналов управления относительно фазы несущей частоты в сторону опережения на угол, равный сумме углов коммутации и восстановления запиа рающих свойств тиристоров.

1!04639 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями частоты, работающими .по принципу преобразования биений напряжения.

Известен способ управления тиристорными преобразователями частоты,при котором частоту, фазу и форму напряжения управления формируют в соответствии с требуемой частотой выходного !0 сигнала, его гармоническим составом. режимом работы вентильных групп, сигналами от защитных устройств (! ). ,Недостатком этого способа является сложность формирования напряжения управления требуемой формы, возможность возникновения аварийных -режимов типа опрокидывания инвертора при малейшем сбое управления или резком изменении характера нагрузки, перерыв в управлении преобразователем при работе на нагрузку с противо-ЭДС.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления тиристорным преобразо-gS вателем частоты, питающимся от переменного напряжения, полученного как результат биений двух близких частот, состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжением З0 биений и подают их на соответствующие .тиристоры преобразователя 2 ).

Недостатками известного способа являются сложность системы управления, требующей контроль за фазой тока при переменном соэ Ы нагрузки, при наличии противо-ЭДС и низкая надежность.

Целью изобретения является упрощение и повышение надежности работы преобоазователя частоты.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления тиристорным преобразователем частоты,. питающимся от переменного напряжения, полученного как результат биений двух4 частот, состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие тиристоры преобразователя, выделяют несущую частоту питающего напряжения, сдвигают фазу сигналов управления относительно фазы несущей частоты в сторону опережения на угол, равной сумме углов коммутации и восстановления запирающих свойств тирис- H торов.

На фиг.1 показаны диаграммы, по" ясняющие работу устройства; на фиг.2силовая часть одной фазы многофаэного преобразователя частоты с системой управления, на фиг.3 — развернутая схема системы управления, на фиг.4 преобразователь частоты бесконтактной системы возбуждения асинхронного генератора с системой управления.

На фиг.1 обозначены: а — биения напряжений, б — напряжение несущей частоты, в — напряжение управления, синхронизированное с напряжением несущей частоты, r — сигналы управления, сдвинутые в сторону опережения напряжения несущей частоты, д — напряжение

0 < на выходе преобразователя частоты при совЫ =1, е — напряжение О „, алых и ток L на выходе преобразователя частоты при наличии противо-ЭДС в цепи нагрузки преобразователя.

Преобразователь частоты состоит из источника 1 биений напряжения и реверсивного выпрямителя 2. Нагрузка

3 преобразователя содержит активное сопротивление, индуктивность и противо-ЭДС. Система управления состоит из датчика 4 несущей частоты, фаэосдвигающего устройства 5 и распределителя

6 сигналов управления.

В качестве источника 1 биений напряжения можно использовать выходные обмотки асинхронных возбудителей-преобразователей. Силовыми вентилями реверсивного выпрямителя 2 могут быть встречно-параллельные тиристоры, а нагрузкой — обмотка возбуждения асинхронного генератора. В качестве датчика 4 несущей частоты может быть использовано балансный преобразователь частоты.

Фазосдвигающее устройство выполнено по схеме (фиг.3) и включает в себя генератор 7 пилообразного напряжения на транзисторе 8 и конденсаторе 9 и узел сравнения на операционном ycvлителе 10.

С помощью источника 11 задающего напряжения U можно изменять угол сдвига сигналов управления.

Распределитель 6 сигналов управления может быть выполнен по схеме (фиг.3) и состоять из вспомогательного усилителя (BY) 12, инвертора 13 и двух элементов 14 и 15.

Для системы возбуждения асинхронного генератора датчик 4 несущей частоты и фазосдвигающее устройство 5 могут быть объединены и выполнены в виде обращенного синхронного генератора с продольно-поперечным возбужде1104639

В выпрямительном режиме работы е- реверсивного выпрямителя 2 сдвиг сигналов управления в сторону опережения не оказывает никакого влияния нием на статоре, ротор которого жест ко связан с ротором асинхронного ген ратора (и возбудителей) (фиг.4) .

Несущая частота биений напряжения в этом случае определяется по формуле с — (1+n)(1-5) (3) где Р„- число пар полюсов возбудителя для двухполюсного асинхронного генератора, 5 — скольжение. Если числоIð пар полюсов возбудителя Р =1,.то Енс=

=2(1-S)=2f, т.е. несущая частота в два раза превышает частоту вращения ротора генератора. При условии выполнения синхронного генератора ДНЧ с числом пар полюсов Р н =2 частота на выходе генератора ДНЧ совпадает с несущей частотой биений напряжения. фазовый сдвиг сигналов управления осуществляется изменением величины 2р напряжения на одной из обмоток возбуждения синхронного генератора °

Из биений напряжения 0 < на выходе источника 1 биений с помощью датчика 25

4 несущей частоты выделяют несущую частоту U ö, с которой синхронизируют напряжение управления Ор

Фазу сигналов управления(О, 0„ j ь "п с помощью фазосдвигающего устройства

5 сдвигают s сторону опережения напряжения несущей частоты UHö на угол, постоянный во всех режимах работы преобразователя частоты. С помощью распределителя 6 сигналов управления производят селекцию сигналов управления по симисторам 16 и 17 реверсивного выпрямителя 2. При совпадении полярности напряжения несущей частоты

U н„ с полярностью сигналов управле- 4р ния 0, U подается сигнал уп 6 л равления на включение встречно-параллельных тиристоров (сим..сторов) !6 и 17 соответственно. на момент включения симистора подключаемой фазы, переключение произойдет, когда выровняются потенциалы точек А и Ь или Б и В соответственно. В инверторном режиме работы реверсивного выпрямителя 2 упреждение начала коммутации позволяет избежать аварии — опрокидывания инвертора. Величина угла упреждения должна превышать некоторый минимальный угол р зависящий от времени восстановления запирающих свойств вентиля о и угла коммутации )с

Предлагаемый способ управления позволяет осуществлять безаварийный режим работы преобразователя на нагрузку, содержащую противо-ЭДС. При этом резко упрощается система управления преобразователем, особенно в случае использования в качестве датчика несущей частоты и фазосдвигающего элемента синхронного генератора, вращающегося со скоростью вращения ротора асинхронного генератора. Боль-. шое значение имеет постоянство угла сдвига вае зависимости от режима работы реверсивного выпрямителя. Преобразователь автоматически отслеживает момент включения вентилей — при наличии сигналов управления на вентилях коммутация начнется только при равенстве потенциалов на анодах тиристоров коммутируемых фаз.

За счет этого повышается надежность работы преобразователя частоты, что особенно важно в случае использования предлагаемого способа управления в преобразователях частоты бесконтактной системы возбуждения мощных асинхронных турбогенераторов.

1104639

1104639

3 104639 фи.3

Фиа9

ВНИНПИ Заказ 53 39/42 Тиран 667 Подиисное

Филиал ППП "Патент", r, Унгород, ул.Проектная,4