Способ управления автономным параллельным инвертором тока

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ИНВЕРТОРОМ ТОКА, содержащим трехфазный мостовой инвертор, трехфазный компенсатор реактивной мощности и последовательные реакторы в цепи переменного тока, заключающийся в том, что моменты формирования импульсов управления вентилями инвертора синхронизируют с выходным напряжением, а импульсов управления вентилей компенсатора реактивной мощности - с заданными моментами, формируют два узких импульса управления вентилями инвертора с интервалом 60° между ними за период, первый импульс соответствует моменту включения вентиля, а второй - моменту включения последующего включаемого вентиля, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, задают минимальный уровень линейного выходного напряжения, измеряют линейные выходные напряжения и сравнивают их с заданным минимальным уровнем , фиксируют возникновение двухфазного короткого замыкания при уменьшении одного из измеренных выходных линейных напряжений ниже заданного минимального уровня, определяют опережающую и отстающую поврежденные фазы, между которыми произошло короткое замыкание, запрещают формирование первого и второго им§ пульсов управления двух вентилей инвертора , подключенных к отстающей поврежсл денной фазе, запрещают формирование первого импульса управления двух вентилей инвертора, подключенных к опережающей поврежденной фазе, запрещают формирование второго импульса управления двух вентилей инвертора, подключенных к неповрежденной фазе, фиксируют исчезновение двухфазного короткого замыкания при превыщении линейным выходным напряжением заданного уровня, после чего снимают засо со прет на формирование импульсов управления .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 Н 02 М 7 521

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3527946/24-07 (22) 29.12.82 (46) 07.08.85. Бюл. № 29 (72) Ю. А. Видакас, 3. В. Грузенберг, А. Л. Писарев и Г. В. Шмелева (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (53) 621.314.27 (088.8) (56) Некоторые вопросы производства и применения средств силовой преобразовательной техники в народном хозяйстве. — Сборник. 1970, с. 31.

Шишеев А. В. Исследова ние режимов одиночной и параллельной работы автономных инверторов тока, устойчивых к короткому замыканию в нагрузке. М.: ВЭИ, 1979, с. 43. (54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ИНВЕРТОРОМ ТОКА, содержащим трехфазный мостовой инвертор, трехфазный компенсатор реактивной мощности и последовательные реакторы в цепи переменного тока, заключающийся в том, что моменты формирования импульсов управления вентилями инвертора синхронизируют с выходным напряжением, а импульсов управления вентилей компенсатора реактивной мощности — с заданными моментами, формируют два узких импульса управления вентилями инвертора с ин„„Я0„„1171937 А тервалом 60 между ними за период, первый импульс соответствует моменту включения вентиля, а второй — моменту включения последующего включаемого вентиля, от гичающийся тем, что, с целью повышения надежности, задают минимальный уровень линейного выходного напряжения, измеряют линейные выходные напряжения и сравни. вают их с заданным минимальным уровнем, фиксируют возникновение двухфазного короткого замыкания при уменьшении одного из измеренных выходных линейных напряжений ниже заданного минимального уровня, определяют опережающую и отстающую поврежденные фазы, между которыми произошло короткое замыкание, запрещают формирование первого и второго импульсов управления двух вентилей инвер- ® тора, подключенных к отстающей поврежденной фазе, запрещают формирование пер- Ц Я вого импульса управления двух вентилей инвертора, подключенных к опережающей поврежденной фазе, запрещают формирование второго импульса управления двух вентилей инвертора, подключенных к непо- в врежденной фазе, фиксируют исчезновение двухфазного короткого замыкания при превышении линейным выходным напряжением заданного уровня, после чего снимают запрет на формирование импульсов управле- Я,) ния. (, .) 1171937

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления автономными параллельными инверторами тока.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 приведена схема автономного параллельного инвертора тока с устройством для реализации способа; на фиг. 2— схема блока, фиксирующего внешнее двухфазное короткое замыкание, осуществляющего выбор каналов управления вентилей инвертора, подачу и снятие запрета; на фиг. 3 — структура каналов управления (КУ) вентилями инвертора на примере одного канала и логические связи между каналами управления и устройством, представленным на фиг. 2.

Устройство содержит вентили инвертора

1 — 6, сглаживающий реактор 7, коммутирующие конденсаторы 8 — 10, реакторы компенсатора 11 — 13, последовательные реакторы 14 — !6, блок 17 управления инвертора, регулятор 18 напряжения, блок 19 управления компенсатора, задающий генератор

20, блок 21, фиксирующий внешнее двухфазное короткое замыкание, осуществляющий выбор каналов управления вентилей инвертора, подачу и снятие запрета. Этот блок содержит датчики 22 — 24 напряжения, элементы И-НЕ 25 — 30. Канал управления инвертором состоит из блока 31 фазосмещения, формирователя 32 длительности импульса, элементов И-НЕ 33 и 34, усилителя 35 и блока 36, фиксирующего внешнее двухфазное короткое замыкание и осуществляющего выбор каналов управления вентилями инвертора, подачу и снятие запрета. Кроме того, силовая часть устройства содержит вентили компенсатора 37 — 42.

Приводим один из возможных вариантов выполнения узлов устройства управления, реализующего предлагаемый способ.

Блок 17 (фиг. 1) содержит шесть идентичных каналов управления, структура которых представлена на фиг. 3. На вход блока 31 подаются опорное синусоидальное напряжение U„„, пропорциональное напряжению на выходе инверторного моста на вентилях 1 — 6 и результирующее напряжение управления U, определяемое суммой напряжения, пропорционального выпрямленному трехфазному выходному напряжению инвертора,и пилообразного напряжения, пропорционального напряжению регулятора 18.

Формирование пилообразного напряжения производится с помощью напряжения синхронизации, отстающего от опорного напряжения канала управления на 60 эл. град.

Указанные напряжения подаются на вход нуль-органа. Импульс на выходе нуль-органа появляется в момент равенства напряжений U„v U

Формирователь 32 выполнен на основе

RC-цепи с заданной постоянной времени.

1О

С помощью элемента 33 обеспечивается подача сигнала на сдваивание U,+.I в канал управления предыдущего по включению вентиля инвертора и блокировка канала при двухфазном коротком замыкании, а с помощью элемента 34 — сдваивание импульса, выработанного в своем канале управления, и импульса U . от канала управления последующего вентиля, отстающегс от импульса своего канала на 60 эл.град.

Выходной усилитель 36 содержит усилительный транзисторный каскад и разделительный трансформатор.

Регулятор 18 содержит измерительный орган выходного напряжения, интегратор, на вход которого подается напряжение от измерительного органа, и согласующий усилитель. Интегратор и согласующий усилитель выполнены на операционных усилителях.

Формирование импульсов управления вентилями компенсатора производится шестью идентичными каналами управления, каждый из которых состоит из фазосмещающего устройства, формирователя длительности импульса и усилителя, выполненное аналогично соответствующим узлам блока управления инвертора. На вход фазосмещающего устройства подается напряжение смещения и напряжение регулятора фазы, которые сравниваются с пилообразным опорным напряжением, формирование которого производится с помощью напряжения задающего генератора частоты.

Задающий генератор частоты состоит из автогенератора колебаний напряжения прямоугольной формы, выполненного на операционном усилителе по схеме мультивибратора, и делителя частоты, выполненного на счетных триггерах.

В состав устройства, фиксирующего внешнее двухфазное короткое замыкание (фиг. 2), осуществляющего выбор каналов управления вентилей в зависимости от того, между какими фазами произошло короткое замыкание, на которые подает, а после отключения короткого замыкания снимает запрет, входят три датчика 22 — 24, на входы которых подаются соответственно линейные напряжения инвертора U.„,, U.,a, и U.

Каждый датчик включает в себя трансформатор, выпрямитель и пороговый элемент.

Выходные сигналы датчиков подаются на логический блок, состоящий из элементов

25 — 30 и вырабатывающий сигналы U <, Uwa.z, Usa, с помощью которых осуществляется блокировка импульсов управления инвертора.

Способ управления осуществляется следующим образом.

В рабочем режиме инве гора на входах всех датчиков 22 — 24 формируется сигнал логического «О», а на входах элементов

25 — 27 сигнал логической «1». При этом все выходные сигналы устройства

1171937

U ..2, 1) ".з принимают значение логической

«1». Они подаются в каналы блока управления инвертора. и разрешают прохождение импульсов, формируемых в каналах управления.

В режиме трехфазного короткого замыкания все напряжения на выходе инвертора становятся равными нулю. Сигналы на выходах датчиков принимают значение логической «1», на выходах элементов 25—

27 — логического «О», а на выходах эле- 10 ментов 28 — 30 сигналы сохраняют значение логической «1».

Аналогичные сигналы формируются на выходе блока при неработающем инверторе и, следовательно, не препятствуют нормальному пуску.

При двухфазном коротком замыкании, например, между фазами А и В напряжение уменьшается ниже заданного уровня в частном случае до 0- На выходе датчика

22 формируется логическая «1», а на выходе элемента 25 — логический «О». На выходах датчиков 23 и 24 сохраняется логический

«О», а на выходах элементов 26 и 27— логическая «1». В результате на элемент

28 проходит три логических «1», а сигнал 25 на его выходе U>« i превращается в логический «О». Два других сигнала 1 1з«.z u

Uw .з сохраняют значение логической «1».

Из фиг. 3 видно, что сигнал 1)- .i блокирует каналы управления вентилей 1, 3, 4, 6, подключенных к фазам, между которыми про- ЗО изошло короткое замыкание. При принятой системе сдваивания импульсов на вентили

3 и 6 импульсы управления не подаются, и они сохраняют запертое состояние в течение всего короткого замыкания. Импульсы от двух оставшихся в работе ка35 налов вентилей 2 и 5 подаются на вен тили 1,2è4,5.

В результате обеспечивается переход инвертора из трехфазного режима работы в однофазный. При этом в случае короткого замыкания между фазами А и В конденсатор 10 оказывается включенным последовательно с контуром короткого замыкания (фиг. 1), что повышает коммутационную устойчивость инвертора, ограничивая ток короткого замыкания.

Аналогично обеспечивается блокирование нужных каналов управления при коротком замыкании между другими фазами.

При срабатывании защитной аппаратуры короткозамкнутого потребителя он отключается от выхода инвертора, на зажимах которого восстанавливается трехфазное напряжение. В результате сигналы U- ., 11„.г и У- .з принимают значение логической «1», блокировка с каналов управления снимается и восстанавливается работа трехфазного параллельного инвертора.

Использование предлагаемого способа управления, заключающегося в переводе инвертора на время существования внешнего двухфазного короткого замыкания из режима параллельного трехфазного инвертора в режим параллельно-последовательного однофазного инвертора, управление которым производят одиночными импульсами, делает его устойчивым к внешним двухфазным коротким замыканиям. Это обстоятельство позволяет использовать указанный тип инвертора в качестве источника гарантированного питания для потребителей с разветвленными цепями, где возрастает вероятность возникновения двухфазных коротких замыканий.

1171937

Ьаа узапI 4нвс

Оаг 2

Уиа У

Составитель В. Миронов

Редактор Ан. Шандор Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Заказ 4912/48 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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