Способ управления трехфазным автономным инвертором напряжения с общим узлом коммутации

 

Изобретение относится к электротехнике и используется в системах управления вторичных источников электропитания. Цель изобретения - увеличение КПД и повышение надежности работы инвертора. Способ реализуется устройством, в котором измеряется напряжение источника питания 20, напряжение на коммутирующем конденсаторе (КК) 17, ток нагрузки на шунте 21, задается время восстановления . В блоке 25 вычисляется требуемое напряжение на КК I7 в соотL (Л с Ю ел to Од 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСЛУБЛИК

«50 4 Н 02 М 7/48

Ф г 1«ур «

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ д

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

:(21) 3767379/24-07 (22) 15.06.84 (46) 15.08.86. Бюл. ««- 30 (7I) Ленинградский ордена Трудового

Красного Знамени институт точной механики и оптики (72) С. Г. Герман-Галкин и Ж. И. Исакулов (53) 621.314.27(088.8) (56) Глазенко Т. А., Гончаренко Р. В.

Полупроводниковые преобразователи частоты в электроприводах; Л.: Энергия, 1969, с. 184.

Забродин Ю. С. Узлы принудительной конденсаторной коммутации тиристоров. М.: Энергия, 1974, с. 59.

Л0„„1251264 A i (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ

ABT0H0MHbIM ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ С

ОБЩИМ УЗЛОМ КОММУТАЦИИ (57) Изобретение относится к электротехнике и используется в системах управления вторичных источников электропитания. Цель изобретения— увеличение КПД и повьпление надежности работы инвертора. Способ реализуется устройством, в котором измеряется напряжение источника питания

20, напряжение на коммутирующем конденсаторе (КК) 17, ток нагрузки на шунте 21, задается время восстановле. ния. В блоке 25 вычисляется требуемое напряжение на КК 17 в соответствии с выражением

11С =((2-cos t /4LC)/2 cos t

Напряжение U сравнивается с измеренным напряжением на КК 17 и в функции их разности регулируется задержка на включение силовых тирис125l264 торов 1-6 по отношению к включению коммутирующих тиристоров 13, 14.

Регулирование напряжения на КК 17 осуществляется вследствие того,что узел коммутации содержит колебатель ный контур с односторонней проводимостью, При изменении задержки отпирания соответствующего тиристора изменяется энергия, потребляемая коммутирующим устройством от источника питания, 1 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении трехфазных тиристорных инверторов для систем электропривода переменного тока, вторичных источников питания и во многих других установках. гпе йо условиям работы ток нагруэкй и питающее напряжение не остаются постоянными, а изменяются в широких пре делах.

Целью изобретения является увеличение КПД и повьппение надежности работы инвертора, На чертеже изображена принципиаль ная схема трехфазного автономного инвертора напряжения с устройством управления, реализующим предлагаеьый способ.

Инвертор и устройство для реали- зации способа состоят, из шести сиI повых ТНрНсТороВ 1 Ь и обратных диодов 7-12, двух коммутирующих тиристоров 13,)4, включенных последовательно между анодной и катодной шиной питания инвертора, двух коммутирующих дросселей 15, 16, включенных в анодную и катодную шины питания инвертора, коммутирующего конденсатора 17, включенного между средней точкой конденсаторного фильт ра из конденсаторов 18, 19 и точкой соединения коммутирующих тиристоров, источника 20 питания автономного инвертора и шунта 21 для измерения тока нагрузки.

Управление автономным инвертором напряжения с общим узлом коммутации осуществляется от входящего в состав блока 22 управления блока 23 управления коммутирующими тиристорами, блока 24 управления силовыми тиристорами и блока 25 задержки.

Блок 25 задержки состоит из двух усилителей 26, 27, сумматора 28, интегратора 28, интегратора 29, генератора 30 пилообразного напряжения, компаратора 31 и распределителя 32 импульсов.

Способ управления реализуется тем, что измеряется напряжение источника

20 питания, напряжение на коммутирующем конденсаторе 17, ток нагрузки на шунте 21, задается время восстановления и в блоке 25 вычисляется требуемое напряжение на коммутирующем конденсаторе в соответствии с выражением

2-cos t / 1.С PL

Ц И к

2 cos и /

С -индуктивность и емкость коммутирующей цепи;

U - напряжение питания;

I„ — ток нагрузки.

Напряжение U сравнивается с измеренным напряжением на коммутирующем конденсаторе и в функции их разности регулируется задержка на включение силовых тиристоров по отношению к включению коммутирующих тиристоров, что приводит к изменению напряжения на коммутирующем конденсаторе таким образом, что разность вычисленного и истинного напряжений сводится к

1251264

Регулирование напряжения на комму25. тирующем конденсаторе осуществляется вследствие того, что узел коммутации содержит в своем составе колебательный контур с односторонней проводимостью, При изменении задержки отпирания соответствующего тиристора изменяется энергия, потребляемая коммутирующим устройством от источника питания, за счет этого увеличивается коэффициент полезного действия.и

35 повышается надежность работы инвертора. нулю, т.е. регулирование напряжения на коммутирующем конденсаторе осуществляется в замкнутой системе регулирования.

В этой системе требуемое значение напряжения на коммутирующем конденсаторе является входным сигналом, а истинное значение напряжения на коммутирующем конденсаторе — регулируемой величиной.

При низком напряжении питания и .больших токах нагрузки задержка импульса управления на соответствующий силовой тиристор автоматически устанавливается большой, что вызывает значительную раскачку напряжения на коммутирующем конденсаторе.

При высоком напряжении питания время задержки мало, и напряжение на коммутирующем конденсаторе ограничивается на уровне 1,5 U.

Сравнение рассчитанного напряжения на коммутирующем конденсаторе и истинного значения этого напряжения происходит в блоке 25. Сравнение осуществляется сумматором 28. Разность этих напряжений с выхода сумматора 28 подается на интегратор 29, а с его выхода — на схему формирования временной задержки, которая содержит компаратор 31 и генератор 30 пилообразного напряжения и воздействует на истинное значение напряжения на коммутирующем конденсаторе таким образом, чтобы эту разность свести к нулю.

Рассмотрим работу схемы в момент переключения силового тиристора 1 на силовой тиристор 4. При отпирании коммутирующего тиристора 13 напряжение на коммутирующем конденсаторе .17 плюс на левой по схеме обкладке, за вычитом напряжения U/2, прикладывается к силовым тиристорам 1,3 и практически мгновенно запирает их.

Конденсаторы 18 и 19 являются делителями напряжения на два, поэтому коммутирующий конденсатор 17 переэаряжается через конденсатор 19, дроссель 15 и тиристор 13. Через четверть периода собственных колебаний напряжение на обмотке коммутирующего дросселя 15 изменит знак.

Если теперь отпирать силовой тиристор 3, то коммутирующий тиристор

13 мгновенно запирается, напряжение на коммутирующем конденсаторе зафик5

t5

5S сируется на том уровне, KoTopblft был достигнут в момент отпирания силово-, го тиристора 3. Энергия коммутирующего дросселя 15 рассеется в контуре коммутирующего дросселя 15, силового тиристора 3 и обратного диода 9.

Изменяя временную задержку отпирающего импульса управления силового тиристора 3 относительно момента подачи отпирающего импульса на коммутирующий тиристор 13, можно в широких пределах регулировать напряжение на коммутирующем конденсаторе 17.

На последующих интервалах осуществляется временная задержка отпирания силового тиристора, через который протекает полный ток нагрузки, Так на интервале, где включены силовые тиристоры 1, 2 и 3 — это силовой тиристор 2, на интервале, где включены силовые тиристоры 2, 3 и 4 силовой тиристор 3 и т.д.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным автономным инвертором напряжения с общим узлом коммутации на тиристорах и конденсаторе, заключающийся в том, что отпирающий импульс управления на силовой тиристор подают с задержкой относительно -отпирающего импульса на коммутирующий тиристор, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью увеличения КПД и повышения надежности работы инвертора, измеряют напряжение питания, напряжение на коммутирующем конденсаторе, ток нагрузки, задают время восстановления и вычисляют требуемое напряжение U на коммутирующем конденсаторе в соответствии с выражением

2-соs t ./ХЕС

U — — — --- U+ -tg — "- I

1251264 где в

L CСоставитель В. Миронов

Техред О.Гортвай Корректор М. Самборская

Редактор М. Бандура

Заказ 4423/55- Тираж б31

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, r, Ужгород, ул. Проектная, 4 заданное время восстановления; индуктивность и емкость коммутирующего узла; напряжение питания; ток нагрузки, и сравнивают его с измеренным напряжением на коммутирующем конденсаторе, а в функции их разности регулируют задержку на включение силовых тиристоров по отношению к включению коммутирующих тиристоров,