Способ управления статическими преобразователями частоты, работающими параллельно на общую нагрузку
Изобретение относится к электротехнике , а именно к устройствам для управления преобразователями частоты. Целью изобретения является улучшение качества генерируемой электроэнергии и повышение точности распределения тока нагрузки между преобразователями. Сумматоры 27, 28 выделяют сигнал обратной связи по току путем вычитания тока данного преобразователя . Сигналы отрицательной обратной связи по току с вы.ходов сумматоров 27, 28 в каждом канале через пропорциональные звенья 28, 30 и входы сумматоров 25, 26 воздействуют на входы системы импульснофазового управления, увеличивая или уменьпшя в зависимости от знака разницы сигнала датчиков тока 15, 16 и сигналов задания тока с выхода блоков 35, 36, сигнал управления каждым преобразователем. При этом действие обратной связи приводит к умень- 1пению разницы между током преобразователя и эталоном тока данного преобразователя , который определяет требуемую в каждом конкретном режиме величину тока преобразователя, поставляемого им в нагрузку 4. I ил. со (Л Oi й« О CD 4
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (504 Н02М 7 48
6, 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3824153/24-07 (22) 11.12.81 (46) 15.05.87. Ьюл. № 18 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) Е. А. Подьяков, Н. И. Бородин, В. В. Иванцов, С. А. Харитонов и Ю. E. Семенов (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 966841, кл. Н 02 P 13/16, 1982.
Авторское свидетельство СССР № 279779, кл. Н 02 М 3/46. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ ЧАСТОТЪ|, РАБОТАЮЩИМИ П АРАЛЛ ЕЛ ЬНО НА ОБЩУЮ НАГРУЗКУ . (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления преобразователями частоты. Целью изобретения является улучшение качества
ÄÄSUÄÄ 1310974 А1 генерируемой электроэнергии и повышение точности распределения тока нагрузки между преобразователями. Сумматоры 27, 28 выделяют сигнал обратной связи»о току путем вычитания тока данного»реобразователя. Сигналы отрицательной обратной связи по токх с выходов сумматоров 27, 28 в каждом канале через пропорциональныс звенья 28, 30 и входы сумматоров 25, 26 воздействуют на входы системы импульсноФазового у» равлсния, у вел»чивая или уме»ь- шая в зависимости от знака разницы сигнала датчиков тока 15, 16 и сигналов задания тока с выхода блоков 35, 36, сигнал управления каждым преобразователем. При этом действие обратной связи приводит к уменьшению разницы между током преобразователя и эталоном тока данного преобразователя, который определяет требуемую в каждом конкретном режиме величину тока преобразователя. поставляемого им в нагрузку 4. 1 ил.
1310974
Изобретение относится к электротсх;- «;о, а именно к устройствам управления преобразователями частоты, Bxo 5ltliHl15t В согтя!3 автономных источников э.!ек ропи. а!!и и работающими параллельно пя оо!ну!0 нагрузку.
Целью изобретения является ул, -!ш(пие качества генерируемой электроэнергии и <ГО вышение точности распределения тока нагрузки между преобразователями.
На чертеже приведена схема одно!О возможных устройств, реализую!цих предлагаемый способ при параллельной работе двух преобразователей частоты.
Устройство включает источ!!ик 1 сигналя задания выходного напряжения преобря10вателей, в данном случае двя идентичных канала 2 и 3 генерирования электроэнергии, P36oT3 IoffjHx ll3P3 I. 1B i bHo I13 0(> ill х У> н 1 Р,..1ку 4, сумматоры 5 и 6. Б свок> о !(рель, каждый канал 2, 3 генерирова:tHH зкг!В> <(!От синхронный генератор 7 (8), В1:!xo;j которог<> подключен к синхронизируюп(ему (3ходу системы 9 (10) импульсно-фазового управления (СИФУ) и через
Выход датчика 15 (! 6) Tîê3 соели»eii непосредственно с одним из входов сумм ггора 5 и через первый вхо1 сумматора 27 (28), пропорциональное звено 29 (30) -- с вторы> входом сумматора 25 (26). Исто гник 31 (2 ; постоянного эталонно!.о сигпа.!3 номинального тока соединен первым входо,; лел!Ггсля 33 (34) и с одним из входов суммя>!Оря 6.
Выход сумматора 6 соединен с вторыми 1:,ходами делителей 33 и 34, выхоль< котор:.:х подключены к первым Входам ум?!О?к!г!еЛЕй 35, 36 В СООтВЕтетауЮщс vl KBllглс ГСП: рирования, а к вторым Входам у.";ill0?K:.Ггслей 35, 36 подключен выход сумматора 5.
В каждом канале выход умно>кителя 35 (36) соединен с вторым входом суммаj(>,>it 27 1,"8! непосредственно и через пропорциоиа.|ы!ыс элементы 37, 38 — с третьим вхолох . с, v< матора 25 (26). Принципияльныс схемы .-:...ементов каждого канала г(нерировяния,:0гут быть выполнен». в соотвсIGTâiiH с II I».03ными схемами.
Устройство может быт! Сиольз::гя!!0 для управления преобразоватслясии !Ястот!.<, формирующими как постояннO(няпряжс Нс (выпрямитель), так и переменное (нспосрс 1ственные преобразователи часготы). В первом случае источник 1 сигназя >3,jHt:tt51 гыходного напряжения формирусT посто!1!!Иос
I!3»I>5I?f<< I!Hc. 0пред:ляю!цее в масштабе
Вели»и !у Выходного напряжения преобрязо»3тслей, а Во Второ.1 - переменное напряжение синусоида I bi!GH фор tbl стабильной частоты, напри,iep 400 Гц. Выходной сигнал источника 1 поступа T на каждый канал 2, 3 гс!<ерирования il3 0;jl!îHìåнные входы сумматоров 21, 22. Кажл(!й канал генерироваНИ>1 СОДЕР>КИт ICVvÑHTbt СИЛОВЫХ ЦЕПЕЙ: СИНхронный генератор 7 (8), тиристорный коммутатор ! (12), силовой (Виг!ьтр 13 (14), и элементы (9, 10, 5. 16. 9, ..., 38) системы управления преобразователем. Синхронные генераторы 7, 8, например, магнитоэлектрического типа генерируют переменное напря1; я<ение,нестабильной частоты и амплитуды, которое преобразуется с помощьк> тиристорн,(х коммута ГОрон 11, 12 В напряжение друГО1 . чяс Оз ы. Силов ыс фильтры .>., 1 4 нсобХОДИМЫ ДЛ 1 СГ. =!;КИ
<.," льсяпий l!3!. 051>K< ия ":иристорнь1х комм I 3 I ороВ. Бь!хо (ны< кле \ х<ь! ?, 153 K3!i3. IOB гене >ировяния соеди -:С1!ы пярялле, ы!о и подкл<очень; к оощсй нагрузке 4, что позВ(J, IЯЕТ (>ОССИ(. ЧИТЬ ЭЛ Кз !>(>СI!3 ОЖ(Е .I<И(. I.Я ГPУЗ— ки, мощность которой l1ревышаст номиналь,!1, to t<о!ц!И>с. b каждого:<япяля I енериро»япия. При этом в iaz3»x системы i !Ip33лс! ия IHpHG.!0:>. !ым кс,it(tv T3Top(>м 11 (! 2)
I<3?K;to»0 кянядя ВхОЛ»т «таби, и яц:!я Вых(>яlioi 0 и 3 и РЯ?кени Я каналов l е!!еРHPGB 3tlH5I
llpH изменении-! арамстров:<аг:узкH 4 и Обо30 UGTGB синхрон. ых ге-1еряторов 7, 8, я также ряспреле.!ение т(>ка нагpyBKH 4 между 3II3лами генерирования !!ропорционяльно их
i i O v! H l! 3 Л Ь П 0 Й vt Î t I I и <> С Т I i (H 0! I H 13, I b I j O vt;
1 ОКУ) .
Устройство работ" oò слелующим образом.
Выхол!<И>й clii.(ял !<его:!!!Нка 1 -!Срез пер»ые Входы <, чматоров 21, 22, пропорцио,!яльные звон;я 23, 24, первые входы сумматоров 25, 26 поступает ll3 управляю(ций вхол системы 9 (10) импульсно-фазового управления f<3?K,",O-о каня 13 2, 3. СИФУ 9, 10
Д < (рорМ;(руЮт ПОСЛ< дОВатЕ "
; . клеммы 17, 18 каня <о» генерирования посту!!яет па нагрузку 4. При ВТО;! В цепи !! я Гp v ЗКИ 4 Н 3 I И НЯЕТ (l,>ОT(КclТ =. ТOK. Oя В НЫЙ
Gv.,:МЕ ВЫХОЛНЫ < ТОКОВ ВСЕХ КаНаЛОВ ГЕНЕРИрования 2, 3 па черг.:ке). Выхо j»îå 1апря?кение ip
<О! О iiiil
1310974 этом замыкается отрицательная обратная связь по выходному напряжению, стремящаяся стабилизировать выходное напряжение на определенном уровне, задаваемом сигналом источника 1. Звенья 19, 20 коррекции и пропорциональные звенья 23, 24, входяьцие в цепь отрицательной обратной связи, по напряжению определяют а мил итудночастотну ю характеристику и коэффициент стабилизации данного контура регулирования. Структура и параметры звеньев 19, 20 при этом определяются из условия обеспечения устойчивости и качества регулирования.
Действие отрицательной обратной связи по напряжению приводит к повышению стабильности выходного напряжения, однако, как показывает исследование, коэффициент усиления данно о контура регулирования ограничен условиями устойчивости системы регулирования и:-Недостаточен для полу и— ния требуемой высокой стабильности выходногo напряжения, что отрицательно сказывается на работе нагрузки 4. Кроме того, управление параллельно работающими преобразователям "f только по отк.foffcmffo выходного напряжения не гарантирует распределения тока нагрузки межд ними в ffчжной пропорции, например пропор Hoffdëüío номинальному току каждого преобразов .òåля. Это может привести (в условиях разброcd параметров силовых цепей и системы управления) к перегрузке одного из прсооразователей и выходу его из строя. Для устранения этого недостатка в предложенном способе управ IEIIHB используется регулирование сигнала управления преобразователем по отклонению его выходного тока от сигнала задания тока каждого преобразователя.
Для этого устройство в каждом канале 2, 3 содержит датчики 15, 16 тока, измеряющие токи каждого преобразователя, сумматоры 27, 28, выделяющие сигнал отрицательной обратной связи по току путем вычитания тока данного преобразователя (поступает на второй вход сумматора 27 или 28). Сигналы отрицательной обратной связи по току с выхода сумматоров 27, 28 в каждом канале через пропорциональные звенья 29, 30 и входы сумматоров 25, 26 воздействуют на входы
СИФУ, увеличивая или уменьшая в зависимости от знака разницы сигнала датчиков 15.
16 тока и сигналов задания тока (C выхода блоков 35, 36) сигнал управления каждым преобразователем. При этом действие обратной связи приводит к уменьшению разницы между током преобразователя и эталоном тока данного преобразователя, который определяет требуех1ую в каждом конкретном режиме величину тока преобразователя, поставляемого им в нагрузку 4. Для обеспечения требуемого закона распределения тока нагрузки 4 между преобразователями за счет действия отрицательной обратной связи по току необходимо соответствующим образом сформировать сигналы задания доли тока каждого преобразователя в токе нагрузки. Это выполняется с помощью сумматоров 5, 6 и блоков в каждом канале генерирования. Поскольку нагрузка 4 изменяется в широких пределах и ток нагрузки (I„) заранее не извес-.ен, то формируется текущее значение эталонного сигнала тока нагрузки путем суммирования сигналов
l0 датчиков 15, 16 токов сумматором 5. Выходной сигнал сумматора 5, пропорциональный току нагрузки 4, принимается эталоном тока нагрузки для данного режима работы.
Выходной сигнал сумматора 5 поступает в каждый канал генерирования на вторые
15 входы умножителей 35, 36. В свою очередь, каждый канал (2, 3) генерирования содержит источники 31, 32 постоянных эталонных сигналов. пропорциональных в определенном маcøòàáå номинальному выходиo«fу току каждого канала генерирования. Б результате суммирования этих сигна10B сумматором 6 формируется сигнал постоянного тока, величина которого пропорциональна номинальному току нагрузки параллельно работающих преобразователей. Сигнал с вы25 хода сумматора 6 также поступает в каждый канал генерирования на один из входов ..Icлительных устройств 33, 34, на другие входf)1 которых поступают эталонные сигналы с выхода источников 31, 32. Делители 33, 34 формируют сигналы постоянного тока, равЗ0 ные отношению сигналов источников 3!, 32 к выходному сигналу сумматора 6, т. е. равные в определенном масштабе отношению номинального тока данного преобразователя к номинальному току всех параллельно работающих преобразователей. Выходные сиг35 Hà Ibf делителей в каждом канале 2. 3 поступают на первые avo.1û умножителей 35, 36. В результате умножения сигналов делителей 33, 34 на выходной сигнал сумматора 5 в каждом канале 2, 3 формируется
40 сигнал задания доли тока данного преобразователя в токе нагрузки, величина которого пропорциональна эталонному сигналу тока нагрузки 4 и отношению номинального тока данного преобразователя к номинальному току нагрузки всех преобразователей, 45 т. е. выходные сигналы умножителей 35, 36 повторяют по форме сигнал сумматора 5, но меньше его по величине. Эти сигналы изменяются при изменении нагрузки 4 (изменяются токи преобразователей и сигнал сумматора 5). а также и при изменении
gp числа параллельно включенных преобразователей (в результате отключения каналов и, соответственно, сигналов с входов сумматоров 5, 6). Так, при изменении нагрузки 4 ток каждого преобразователя 2. 3 уменьшается, уменьшаются сигналы датчиков 15, 5 16 тока и сигнал сумматора 5. При этом сигналы источников 31, 32 остаются постоянными, а сигналы умножителей 35, 36 изменяются пропорционально сигналу суммато1310974
10
Форму.га изобретения
Составитель E. Калинкин
Редактор М. Келечеш Техред И. Верес Корректор А. Обручар
Заказ 1764I53 Тираж 661 Подписное
ВНИИПИ Государственного когчнтста СССР по делич изобретений и откргягий
113035, Москва, >К 35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ра 5, т. е. пропорционально току нагрузки 4.
Формируя сигнал задания доли тока данного преобразователя в токе нагрузки, изменяющейся по величине при изменении нагрузки 4, обеспечивается с помощью отрицательной обратной связи по току только распределение тока нагрузки между преобразователями без вмешательства в систему стабилизации выходного напряжения, поскольку уменьшается разница между фактическим током данного преобразователя и той его долей, которая должна поставляться в нагрузку при данном напряжении на нагрузке 4 и данной величине нагрузки. С другой стороны, сигнал задания доли тока данного преобразо вателя формируется пропорциональным его номинальному току, что позволяет осугцествлять параллельную работу преобразователей различной мощности и соответствующим образом распределять ток нагрузки между ними. Описанный способ управления с отрицательной обратной связью по току при принятом способе формирования сигнала задания доли тока в каждом канале генерирования позволяет повысить точность распределения тока нагрузки между преобразователями за счет регулирования доли тока, поставляемой каждым преобразователем в нагрузку.
Для повышения качества генерируемой электроэнергии за счет уменьшения отклонений выходного напряжения при изменении нагрузки устройство, реализующее способ, содержит пропорциональные звенья 37, 38 в каждом канале (2, 3), через которые сигналы задания доли тока данного преобразователя в токе нагрузки поступают на входы сумматоров 25, 26. Эти сигналы вводятся с положительным знаком с тем, чтобы при увеличении тока нагрузки 4 пропорционально увеличивать сигнал управления преобразователем на входе СИФУ, компенсируя тем самым падение напряжения на внутреннем сопротивлении канала регулирования от тока силовых цепей. При этом осуществляется быстродействующее регулирование по возмущению по току нагрузки, повышаюгцее стабильность выходного напряжения.
Такое введение корректирующего сигнала по току с положительным знаком не приводит к ухудшению точности распределения тока нагрузки между преобразователями, поскольку разница между фактическим током данного преобразователя и его заданной величиной вводится с отрицательным знаком
45 по каналу отрицательной обратной связью и не попадает в канал компенсации изменений напряжения за счет изменений тока нагрузки (выход блоков 35, 36, звенья 37, 38) и не приводит тем самым к возрастанию разности токов каналов генерирования.
Таким образом, предложенный способ управления позволяет улучшить качество генерируемой электроэнергии за счет уменьшения отклонений выходного напряжения при изменении нагрузки и повысить точность распределения тока нагрузки между преобразователями.
Способ управления статическими преобразователями частоты, работаюгцими параллельно на общую нагрузку, заключающийся в том, что фор.мируют сигнал задания выходного напряжения преобразователей, измеряют выходное напряжение преобразователей и формируют сигнал отрицательной обратной связи по напряжению вычитанием сигнала, пропорционального выходному напряжению из сигнала задания, формируют сигнал задания доли тока каждого преобразователя в обшем токе нагрузки, измеряют выходной ток каждого преобразователя, формиру ют сигналы обратной связи по току путем вычитания сигнала, пропорционального току каждого преобразователя из сигнала задания доли тока для каждого преобразователя, от,гичаюи4ийея тем, что, с целью улучшения качества генерируемой электроэнергии за счет уменьшения отклонения выходного напряжения при изменениях тока нагрузки и повышения точности распределения тока нагрузки между преобразователями, формируют эталонный сигнал тока нагрузки параллельно работающих преобразователей суммированием сигналов, пропорциональных токам преобразователей, сигнал задания доли тока для каждого преобразователя формируют пропорционально эталонному сигналу тока нагрузки с коэффициентом пропорциональности, равным отношению номинального тока данного преобразователя к номинальному току нагрузки параллельно работающих преобразователей и формируют сигнал уг ра вления каждым преобразователем суммированием сигналов отрицательной обратной связи по току, напряжению и сигнала задания доли тока.
