Преобразователь частоты

 

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для построения тиристорных ко.мплексов для централизованного электроснабжения больших групп потребителей. Целью является повышение надежности. Устройство содержит N инг ерторов I, регуляторы 2 постоянного напряжения. Исполнительный элемент 2 соединен с блоками управления (БУ) 7. При возникновении к.з. в конденсаторе 5 потенциа.ч на базе транзистора 14 возрастает, он переходит в режим насыщения, что приводит к OTinipa- нию транзистора 14. В результате отпирается тиристор 13 и через диоды 12 закорачивает конденсаторы 4. Импульс разрядного тока конденсаторов 4 фиксирует датчик 20, сигнал с которого через э.чемепт 2 поступает на в.ходы БУ 7. БУ 7 блокируются и прекран ают подачу управляющи. импульсов на тиристоры регуляторов 2. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„14О3289 А 2 (51) 4 11 02 Ч 5,2, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1145430 (21) 4163476/24-07 (22) 19.12.86 (46) 15.06.88. Бюл. № 22 (71) Саратовский политехнический институт (72) И. И. Артюхов, Н. П. Митяшин и Л. Н. Банковская (53) 621.314.27 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1145430, кл. Н 02 М 5/27, 1985. (54) Г1РЕОБРАЗОВАТЕЛЪ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для построения тиристорных комплексов для централизованного электроснабжения больших групп потребителей. Целью является повышение надежности. Устройство содержит N ин»ерторов 1, регуляторы 2 постоянного напряжения. Исполнительный элемент 21 сое.. инеи с блоками управле(ЪХ ) (. 11ри»03»икновенпи конденсаторе 5 потенциал на базе тран- зистора !4 возрастает, оН переходит в режим пасы в(ения, что приводит к DTllllранию транзистора 14. В резу,l»T»T» отпирается тиристор 13 и через диоды !2 закорачивает конденсаторы 4. Импульс разрядного тока конденсаторов 4 <Ьиксирует датчик 20, сигнал с которого через элемент 21 поступает lla входы БУ 7. БУ 7 блокирх ются и прекращают подачу управляющих импх.п сов на тиристоры регуляторо» 2. - ил.

1403289

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для построения тиристорных комплексов для централизованного электроснабжения больших групп потребителей, агрегатов бесперебойного питания и других преобразовательных устройств.

Цель изобретения — повышение функциональной надежности преобразователя.

На фиг. показана схема устройства; на фиг. 2 — один из возможных вариантов выполнения исполнительного элемента и его связи с блоками управления.

Преобразователь частоты содержит N обьединеных по выходу инверторов 1, ре).уляторы 2 постоянного напряжения, выполненные в виде несимметричных мостов с совмещенной анодной группой, сглаживаю1ци и реактор 3, фил ьтрующие конде нсато 1ы 4 и общий конденсатор 5. В цепи (1итания инверторов 1 установлены датчики

6 тока. В схему преобразователя входят 20 также блоки 7 управления, узлы 8 сравнения, сумматор 9, делитель 10 и усилители 11. Дополнительно введены N диодов 12, тиристор 13, транзистор 14 типа п-р-п, транзистор !5 типа р-п-р, резисторы

16 в 19, датчик 20 тока и исполнительный элемент 2!. Датчик 20 тока может быть выпонен, например, в виде шунта либо на основе оптоэлектронных приборов. ИспоHHTeJlbHbIH элемент 21, вариант схемы которого показан на фиг. 2, включает в себя маломощный тиристор 22, управляющий переход которого шунтирован резистором 23, а в анодную цепь включена обмотка реле 24 с нормально замкнутым

Контактом 25. Последний может быть включен в релейную схему пускового устройства преобразователя (не показана). Анодная цепь тиристора 22 запитывается через нормально замкнутый контакт 26, который

Также входит в схему пускового устройства.

Кроме указанных компонентов, в схему исполнительного элемента входят также диод 40

27, резисторы 28, 29, транзистор 30 с резистором 31 в коллекторной цепи. К коллектору транзистора 30 подключен вход логического элемента HE 32, выход которого образует выход исполнительного элемента 21.

Этот выход подключается к одним из входов логических элементов 1Л 33, устанавливаемых в блоках 7 управления.

Особенности работы предлагаемого преоб разователя состоят в следующем.

Заданное распределение. нагрузки между инверторами 1 осуществляется путем сравнения входного тока 1 каждого из них и с величиной 1 „— — у, Z 1 / N и выработки управляющих воздействий блоками 7, пропорциональных полученным разностям. Для этого сигналы, пропорциональные токам Id„ с датчиков 6 поступают на сумматор 9 и далее — на делитель 10 с коэффициентом передачи 1/N. На выходе делителя !0 формируется сигнал, пропорциональный среднеарифметическому значению входных токов инверторов 1. Этот сигнал поступает на входы усилителей 11, количество которых равно N. Коэффициент передачи у» к-го усилителя 11 пропорционален номинальной мощности соответствующего инвертора. При этом у коэффициенты должны удовлетворять условию

»1

25у»= Х.

К1 о

Выходные сигналы Id» усилителей 1! сравниваются узлами 8 с выходными сигналами датчиков 6 тока. Получаемые на выходе узлов 8 сравнения сигналы рассогласования складываются с сигналом рассогласования основного контура регулирования по выходному напряженик). В результате этого угол управления и» для к-го регулятора представляет сумму двух составляющих

R» == %11 + Л R», ГДЕ ив — СОСтаВЛЯЮЩаЯ, ОПРЕДЕЛЯЕМаЯ Отклонением выходного напряжения преобразователя от заданного значения;

Л໠— составля1ощая, определяемая отклонением тока Id„or величио ны Id, Напряжения питания инверторов Г,,1-,,. подаваемые с выходов LC-фильтра, являются монотонно убывающими функциями углов а». Поэтому, если ток 1 » становится больше (меньше), чем величина Q„, то составляющая Ла» возрастает (уменьшается), увеличивая (уменьшая) угол управления я.. В результате напряжение Ь,!к уменьшается (увеличивается), сводя величину рассогласования (11„— 1 „) к нулю.

Напряжение Ua имеет вид

Ud» = Ud + U d» ° где К= I,...,N;

Ud. — напряжение на конденсаторе 5;

АЫь» — напряжение на к-ом конденсаторе 4.

При этом должно обеспечиваться условие макс { AUd„) ((0,05,...,0,1) Udo

Выявление аварийной ситуации в преобразователе осуществляется путем анализа соотношения составляющих AUd» и Ud, в структуре напряжений ЫЬ,.

При исправных элементах конденсатора 5 транзисторы 14 и 15 заперты, вследствие чего тиристор 13 также находится в закрытом состоянии. Напряжение между анодом и катодом указанного тиристора равно максимальному из напряжений AUd», которое выбирается диодами 2. Напряжение на делителе, состоящем из резисторов 17 и 16, равно максимальному из напряжений Ud». Разница напряжений на конденсаторе 5 и резисторе 6 приклады1403289 вается к эмиттерно-базовому перехо.!у транзистора 4. Выбором сопротивлений делителя 16, 7 обеспечивается режим отсечки транзистора 14 при нормальной раопте преобразователя. 5

При возникновении короткого замыкания в конденсаторе 5 потенциал на базе транзистора 14 относительно его эмиттера возрастает. Переход транзистора 14 в режим насыщения приводит к открыва- 10 нию транзистора 15. Потенциал управляющего электрода тиристора !3 повышается, в результате чего последний отпирается и через диоды 12 закорачивает конденсаторы 4. Импульс разрядного тока конденсаторов 4 фиксируется датчиком 20, 15 сигнал с которого через исполнительный элемент 21 поступает на дополнительные управляющие входы блоков 7 управления.

Последние блокируются и прекращак)т подачу управляющих импульсов на тиристоры регуляторов 2.

В представле:ном на фиг. 2 варианте выполнения исполнительного элемента 2! запирание регуляторов 2 обеспечивается путем подачи на один из входов логических элементов И ЗЗ уровня логического нуля с выхода элемента НЕ 32. При поступлении импульса с датчика 20 тока на управляющий переход тиристора 22 последний отпирается и подключает обмотку реле 24 к источнику питания. Реле 24 срабатывает и своим нормально замкнутым контак- 30 том 25 разрывает цепь питания пускового устройства (не показано), отключая преобразователь от входной сети. Одновременно с этим на базу транзистора 30 через открытый тиристор 22, диод 27 и резистор 29 поступает отрицательный отно- 35 сительно эмиттера потенциал. Транзистор 30 переходит в режим насыгцения и на резисторе 31, который включен параллельно входу логического элемента HE 32, появляется уровень логической единицы.

Этот уровень инвертируется элементом 32 н О 1Окп рх ет ll pOXOж.l (IIIIe 3 Il p(113, I ß Í)11(II х

Им пм,1 ьсов H(3 TIIpIIOTOpl>I p(Гх 1 i!TOð;1 2).

Восстановление исполнительного элемента 21 (фиг 2) B Iicxo jII()(. состояни(. o!. ), Нiс TBляется размыканиех! контакта 26 н а но.гной пепи тиристора 22.

Таким образом, возникновение короткоI o замыкания в конденсаторш)й оатарес 5 не приводит к аварийной ситуации и выхо I) из строя других элементов преобразователя. Тем самым обеспечивается более высокая функциональная надежность и бо.гее длительный срок работы последнего.

Форму.га г(зоб)рог(.на.!

11 реобр а 30!3г! гс, 1 !!с!От! !!0;113 l .

:хе !!45430, от.ш:гагошпг!с.(г тем, что, с цельк) повышения функциональной надежности, он снабжен гх диодами. тиристором, первым и вторым тра HзисTорами, первым, вторым, третьим и четвертым резисторами, 101101нитсльным датчиком тока и исполнительным элементом, причем аноды диодов подкл гочс н ы к выводам постоя н ного тока

I(а тод I I! >1 х г p " и и и с с и м м ст р и ч н ы х 1! ос то 13, катоды диодов соединены с Одними БыВОдами второго и третьего резисторов, эмиттером второго транзистора и через дополнительный датчик тока подключены к аноду тиристора. катод которого соединен с эмиттером первого транзистора и об!це!1 точкой конденсаторов фильтра, управляю-! ций электрод тиристора через четвертый резистор подключен к коллектору второго транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора и другим выводом третьего резистора, база первого транзистора соединена с другим выводом второго резистора и через первый резистор подключена к обшей точке силовых входов инверторов, и ри этом выход дополнительного датчика тока через исполнительный элемент соединен с дополнительно введенными 13xolàìè блоков управления.

)403289

8е,!

nyet

year

cm

Составитель Г. Мыцык

Редактор Н. 1!!ньь,кая Текрсд И. Зерсг Корректор Л. Тягко

Заказ 2880>52 Тираж 665 Г!одгги свое

Вг1ИИПИ l ос1ларств< нигито ко и с! и С, СP ьо делач изобрстеи ш и bidð I;! и

11.3085. Москва. 2К 3 >, Ра гиская иаГи, д. 4 5

Г!роизводствеиио-иггаиграфи с.ко прсдириятис. г. У кгорот, 1 ь Проектная, 4