Устройство для управления трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение реактивной мощности тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью на стороне сети. На выходах регуляторов тока 9 в каждом блоке управления 4 формируются сигналы, являющиеся основой для регулирования напряжения соответствующих фаз. На выходах нелинейных элементов 13 формируются трапецеидальные сигналы из синусоидальных сигналов задания фазных токов, поступающих с выходов задатчиков тока 12. С помощью сумматоров 6,7,8 и 11, источника смещения 1 и диодов 2,3 и 10 осуществляется одновременный сдвиг напряжений с регуляторов тока 9 перед подачей на вход фазосдвигающих блоков 5 на предельную по возможностям тиристорного преобразователя величину во всех режимах, что позволяет осуществить поставленную цель. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (S1) 4 Н 02 М 5/27

Вг Ещ„, :;-;. .,я

i1A TE. Дг:

E.. Б., "! (., :, I

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСК0МУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4354010/24-07 (22) 30,12.87. (46) 15.08.89. Бюл. 1(- 30 (71) Государственный проектно-конструкторский и науч)1о-исследовательский институт по автоматизации угольной промьпвленности (72) Н.А.Серов, Ю.А.Глебов и В.А.Чучалов (53) 621 3 16,727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 708479, кл. H 02 М 5/22, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Р 1415372, кл. Н 02 М 5/27, 1986. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЬК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С

НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является снижение реактивной мощности

2 тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью на стороне сети ° На выходах регуляторов тока 9 в каждом блоке управления 4 формируются сигналы, являющиеся основой для регулирования напряжения соответствующих фаэ. На выходах нелинейных элементов 13 формируются трапецеидальные сигналы из синусоидальных сигналов задания фазных токов, поступающих с выходов задатчикон тока 12. С помощью сумматоров 6,7,8 и 11, источника смещения 1 и диодов

2,3 и 10 осуществляется однонременный сдвиг напряжений с регуляторов тока

9 перед подачей на вход фаэосдвигающих блоков 5 на предельную по возможностям тиристорного преобразователя величину во всех режимах, что позволяет осуществить поставленную цель, 2 ил.

3 150123

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для улучшения энергетических показателей трехфазных преобразователей частоты

5 с непосредственной связью.

Цель изобретения — снижение реактивной мощности тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью на стороне сети, 1О

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 а,б — временные диаграммы, поясняющие работу схемы, Устройство (фиг.1) содержит источ- 15 ник 1 напряжения смещения, два диода

2,3 и три блока управления 4, в каждый иэ которых входит фазосдвигающий блок 5, первый сумматор 6, второй сумматор 7, третий сумматор 8 и регу- 20 лятор тока 9, причем выход первого сумматора 6 соединен с фаэосдвигающим блоком 5, выход третьего сумматора 8 соединен с анодом первого диода 2, первый нход третьего сумматора 25

8 соединен с выходом регулятора тока

9, а катоды диодов 2, 3 соединены между собой. При этом устройство снабжено третьим диодом 10 и четвертым сумматором 11, а каждый фазный блок 4 снабжен задатчиком тока 12 и нелинейным элементом t3, причем катод третьего диода 10 соединен с кач одами других двух диодов 2, 3 и с первым Входом четвертого сумматора

t1, второй вход четвертого сумматора

11 соединен с источником напряжения смещения, выход четвертого сумматора

11 соединен с первым входом второго сумматора 7 в каждом фазном блоке 4, 40 второй вход второго сумматора 7 соединен с выходом третьего сумматора

8, выход второго сумматора 7 соединен с первым входом первого сумматора 6, второй вход первого сумматора 45

6 соединен с выходом нелинейного элемента 13 и с вторым входом третьего сумматора 8, вход нелинейного элемента 13 соединен с задатчиком тока 12, аноды второго 3 и третьего 10 диодов соединены с выходами третьих суммато50 ров 8 соответствующих фазных блоков 4.

Устройство работает следующим образом, На входы нелинейных элементон 13, входящих в состан каждого фаэного

55 блока 4, подаются синусоидальные сигналы задания фазных токов U 7, 0,7 и U зтс (фиг, 2б) с выходов з адат1 4 чиков тока 12. В дальнейшем, пренебрегая ошибкой контуров регулирования фаэных токов, считаем, что фактические токи фаз нагрузки соответсчвуют по величине и направлению сигналам задания Бзт, Uq7g и Ug7c . Следовательно, положительной голунолне, например, сигнала Uq« соответствует положительное направление тока и работа группы тиристоров н фазе А тиристорного преобразователя частоты, смещаемой в выпрямичельный режим.

Нелинейные элементы 13 имеюч одностороннюю характеристику с ограничением, причем величина ограничения равна hU — раэносчи максимальных напряжений смещения групп тирисчоров, сдвигаемых в выпрямительный и в инверторный режим. В результате на выходах элементов 13 формируюч ся трапецеидальные сигналы U7<<,Б ть, U7c (фиг.2б) высотой <чБ и шириной полупериода, совпадающие по времени с работой групп тиристоров, сдвигаемых в выпрямительHbIA режим.

Нелинейные элементы 13 могут быть реализованы на операционных усилителях с нелинейной обратной связью.

Ограничение нелинейных элементов 13 позволяет иметь высоту трапеций равной йЦ, а односторонняя характеристика позволяет формировать трапеции лишь при одной (положительной) полярности нагрузки (фиг.2б).

На выходах регуляторов тока 9 в каждом блоке 4 управления формируются сигналы UIIA U B и U C (фиг,2а), являющиеся основой для регулирования напряжения соответствующих фаз тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью. В сумматорах

8 трапецеидальные сигналы UqA, U

Б„,максимальный из трех входных сигналов U, А, U< В и U< С. Сигнал U> подан на первый вход сумматора 11, а на его второй, инвертирующий вход, S 15 подано напряжение смещения Vc„c выхода источника 1 напряжения смещения.

На выходе сумматора 11 формируется сигнал U = VÄ, — Vc который подан на перный, инвертирующий вход сумматора 7 но всех трех блоках управления 4. Следовательно, н сумматорах

7 одновременно из нсех трех сигналов

U

Ucp, Вычитание максимального сигнала

U из трех сигналов U

Выходные сигналы U A, U Â и U C сумматоров 7 поступают на вход сумматоров 6, где к этим сигналам прибавляются соответствующие напряжения трапеций БгА, U B и U-,Ñ, Выходные напряжения U А, U B и U>C сумматоров 6 используются для управления трехфаэ" ным тиристорным преобразователем частоты через фазосдвигающие блоки 5.

Чтобы пояснить смысл описанных вьппе операций, рассмотрим временные диаграммы выходных сигналов БуА, UC фазных регуляторов тока 9 (фиг.2а) и сигналов задания тока

U>1 А, U y В и Уьт С выходон эадатчиков тока 12 (фиг ° 2б). Эти сигналы синусоидальны и образуют две симметричные трехфазные системы, сдвинутые относительно друг друга по фазе на угол, определяемый свойствами нагрузки.

Рассмотрим произвольный момент времени t, . Значения напряжений UqA, ПуВ и VI1C для этого момента обозначены точками Р, Е и F на диаграмме фиг.2а, причем цветом точек на фиг.2а обозначено направление тока соответствующих фаз нагрузки, и следовательно, работающая группа тиристоров соответствующих фаэных реверсивных преобразователей, Направление тока определено диаграммой фиг,2б для момен« та

Цель — максимальное снижение реактивнойй мощности — достигается, если

01231 6 одновременно увеличить напряжения

БчА, П«В и U> C на одну и ту же предельную по воэможностям тиристорного

5 преобразователя величину. Иначе говоря, необходимо поднять точки D, Е н (фиг.2а), сохраняя расстояние между ними, пока оцна иэ точек не дойдет до предельной нысоты. Но предельная высота для точек разная: точки

D u F характеризуют управляющие сигналы фаэ А и С, где протекают положительные токи и работают группы тиристоров, смещаемые в выпрямительный режим, а точка Е характеризует управляющий сигнал фазы В, где н момент протекает отрицательный ток и работает группа тиристоров, смещаемая в иннерторный режим. Для точки E

2р предельная высота равна У „(по определению величины напряжения смещения). Для точек D u F предельная высота равна Бсм + bV. Значит, необходимо поднимать точки, сохраняя

25 расстояние между ними, до тех пор, пока точка D не достигнет уроння

Бси + hU, либо точка Š— уровня Ueм .

Поставленная задача решается в несколько этапов.

Понижается высота точек D u F на величину соответствующих трапеций.

Это практически достигается с помощью суМматоров 8, где иэ напряжений UtJA, UgB u UyC вычитается напряжение трапеций V< A, U

35 соту дУ (в момент t U< = О и напряжение U В не меняется) . При этом от системы точек D, E u F переходим к системе Пг, F,z и F1 (фиг.2а), что

4О соотнеч ствуеп переходу от напряжений

U<1A, U<1B и UyC к напряжениям U

50 Б « через сумматор 11 в сумматорах 7 одновременно из всех трех сигналов

Ui A, U< B u U

Eg, Fq - показана на фиг.2а.

Точки П, Е, F< перемещаются одновременно вверх на величину Оси .

Это соответствует прибавлению сигнала U через сумматор 11 н суммато1501231 изобретения

Формула

Устройство дчя управления трехфазным преобразонателем частоты с рах 7 одновременно ко всем трем напряжениям U<А, И»В и U»С. В результате получаем из системы точек П, Е, F , Г, F, верхняя из которых D имеет высоту И,-,<»

5 (фиг.2а) . Точкам Т) >, Е, F э со<эчвечстнуют напряжения И<,А, IJ<

Точки D 3 и F..3 поднимаются :<а величину трапеций. Это практически дос- 10 тигается с помощью сумматоров 6, где к напряжениям ИэА, UnI3 и И<3С прибавляется напряжение трапеций ИэА, U,J3 и U3-C. Ири этом от -истемы точек D, Е>, 3, переходим к окончательной системе Р», Е»3, Г4 (фиг.2а), в которой высота точки Л4 составит И<:<< +

+ <3И, Точкам 04, Г 4, Гл соответствуют напряжения ИэА, И„В и И С на выходах сумматоров б.

Выполнение указанных дей< твий в предлагаемом устройстве позволяет увеличить одновременно напряжения

И<<А U В и U

<1дн<эээреме.шы3< сдвиг напряжений 30

И<3Л, U 13 и И<<С перес. подачей на вход фазосднигающих блоков 5 на предельную по возм<эжностяM тиристорного преобразователя величину <30 всех режимах позволяет снизить реактивную мощность, потребляемую тиристорным преобразова35 телем час1оты с непосредственной свяЗЬЮ ИЗ CPÒ3» непосредстненной связью, содержащее источник напряжения смещения, дна диода и блоки управления по числу фаз, в каждый из которых нходит фаэосднигающий блок, первый сумматор, второй сумматор, третий сумматор и регулятор тока, причем выход перного сумэлатора соединен с входом фаэосднигаюцего б-<ока, выход третьего сумматора соединен с анодом первого диода, первый вход третьего сумматора соединен с выходом регулятора тока, а катоды диодов соединенчл между собой, о т л и ч а ю щ е е с я теM что, с целью снижения рpактинHî<3 мощности тиристорного пре<эбразонателя частоты с непосредственной связью на стороне сети, устройство снабжено третьим д3<одом и четвертым сумматором, à как< дый блок управления с.набжен залатчпком 1ока и нелинейным элементом, причем катод третьего диода соединен с катодами двух других диодов и с первым входом четвертого сумматора, второй вход четвертого суммачора соединен с источником напряжения смещения, выход четвертого сумматора соединен с первым входом второго сумматора н каждом блоке управления, второй вход второго сумматора соединен с выходом третьего сумматора, выход второго сумматора соединен с перным входом первого сумматора, второй нход первого сумматора соединен с выходом нелинейного элемента и вторым входом третьего сумматора, вход нелинейного элемента соединен с выходом эадатчика тока, аноды второго и третьего диодов соединены с выходами третьих сумматоров соответстнук3щих блоков управления, 1501231

Составитель О.Мещерякова

Редактор M.Tîâòèí Техред M.Õoäàíè÷ Корректор М.Шароши

Заказ 4887/54 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101