Устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к .

Социалистических

Республик (1) 59200 3 (6l) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) ЗаЯвлено 04ла76 (2I) 2368744/24-07 с присоединением заявки М— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 0SD2.78. Бюллетень ph 5 (Sl) N. Кл.

H 02 Р 13/30

Гвщзрютюнпй квартет

64Вэтэ ИФФМФтрюи ВВВР ве двав ртюбретвивй в втнрытай (53) УДК621. 314 ° 26 (088. 8) (45) Дата опубликования описания 1801,78 (72) Авторы изобретения

В.A.Áèçèêîâ и Е.Е.Чаплыгин (7!) заявитель 14осковский ордена ленина энергетический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ

ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ

Устройство относится к силовой пре.образовательной технике и может быть применено для управления преобразователями частоты с непосредственной связью с естественной коммутацией венти- 5 лей.

Известны устройства для управления преобразователями частоты о непосредственной связью с замкнутым контуром управления, в которых для формирова.- 10 ния закона переключения вентилей используется информация о гармоническом составе выходного напряжения (тока) преобразователя, благодаря чему сохраняется гармоническая частота низкочастотной части спектра при воздействии таких факторов, как искажения питающей сети, коммутацйонные процессы, работа при пониженной кратности частот на входе и выходе и т.п. Асинхронная (сле-З) дящая)система управления поддерживает равенство усредненных за межкоммутационный интервал выходного напряжения (тока) и ведущего сигнала (1$. Однако работа этой схемы неустойчива.

Повышение устойчивости достигается в двухканальных устройствах, где первый канал строится по вертикальному принципу, а второй осуществляет слежение, либо в устройствах, где система управления строится по вертикальному принципу,и вводится обратная связь flo гладкой составляющей выходного напряжения (2, Недостатком этих устройств является сложность, обусловленная наличием вертикального принципа управления при котором применимы в основном .многоканальные системы управления и трудно получить хорошую синхронизацию опорных напряжений с питающей сетью.

Указанных недостатков не имеет устройство f3), основанное на двухканальном принципе и являющееся прототипом данного. В этом устройстве управляющие импульсы формируются прн равенстве разности мгновенных значений выходного и ведущего сигналов разности,, усредненных за межкоммутационный интервал выходного и ведущего сигналов.

Каждый из каналов схемы (канал слежения по мгновенным значениям и канал слежения по среднеинтервальным значениям) может работать независимо. При совместной работе канал слежения по мгновенным значениям обеспечивает грубое определение углов управления и устойчивость функционирования системы. Слежение эа среднеинтервальными значениями обеспечивает коррекцию углов управления в соответствии с

592003 формой гладкой составляющей выходного напряжения.

Однако наличие двух параллельно работающих каналов приводит к колебаниям углов управления около значений, определяемых первым каналом, что может приводить к неустойчивой работе системы и неравномерной загрузке силовых вентилей по току. Для исключения этих явлений приходится снижать коэффициент передачи канала слежения по среднеинтервальным значениям, в связи с чем гармонический состав выходного тока определяется главным образом первым каналом грубых отсчетов.

Целью предлагаемого устройства яв" ляется улучшение гармонического состава выходного тока нагрузки, повышение устойчивости и обеспечение равномерной загрузки силовых вентилей.

Поставленная цель достигается тем, 20 что в устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащее датчик тока нагрузки и генератор ведущего сигнала, связанные с сумматором, к выходу которо- 25 го подключены компаратор и интегратор, присоединенный ко второму входу компаратора, распределитель управляющих и пульсов и устройство раздельного управления введены ключ, шунтирующий З0 накопительный элемент указанного интегратора, логический инвертор, два элемента И и элемент ИЛИ,* причем выход компаратора связан с первым элементом И непосредственно, à со вторым- З5 через логический инвертор, вторые вхоI ды элементов И связаны с прямым и инверсным выходами устройства раздельного управления соответственно, а выходы элементов И связаны с управляю- @> щей цепью ключа через элемент ИЛИ °

На фиг.1 представлена структурная схема устройства; на фиг.2 — поясняющие принцип действия временные диаграммы.

Устройство состоит из датчика 1 тока нагрузки, генератора 2 ведущего сигнала, сумматора 3, интегратора 4, компаратора 5, распределителя 6 управляющих импульсов, устройства радельного управления 7, ключа 8, логического инвертора 9, элементов И 10-11 и элемента ИЛИ 12.

На фиг. 2 а приведены временные диаграммы сигналов .на входе сумматора 3.

Компаратор 5 не переключается при равенстве этих сигналов, так как на выходе интегратора 4 напряжение в этот момент не равно нулю (см.временную диаграмму фиг.2 б). Это напряжение равно 1 60

Ir„(s>= (п -u„)da, t, где Ц и U сигналы генератора 2 и и датчика 1 нагрузочного тока;

65 момент предшествующей

1 коммутации вентилей.

Таким образом, напряжение 0 корректирует закон управления преобразователя с целью получения гладкой составляющей тока нагрузки, наиболее близкой к синусоидальной форме. Компаратор переключается в момент равенства напряжения Ц напряжению на выходе сумматора 3. В этот момент формируется управляющий импульс на силовой тиристор соответствующей фазы и через логическую цепь 9-12 поступает команда на опорожнение интегратора,так что коррекция закона управления на следующем межкоммутационном интервале не зависит от величины U в момент срабатывания компаратора 5.указанное опорожнение интегратора обеспечивает устойчивость работы устройства,так как не происходит накопления на интеграторе сигналов рассогласования, которое в схеме-прототипе вызывает колебания угла управления. Кроме того, обеспечивается максимальное быстродействие схемы и устойчивость в переходных режимах.

На временных диаграммах фиг. 2 в и фиг. 2 г приведены напряжения на выходе компаратора 5 и элемента ИЛИ 12.

Применение устройства для управления преобразователями частоты, работающими на двигательную или RL — нагрузку позволяет упростить схему по сравнению с двухканальными схемами-аналопами и достичь лучшего гармонического состава выходного тока по сравнению с устройством-прототипом, повысить ус-. тойчивость, в том числе к быстрым переходным процессам, повысить равномерность токовой загрузки вентилей, что позволяет получить экономию за счет снижения аппаратурных затрат и улучшения режимов работы нагрузки. Применение устройСтва позволяет увеличить верхний диапазон выходной частоты преобразователей с непосредственной связью.

Формула изобретения устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащее датчик тока нагруэки и генератор задающего сигнала, связанные с сумматором, к выходу которого подключены компаратор и интегратор, имеющий накопительный элемент, подсоединенный ко второму входу компаратора, распределитель управляющих импульсов и блок раздельного управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения гармонического состава тока нагрузки, повышения устойчи» вости и обеспечения равномерной загрузки силовых вентилей, оно снабжено управляемым ключом, шунтирующим накопительный элемент указанного интегратора, логическим инвертором, двумя элементами И и элементом ИЛИ, причем

592003

Составитель Ю. Андреев

Техред 3 Фанта Корректор С.Гарасиняк.

Редактор И.Тимофеева

Тираж 892 Подписное

Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 614/51

ЦИНИПИ

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 выход компаратора связан с первым элементом И непосредственно, а со вторымчерез лог ческий инвертор, вторые входы элементов И связаны с прямым и инверсным выходами блока раздельного управления соответственно, а выходы элементов И подключены к управляющей цепи ключа через элемент ИЛИ.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1.Патент Великобритании 9 984567, кл. H 02 Г,1968, 2.Авторское свидетельство СССР

Р 243046, Н 02 Р 13/16,1966.

З.Сборник Преобразовательная техника,НЭТИ, Новосибирск, 1975,с.20-24.