Устройство для управления последовательным инвертором

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (1 1Г60530 4

Се43 60еетсйкй

3якелксткческкХ

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.12.76 (21) 2429065/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.78. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания 21.04,78 (51) М. Кл. Н 02Р 13/18

Государственный комитет

Совета Министрае СССР но лелем изобретений и открытий (53) УДК 621.316,727 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. В. Дрягин, Ю. И. Курашко, С. Ю. Кропотухин, В. А. Глухих, Н. С. Маринин и В. H. Макаров (71) Заявители

Уральский; ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. С. М. Кирова и Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ

ИНВЕРТОРОМ

°,зобретение относится к преобразовательi,я технике и предназначено для управления многоячейковыми тиристорными преобразователями частоты.

Известно устройство для управления тиристорными преобразователями частоты, содержащее задающий генератор импульсов управления, распределитель импульсов и формирователи-усилители импульсов управления. Недостатком данного устройства являются ограниченныс функциональные возможности.

Из известных устройств управления наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для управления тиристорным преобразователем, содержащее задающий генератор, соединенный с входом элемента И, на второй вход которого подается сигнал от независимой системы пуска, выход элемента И соединен со счетным входом первого триггера, оба выхода которого соединены соответственно со счетными входами двух других триггеров, прямые и инверсные выходы последних образуют тактовые выходы системы управления инвертора, через формирователи импульсов и выходные усилители они соединяются с силовыми тир исторами инвертора.

Недостатком данного устройства является то, что оно может управлять инвертором, работаюецим только в четырехтактном режиме, н не может быть использована для управленпя пнвертором с большим числом тактов, а также не позволяет осуществлять изменение ,режима работы инвертора без изменения принципиальной схемы упра вления и самого инзсртора. Такое переключение особенно необходимо при работе ннвертора на переменную нагрузку. Когда, например, с увеличением сопротивления нагрузки последовательного инвестора характер тока нагрузки переходит

10 нз колебательного в аперподическпй, прп этом время, предоставляемое для восстановления управляемости тиристоров, может резко сокращаться, что исключает возможность его работы на такие сопротивления.

15 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Поставленная цель достигается тем, что устройство управления последовательным инвертором снабжено кольц вым распределителем, дву20 мя распределителями импульсов с переменным циклом работы и пороговым элементом, причем выход задающего генератора соединен с входом логического элемснта И через формирователь импульсов, выход элемента И со25 ед :нен со счетным входом первого из трех последовательно соединенных триггеров t; с кольцевым распрсделителем, выходы триггеров также соединены с входами кольцевого распределителя, нечетные выходы последнего соЗО едпнсны с входамп первого распределителя

605304

ЭЭ

СО

65 импульсов с переменным циклом работы, четные выходы с входами второго распределителя импульсов с переменным циклом работы, выходы которых соединяются с выходными усилителями, вход порогового элемента подключен к выводу для подключения параллельно нагрузке инвсртора, а его выход соединен с управляющими входами обоих распределителей импульсов с переменным циклом работы.

На чсртсжс представлена схема силовой части последовательного инвертора и устройства упра влсния.

Устройство содержит задаюший генератор 1, выходом подключенный ко входу формирователя импульсов 2, выход которого "оединен со входом элемента И 3, триггеры 4, 5, б, кольцевой распределитель импульсов 7, распределители импульсов с переменным циклом работы 8, 9, пороговый элемент )0, восемь выходных усилителсй 11, 12, силовые т ри торы

13 — 20 преобразователя.

Устройство работает следующ..м ооразом, При работе инвертора на нагру5<ó, сопротивление которой ниже критического:i исключающего колебательный характер процессов в инверторе. напряжение на нагрузке ниже напряжения срабатывания порогового элемента.

На его выходе существует си на.i,логического нуля, который подается на управляющие входы распределитслей импу. ьсов с переменным циклом работы, в них происходит перераспределение импульсов управления, поступающих от кольцевого распределителя таким образом, что силовые тиристоры инвертора работают в четырехтактном режиме, т, е. одновременно в первом такте включаются тиристоры 13 и 15, во втором 14 и 18, в третьем

17 и 19, в четвертом 14 и 20. Таким образом, мосты инвертора .работают одновременно.

Время восстановления управляемости прямых тиристоров определяется при этом временем паузы между выключением прямого тиристора и включением обратного, когда к тиристору прикладывается обратное напряжение, определяемое коммутирующим контуром, а также временем горения этого обратного тиристора и равно примерно половине периода выходной частоты инвертора.

При увеличении сопротивления нагрузки ток нагрузки переходит из колебательного характера в апериодический, т. е. ток начинает затягиваться и,время восстановления управляемости тиристоров начинает сокращаться. Время становится .недостаточным, что в конечном итоге может привести к срыву инвертирования. Но с ростом сопротивления нагрузки растет и напряжение на ней и при достижении заданного уровня, который характеризует начало перехода процессов, протекающих в инверторе из колебательного характера в апериодический срабатывает пороговый элемент, подключенный параллельно нагрузке, и на его выходе появляется сигнал логической единицы. а

i5

2О

25 зо

Распределитель импульсов с переменным циклом работы, а с ним и инвертор переводятся при этом в восьми. актный режим поочередной работы мостов, Порядок работы силовых тиристоров при этом соответствует их порядковой нумерации. Время восстановления управляемости прямых тиристоров в таком режиме увеличивается до трех полупериодов выходной частоты, т. е. примерно в три раза больше по спавнению с предыдущим режимом.

При дальнейшем увеличении сопротивления нагрузки ток прямого тиристора может затяг.;ваться еще на полпериода так, что тиристор выключается только тогда, когда, в свою очередь, включается прямой тиристор в другом мосту, увеличивающееся напряжение на нагрузке в течение следующего полупериода будет обратным по отношению к тиристору, работавшему в предыдущем полупериоде. Время восстановления управляемости при этом остается равным двум полупериодам выходной частоты инвертора, что даже больше, чем в предыдущем режиме. Время восстановления управляемости обратных тиристоров в обоих режимах значительнс больше времени восстановления управляемости прямых и поэтому не является определяющим.

В случае, если сопротивление нагрузки начнет уменьшаться, пороговый элемент переключается в исходное состояние, и, следовательно система управления и инвертор возвращаются в четырехтактный режим одновременной работы мостов.

Таким образом, нагрузочный диапазон инвертора за счет такого перехода режимов работы значительно расширяется, Но так как режим одновременной работы мостов является наиболее предпочтительным для наиболее полного использования силовых тиристоров, а также наиболее экономичных процессов, протекающих в инверторе, и напряжения на нагрузке по форме близкого к синусоидальному, этот режим является определяющим в работе всего преобразозателя, В то же время он не исключает второй режим, необходимость в котором может возникнуть при технологическом изменении сопротивления нагрузки, а также при непредусмотренных аварийных сбросах нагрузки.

Формула изобретения

Устройство для управления последовательным инвертором, содержа шее задающий генератор, элемент И, три последовательно соединенных триггера, формирователь импульсов и выходные усилители, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено кольцевым распределителем, двумя распределителями импульсов с переменным циклом работы и пороговым элементом, причем выход задающего генератора соединен с входом элемента И через формирователь импульсов, выход элемента И соединен со счетным входом первого из

605304

Ф 19

20 !7

U y

Составитель О. Парфенова

Редактор Н. Старикова Техред А. Камышникова Корректоры: И. Позняковская и Л. Брахннна

Заказ 589/17 Изд. ¹ 409 Тираж 892 Подписное

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 трех последовательно соединенных триггеров и с кольцевым распределителем, выходы триггеров соединены с входами кольцевого распределителя, нечетные выходы последнего соединены с входами первого распределителя импульсов с переменным циклом работы, четные выходы — с входами второго распределителя импульсов с переменным циклом работы, выходы которых соединены с выходными усилителями, вход порогового элемента подключен к выводу для подключения параллельно нагрузке инвертора, а его выход соединен с управляю1цими,входами обоих распределителей импульсов с переменным циклом работы.

Источники информации, принятые во .внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 469201, кл. Н 02Р 13/16, 1975.

2. Система управления тиристорным преобразователем ультразвуковой частоты. Тезисы

10 докладов Всесоюзного научно-технического семинара. Уфа, Уфимский авиационный институт, 1974.