Способ раздельного управления непосредственным преобразователем частоты

 

I Д

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1111 682988

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.01.74 (21) 1986642/24-07 (51) М. Кл.-

Н 02М 5/27 с присоединением заявки №вЂ” по лелем изобретеиий Опубликовано 30.08.79. Бюллетень № 32 (53) УДК 621.314.27 (088.8) и открытий

Дата опубликования описания 30.08.79 (72) Авторы изобретения

И. В. Нежданов и М. М. Юхнин (71) Заявитель (54) СПОСОБ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Государствеииый комитет (23) rIpHOpHTt T

Изобретение относится к способам осуществления раздельного управления непосредственными преобразователями частоты (НПЧ) с естественной коммутацией и может быть также применено при построении реверсивных вентильных преобразователей.

Известные способы раздельного управления противоположными группами вентилей непосредственных вентильных преобразователей предусматривают слежение или за током силового коммутатора преобразователя, или за состоянием проводимости силовых вентилей преобразователя.

Недостатки таких систем общеизвестны: большой вес, низкая помехозащищенность, низкая чувствительность, сложность обеспечения работы на противо-ЭДС.

Известен также способ раздельного управления, по которому момент отпирания вентилей противоположных групп мостов изменяют в функции сигнала, представляющего разность между выходным и эталонным напряжениями, и переключают вентили противоположных групп мостов при смене полярности выходного тока.

Этот способ наиболее близок по технической сущности к предлагаемому и принят за прототип.

Однако этот способ сложен с точки зрения реализации и не способствует в достаточной мере снижению массы и габаритов преобразователя.

Цель изобретения — упрощение реализации и уменьшение массы и габаритов преобразователя.

Для этого переключение вентилей противоположных групп мостов осуществляют упомянутым разностным сигналом, из которого предварительно отфильтровывают высокочастотную составляющую.

На фиг. 1 (а — е) представлены эпюры, иллюстрирующие предлагаемый способ раздельного управления, соответственно при активной, индуктивной и емкостной нагрузках преобразователя.

На фиг. 2 представлена блок-схема устройства управления, реализующего предлагаемый способ.

Суть предлагаемого способа заключается

2О в следующем.

Как известно, при построении системы управления непосредственным преобразователем частоты по принципу слежения выходное напряжение преобразователя формируется в фазе с напряжением эталонного задающего генератора. При этом формирование осуществляется путем сравнения выходного напряжения с эталонным, интегрирования разницы сравниваемых напряжений и выработки импульсов управления

682988 силовыми тиристорами в соответствующие моменты времени.

На фиг. 1а представлены эпюры сигналов Il, 1, пропорциональных эталонному (Iz) и выходному (I>) напряжениям преобразователя, при работе последнего на активную нагрузку (ток нагрузки коммутатора 1„).

Как видно, при непрерывном слежении за формой кривой эталонного напряжения и при наличии на выходе преобразователя конденсатора фильтра разница между сигналами, пропорциональными эталонному и выходному напряжениям НПЧ меняет знак при переходе выходного напряжения (тока) через ноль, и, следовательно, может являться индикатором моментов перехода через ноль тока нагрузки силового коммутатора

НПЧ для системы раздельного управления.

Действительно, при непрерывном слежении за эталонным сигналом сигнал Il, пропорциональный выходному напряжению, ниже сигнала I, пропорционального эталонному напряжению на всем этапе формирования полуволны выходного напряжения.

При спаде тока нагрузки силового коммутатора до нуля с некоторым запаздыванием, обусловленным естественной коммутацией тиристоров, спадает до нуля и выходное напряжение преобразователя, после чего под действием сигналов параметрического канала управления начинает формироваться противоположная полуволна выходного напряжения НПЧ и все процессы повторяются вновь.

Следовательно, при переходе тока нагрузки силового коммутатора через ноль меняет знак разница эталонного и выходного напряжения НПЧ.

Рассмотренные процессы протекают апа. .огично и при индуктивной нагрузке силового коммутатора НПЧ, как показано на фиг. 1 б.

Пусть в момент 4 начинает формироваться положительная полуволна выходного напряжения НПЧ какой-либо группой вентилей, работающей в выпрямительном режиме.

В момент t> эта группа вентилей переходит в инверторный режим, но разница между эталонным и выходным напряжениями сохраняется того же знака.

В момент 4 ток нагрузки силового коммутатора спадает до нуля, следовательно, спадает до нуля и разница эталонного и выходного напряжений преобразователя.

Через время задержки, обусловленное временем выключения тиристоров, начинает формироваться противоположная полуволна выходного напряжения преобразователя, причем так же, как и ранее, эталонное напряжение прсвышает выходное. Следовательно, в момент 4 происходит изменение знака разницы эталонного и выходного на5 0

l5

05 пряжений преобразователя и, таким образом, этот момент времени (t>) — момент спада тока нагрузки силового коммутатора до нуля — может быть использован для переключения противоположных групп вентилейй системой раздельного управления преобразователя.

При емкостной нагрузке преобразователя процессы протекают аналогично, как показа <о на фиг. 1 в.

На фиг. 1 г, д, е изображены сигналы, соответствующие интегрированной разности эталонного и выходного напряжений соответственно для активной, индуктивной и смкостной нагрузок коммутатора преобразователя. Как видно из этих эпюр, моменты перехода через ноль упомянутого сигнала рассогласования совпадают с моментами перехода через ноль тока нагрузки силового коммутатора, что, собственно, и является необходимым и достаточным условием для переключения противоположных групп вентилей по этому сигналу.

На фиг. 2 представлена блок-схема системы управления преобразователем, иллюстрирующая реализацию предлагаемого способа управления.

Эта система содержит источник питания

1 переменного тока, силовую часть преобразователя частоты 2 с непосредственной связью и естественной коммутацией, нагрузку 3 преобразователя, конденсатор 4 фильтра, ключи 5 и 6 системы раздельного управления, запрещающие прохождение импульсов управления на одну группу вентилей при работе противоположной группы вентилей, системы управления 7 и 8 соответственно положительной и отрицательной группами вентилей, источник эталонного напряжения 9, сумматор 10 сигналов эталонного и выходного напряжений преобразователя, интегратор 11, нуль-орган 12, переключающийся при переходе выходного сигнала интегратора через ноль и выдающий сигналы на переключение ключей 5 и 6 системы раздельного управления.

Устройство работает следующим образом.

Источник питания 1 через непосредственный преобразователь частоты 2 с естественной коммутацией связан с нагрузкой 3, причем выходное напряжение сглаживается конденсатором 4 фильтра. Система управления 7, 8 вырабатывает импульсы управления соответственно положительной и отрицательной группами вентилей, причем импульсы поступают на тиристоры через ключи 5 и 6 системы раздельного управления.

При прохождении тока силового коммутатора через положительную группу вентилей открыт ключ 5, а ключ 6 закрыт и наоборот. Сигнал управления на систему управления преобразователем заводится как по параметрическому каналу непосредст682988

Формула изобретения

7г

Составитель Г. Мыцык

Техред А. Камышникова

Редактор Н. Коляда

Корректор Е. Хмелева

Заказ 2120)12 Изд. № 496 Тираж 866 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР ио делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 венно от источника эталонного напряжения

9, так и по цепи обратной связи, построеннои на принципе слежения. При этом сигнал от источника 9 (1з) сравнивается с сигналом, пропорциональным выходному напряжению (11), интегрируется интегратором

11 и соответствующим образом подается в систему управления 7, 8, обеспечивая формирование выходного напряжения НПЧ в фазе с эталонным. Кроме того, выход интегратора 11 связан с нуль-органом 12, который вырабатывает сигналы, соответствующие полохкительной и отрицательной полуволнам (фиг. 1г, д, е) интегрированного сигнала рассогласования (1х ). Сигналы нуль-органа 12 подаются соответственно на ключи системы раздельного управления

5 — 6, обеспечивая формирование выходного напряжения без уравнительных токов.

Таким образом, предлагаемый способ построения системы раздельного управления преобразователя частоты обеспечивает отсутствие уравнительного тока НПЧ без»cпользования как токовых трансформаторов в цепи силового коммутатора, так и какихлибо других устройств, регистрирующих непосредственно открытое или закрытое состояние силовых тиристоров.

Способ раздельного управления непосредственным преобразователем частоты путем изменения момента подачи на вентили протиположных групп мостов отпирающих импульсов в функции сигнала разности между выходным и эталонным напряжениями и переключения вентилей противоположных групп мостов при смене полярности выходного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации и уменьшения массы и габаритов преобразователя, для определения полярности выходного тока используют указанный сигнал разности, отфильтрованный от высокочастотных составляющих.