Способ управления инвертором и устройство для его осуществления

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (11i 743160

Союз Советск ни

Социапмстмческих

Республмк

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополиительное к авт. свил-ву (22)Заявлено 30.12,77 (21) 2562120/24 07 с присоединением заявки,%— (23) Приоритет—

Опубликовано 25.06 80 Бюллетень М 23

Дата опубликования описания 28 06 80 (51)M. Кл.

Н 02 P 13/18

Гооудорстоенный комитет но делом изобретений и отнрытий (53) У,Д,К 621,316. . 727(088. 8) (72) Автор изобретения

Л. А. Мариннчев (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности, к ведомым я автономным инверторам тока, управляемым выпрямителям, выполненным на тнристорах.

Известен способ управления инвертором

5 тока, содержащим коммутатор и компенсатор реактивной мощности, состоящий в том, что формуют серию управляющих импульсов от задающего генератора, то подают ее на вентили компенсатора, фЬр» . мнруют серию управляющих импульсов, синхронизированных по фазе с выходным напряжением инвертора, и подают ее на вентили коммутатора (1).

Недостатком этого способа является

1теобходимость в регулировании фазы выходного напряжения н в дополнительном устройстве для пуска ннвертора. Кроме того, для некоторых схем инверторов применение такого спос оба упра влек ня ,приводит к плохому качеству переходных процессов при изменении нагрузки н не

2 обеспечивает коммутационную устойчивость инвертора.

Известен также способ управления инвертором, содержащим коммутатор н компенсатор, состоящий в том, что фор-мируют две серии управляющих импульсов от задающего генератора и подают ях на вентили коммутатора я компенсатора |2). Этот способ является наиболее близким по технической сущности и до. стигаемому результату к предлагаемому.

Способ осуществляют с помощью устройства, содержащего задающий генератор, к выходу которого подключены фор- . мирователи импульсов компенсатора н коммутатора (33.

Недостатком указанного способа является то, что инвертор с такой системой управления в дннамнческих режимах имеет низкую коммутационную устойчивость н плохое качество переходных процессов.

Цель нзобретення - увеличение надежности ннвертора путем уменьшения вели743160 а чины церейапряжения в динамических режимах работы.

Это достигается тем, что формируют дополнительную серию управляющих импульсов, синхронизированных с переменным нецражением коммутатора в фазе, соответствующей углу опережения, при котором величина переменного напряжения инвертора не превышает допустимой, и подают цх на вентили коммутатора на время, при котором угол опережения больше допустимой величины, причем фазу дополнительной серии импульсов управления регулируют в функции входного напряжения инвертора.

Такой способ может быть осуществлен с помощью устройства, содержащего формирователь импульсов коммутатора и формирователь импульсов компенсатора, входы которых подключены к выхоцу задающего генератора, которое снабжено допол° нительным формирователем импульсов и формирователем синхроимпульсов, причем дополнительный формирователь управления подключен к формирователю импульсов управления коммутатора и к шинам постоянного тока и через формирователь синхроимпульсов — к шинам переменного тока коммутатора.

На фиг, 1 представлена функциональная схема параллельного инвертора тока с устройством управления, реализующим предложенный способ; на фиг. 2 - схема формирователя импульсов коммутатора и формирователя дополнительной серии импульсов; на фиг. 3 - диаграммы изменения линейного напряжения коммутатора и сигналов в схеме формирователей импульсов коммутатора.

Постоянное напряжение ОД от источника поступает через дроссель 1 на коммутирующий блок, состоящий из тиристоров 2-7, включенных по трехфаэной мостовой схеме. На стороне переменного тока коммутатора подключены коммутирующие конденсаторы 8-10 и компенсатор реактивной мощности, состоящий из дросселей 11-13 и последовательно с ними включенных тиристоров 14-1 9.

Устройство управления. содержит задающий генератор 20, формирователь 21 импульсов коммутатора, формирователь 22 импульсов компенсатора, формирователь

23 дополнительной серии импульсов и формирователь 24 синхроимпульсов. Формирователь 21 для двух противофазных каналов коммутатора, в свою очередь, содержит фаэосмещающее устройство 25, 5

55 служащее для преобразования непрерывного сигнала регулятора Llp во временной интервал задержки импульсов, управления тиристорами 2-7 относительно импульсов задающего генератора 20, и соединенный с ним триггер 26, к которому подключены первые входы элементов 27 и 28 совпадения. Триггер 26 служит для распределения импульсов по противофазным каналам. Вторые входы элементов 27 и 28 подключены к формирователю 23, а выходы подключены к выходным усилителям

29 и 30, формирующих импульсы управления тиристорами, работающих в противофазе. Формирователь 23 дополнительной серии импульсов содержит фазосмещающее устройство 31, служащее для преобразования сигнала Ц во временной интервал задержки импульсов относительно синхроимпульсов формирователя 24.

Выходы устройств 31 и 24 подключены ко входу. триггера 32, служащего для распределения импульсов по противофазным каналам.

Данное устройство, содержащее генератор, фазосмещающие узлы, распределители импульсов и выходные усилители, выполнено по многоканальной схеме, в каждом канале которой формируют два противофазных импульса. Аналогичным образом устройство может быть выпол- нено по одноканальному принципу управления тиристорами преобразователя. Б качестве задающего генератора могут быть использованы известные схемы генераторов прямоугольных импульсов.

Фазосмещающие устройства могут быть выполнены на основе регулируемых одно« вибраторов, блокинг-генераторов и множества других схем фазосмещения, выполняемых по вертикальному принципу с различной формой кривой опорного на пряжения. Показанный на фиг. 2 распре- „ делитель выполнен на основе Д-К триггера,=,но может быть выполнен и на других типах триггеров, имеющих входную логику, или на дешифраторах. Формирователь синхроимпульсов строится на основе компараторов, позволяющих формировать импульсы в определенной фазе по отношению к кривой переменного напряжения.

B нормальных режимах работы, преобразователя на выходе фазосмещающего устройства 25 формируются импульсы—, передние фронты которых совпаt дают с фронтами импульсов О г, а дли-., тельность их сС определяется сигналоМ

743160 регулятора Цр . Эти импульсы поступают на сицкронизирующий вход С триггера

26. На входы J u K этого триггера подаются противофазные сигналы Ц г, Переключение триггера происходит по,заднему фронту Ц ф в моменты и „, которые соответствуют формированию импульсов коммутатора при угле опережения Р, задаваемому сигналом Ор . В это время в формирователе 24 формиру- 0 ются импульсы U@ <, которые запускают фазосмещающее устройство 31. Под действием этик импульсов на выходе устройства 3 1 формируются импульсы Офс у которых передние фронты совпадают с фронтами импульсов 0(пс,„,, а длительность их O(g зависит от величины Ц.

Импульсы О с2 поступают на вход С триггера 32, а противофазные импульсы

Ц „- на входы «J и К. Переключе- 20 ние триггера происходит по заднему фронту Цфс в моменты g< и ф., соответствующие формированию управляющих имцульсов коммутатора при максимально допустимом угле опережения Ъ ц-,х, В усилителях 29 и 30 под действием передних фронтов импульсов Uq и ОЧ-, поступающих от элементов 27 и 28, формируются импульсы управления тиристорами коммутатора IJ и U . В этом слу- Зо

Ч2 4 чае угол опережения инвертора соответствует сигналу регулятора Up для данного режима работы преобразователя и будет равен н, В динамических режимах работы пре- 35 образователя:(например, при сбросе нагрузки) кривая напряжения на коммутаторе U смещается вправо и. увеличивается. по амплитуде как показано на фиг. 3 после момента Ь . Так как изменения в кри* и вой напряжения 3 „происходят, достаточно быстро, а сигнал регулятора Ор не успевает изменить задержку с(импульсов на требуемую величину, то амплиФс< ф туда напряжения Ц может значительно превзойти цопустимую для установленных в преобразователе элементов (тиристоров, конденсаторов, трансформаторного оборудования).

Введение в схему управления дополни- о тельных формирователей 23 и 24 импульсов 0(з д,2 позволяет устранить этот неQocTBToK, На диаграммах фиг. 3 II0K838H0, что при изменении фазы и амплитуды кривой напряжения Ц соответствующим об- 5 разом изменяется фаза импульсов Ор,тпо х, Так как задержка в устройствах 25 и 31 сокраняется прежней Д. и d то передний фРонт сигнала 0р,,с,к2 бУдет опеРежать задний фронт сигнала 0 . В результате передние фронты сигналов Оу и ОЧ формируются не в моменты t< и

$®, соответствующие сигналам О г„и ()Ъг ом "ты tz и 9. B этом

ЪГ Д. режиме усилители 29 и 30 формируют импульсы управления коммутатора в моменты - и, соответствующие максимально допустимому углу опережения

Величина максимального угла выбирается из условия обеспечения допустимой величины перенапряжений и .обеспечивается соответствующей настройкой компараторов 24 и фаэосмещающего устройства 31. Юля того, чтобы величина перенапряжения была одинакова при всех значениях входного напряжения U, длительность d< импульсов ЦфС2 регулируется в зависимости от величины Цд . Причем большим значением Ug соответствуют большие значения с(2.

Таким об(азом, в динамических режимак работы инвертора, когда угол опережения коммутатора больше максимально допустимого, управление вентилями коммутатора осуществляют от дополнительной серии импульсов, синкронизированных с напряжением на коммутаторе. Такая синхронизация обеспечивает работу инвертора с максимально допустимым углом опережения. Так как величина переменного напряжения на коммутаторе (при U = g$) обратно пропорциональная величине CoSP, а угол опережения не может быть больше максимально допустимого, то величина этого напряжения также не может быть больше допустимой величины. Это свойство данного способа обеспечивает уменьшение перенапряжения и увеличение надежности инвертора.

Формула изобретения

1. Способ управления инвертором, содержащим коммутатор и компенсатор, состоящий в том, что формируют две серии управляющих импульсов от задающего генератора и подают их на вентили коммутатора и компенсатора, о т л и— чаю щ ийс я тем, что, сцельюувеличения надежности инвертора путем уменьшения величины перенапряжения в динамических режимах работы, формируют дополнительную серию управляющих импульсов, синхронизированных с переменным напряжением коммутатора в фазе, 7 74 соответствующей углу опережения, при котором величина переменного напряжения иввертора не превышает допустимой, и подают их на вентили коммутатора на вреМя, npi котором угол опережения больше допустимой величины, причем фазу дополнительной серии импульсов управления регулируют в функции входно. го напряжения инвертора.

2. Устройство для осуществления способа управления инвертором по и. 1, содержащее шины постоянного и перемен ного тока, задающий генератор, к выходу которого подключены формирователь импульсов компенсатора и формирователь, импульсов коммутатора, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным формирователем импульсов ун-.

3160 8 равления и формирователем синхроимпуль сов, причем дополнительный формирователь импульсов управления подключен к ,формирователю импульсов управления ком-. мутатора и к шинам, постоянного тока и через формирователь синхроимпульсов— к шинам переменного тока коммутатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1ц 1. Авторское свидетельство СССР

Ж 259256, кл. Н 02 М 1/OS, 1964. . 2. Раскин Л. Я., Стабилизированные автономные инверторы тока на тиристорах, M., Энергия," 1970 .

153. Ковалев Ф. И, и др. Стабилизиро. ванные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением, M., Энергия, 1972.