Способ управления инвертором тока и устройство для его осуществления

 

О П И С А Н И Е (ц7449О2

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) За»лево 17.03. 78(21) 2590457/24 07 с присоединением заявки И (23) ПриоритетОпубликовано 30.06.80. Бюллетень K 24

Дата опубликования описания 02.07.80 (5! )М. Кл .

Н 02 P 13/18

Гаоударстеенный комитет

СССР (53) УДК 621. 314„

-27(088.8) ио лелем имбретений и открытий (72) Автор изобретения

Л. А. Мариничев (7l) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ ТОКА

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к автономным инверторам тока, выполненным на управляемых полупроводниковых элементах.

Известен способ управления инвертором тока, содержашим коммутатор и компенсатор реактивной мошности, путем формирования серии управляюших импульсов от звдаюшего генератора и подачи ее на вентили компенсатора, и серии управляюших импульсов, синхронизирован- ных по фазе с выходным напряжением инвертора, и подачи ее на вентили коммутатора f13 и (2g. т3

Однако при реализации этого способа появляется необходимость в регулировании фазы выходного напряжения и в дополнительном устройстве для пуска инвертора. Кроме того, в ряде случаев применение такого способа управления приводит к снижению качества переходных процессов при изменении нагрузки и не обеспечивает коммутационную устойчивость инверторв.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является способ управления инвертором, содержащим коммутатор, компенсатор, звдаюший генератор, датчик входного тока, шины переменного тока, коммутатора, путем формированиях двух серий управляюших импульсов, синхронизоввнных от задающего генератора, и подачи их va вентили коммутатора и компенсатора I3).

Однако инверторы, реализующие такой способ управления в динамических режимах, имеют низкую коммутационную устойчивость, плохое качество переходных процессов.

Oem изобретения — повышение коммутационной устойчивости инвертора тока в динамических режимах работы.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления инвертором, содержвшим коммутатор, компенсатор, шины переменного тока, коммутатора„звдаюший

744902 генератор, датчик входного тока, путем формирования двух серий управляюших импульсов, синхронизованных от задеюшего генератора, и подачи их на вентили коммутатора и компенсатора. Форл:;ируют дополнительную серию управляющих импуль-:. сов, синхронизированных с переменным напряжением коммутатора в фазе, при которой угол опережения коммутатора соответствует минимально допустимой величине, и подают их на вентили коммутатора на время, при котором угол Опе= режения меньше допустимой величины, при этом фазу дополнительной серии импульсов регулируют в функции входного тока инвертора.

Устройство для управления, содержашее задаюший генератор, к выходам которого подключены формирователь импульсов компенсатора и формирователь ?а импульсов коммутатора, шины переменного тока коммутатора датчик входного тока, снабжено допопнитепьным фор= л ироваталам HMngII&coB, подключенным выходом к формирователю импульсов ком= 2.! мутатора, одпим входом — к шинам переманного тока коммутатора, е вторым входом — к датчику входного токе инвертора.

Ка фиг. 1 представлена принципиаль- »О ная электрическая схема параллел..но по-следовательного инвартора тока с устройством управления, реализуюшим предложенный способ; на фиг. 2 — принципиальная электрическая схема формиро- З! вателя импульсов коммутатора и формирователя дополнительной серии импульсов, на фиг. 3 — диаграммы измакения напряжения на тиристоре коммутатора

H сигналов в схеме формирователя импуль--4О сов коммутатора. !

Инвертор (фиг. 1) содержит дроссель

1, подключенный одним выводом к положительному полюсу источника питания, е

$5 другим выводом — к анодам тиристоров

2,3 и 4 коммутатора, подключенных катодами K анодам других тиристОров 5, 6 и 7 коммутатора. На стороне перемелн1готока коммутатора включены коммутирующие конденсаторы 8-10, последовательные конденсаторы 11-13 и компенсируюшие конденсаторы 14-16. Параллельно компенсируюшим конденсаторам 14-16 подключен компенсатор реактивной моШности, состояший из дроссепей 17-19 и последовательно с ними включенными тиристорами 20-2 5. Устройство управления содержит задаюший генератор 26, подыпоченный к формирователю 27 импульсов коммутаторе, к формирователю -8 импульсов комиаHcQTOBQ и (pop мироватапь 29 допспнитапьной серик импульсов, Формирователь импульсов дпя двух противофазных кенапов коммутатора 27 (фиг. 2) содержит сзезосмешающаа устройство 30, служешее дчя преобразования непрерывного сигHQHQ регулятора во вралиенной интервал задержки импульсов управления тиристорами относительно импульсов задающего! генератора 26, и соединенный с eanQIomHM генератором

26 и форми роваталем . 9 распределитель

31, служащий для распределения импуль= сов по противофазным укеналем„. выходы которого подключены каналам, усидителям 32 H 33, Ьормируюших импульсы управления тиристорами коммутатора, работеюших в противофазе 2 и 5, или

3 и 6, Нпп 4 и 7 (фиг. 1). Формирова29,!,Опопнитепьной серии импульсоВ. Спужеший дця формирования импульсоа асинхронной установки распределителя 31„.содержит последовательно вкпю-!енпыа комператор 34 H формирователь

35.

,,раПСтаВПОН,!Ь;Е НQ +HI 3 днаГДЕММЫ содержат вы,-одное переменное напряжеIH а 36, имп",пьсы 3 38де10шаго — анераторе, импульсы 38 фезосмешеюшего устройстве, --.-Мпупьсы 39 и 40 формирователя дополнительной серии, импульсы

4 и 42 угпоавпан!IH.. !редлагеамоа устройство управления, сод!еожещаа I eHepQTop, QQ3ocMа етощие узпь!, распределители и выходи ie усилители, выполнено .:o многоканальной cxe,Ie, в каждом канале которой формируют два npoTHI-,офезных .мпульса. Аналогичным образ", устройство может быть выполнено по aBHOI!епапьному принципу управления тиристорами преобразователя.

Б качества задеюшего генератора могут быть использованы:.ыироко известные схемы =enepQTopoB прямоугольных импульсов, Фезосмашелоши е устройстве могут быть выпопна Ibl на основе регулируемых одновибраторов, бпокинг-генеpQTopQ и других BQpHQHToB схем QQ3o смешения, BLIHOIIHHeмых по вертикальному принципу с различной формой кривой опорного напряжения! Г редставланный ца;!",иг 2 pQcnpeiie,",,HTeëB„выполненный на основе 7-A триггe",Q,. может состоять из нескольких триг-аров пои одноканаль-!

1. Способ управления иквертором тока, содержащим коммутатор, компенсатор, датчик входного тока, задающий генератор, шины переменного тока коммутатора, путем формирования двух серий управляющих импульсов, синхронизированных

5 7449 ном исполнении. Выбор схемы распределителя зависит от принципа фазосмеше ния и элементной базы, на которой выполняется устройство. Схема может бьггь выполнена на других типах триг .геров, имеющих входную логику, ипи ка дешифратор ах.

Устройство работает следующим образом.

В кормапьных режимах работы преобразователя на выходе фазосмешаюшего устройства 30 формируются импульсы

38, передние фронты которых совпадают с обоими фронтами импульсов 37 генератора 26, а длительность их с - определяется сигналом регулятора (на чертеже не показано). Эти импульсы поступают на сикхронизируюший вход С триггера распределителя 31. На входы . и К подаются противофазно сигналы 37. Пере-20 ключение триггера происходит по заднему фронту импупьсов 38 в моменты з и его состояние после очередного переключения определяется синхронной таблицей состояний,У- /(триггера. В усидителях 32 и 33 под действием одного из фронтов выходного сигнала триггера формируются импульсы 41 и 42 управления тиристорами. В результате формирование импульсов каждым из уси- ЗО дителей 32 ипи 33 происходит в моменты ипи / один раз за период основной частоты преобразователя. В этом случае угол опережения инвертора задается сигналом регулятора (на чертеже не показано), который подается на фазосмешаюшее устройство 30, угол опережения при этом равен„д, .

Компаратор 29 и формирователь 35 в это время формируют импудьсы 39 и юЯ

40 из кривой напряжения 36 коммутатора в моменты соответствующие углу опереженияg . Поскольку импульсы

39 и 40 отстают от заднего фронта импульсов 38, они не оказывают влияния

45 на работу триггера 31.

В динамических режимах работы пре.образователя при увеличении нагрузки происходит резкое изменение формы кри 50 вой напряжения 36 на коммутаторе. При этом кривая напряжения на тиристорах смешает ся влево и уменьшается по амплитуде (на фиг. 3 показана пунктиром). В результате угол опережения 8 уменьшаеч

55 ся до величины др, которая меньше допустимого знач ения, необходимого дпя восстановления вентипьных свойств тиристора, что приводит к срыву инвер02 6 тора, Последнее вызывается также тем, что изменение формы кривой напряжения происходит достаточно быстро, а сигнал регулятора не успевает изменить задержку K импульсов 38 на требуемую величину.

Введение в схему управления дополнительного формирователя 29 импульсов

39 и 40 позволяет устранить этот BBдостаток. Импульсы 39 и 40 формируются в определенной фазе по отношению к напряжению 36 и смешение этой кривой ка угол „Д -Я вызовет изменение фазы импульсов 39 и 40 на ту же величину

Поэтому на асинхронные входы К и триггера 31 импульсы 39 и 40 поступают раньше импульсов 38 и триггер будет переключаться в моменты 1 к 1 соответствующие углу опережения Р„д °

Рассмотренное выше устройство обеспечивает повышенную коммутационную устойчивость инвертора, угол коммутации у которого равен нулю и поэтому угол. предоставляемый для восстановления (угол запирания) вентиля, равен углу опережения инвертора. В реальных цреобразоватедях угол коммутации может иметь величину, соизмеримую с углом опережения. Тогда в динамических режимах за счет уведичения угла коммутации угол, предоставляемый для восстановления вентиля уменьшается до

У величины, при которой происходит срыв инвертирования. Для устранения указанного недостатка фазу дополнительньгх импульсов регулируют в функции входно|о тоха j J . Причем большим величинам входного тока соответствуют большие углы опережения.

Таким образом, осуществляя управление инвертором при уменьшении угла опережения до минимально-допустимой величины от дополнительной серии импульсов, синхронизированных с переменным напряжением на коммутаторе с помощью рассмотренного устройства, обеспечивается повышенная коммутационная устойчивость и повышенная надежность инвертоPG» формула изобретения

Г" Г

Ij 9 1

4»

3.

1 от задаюшего генератора, и подачи их на силовые вентили коммутатора и компенсатора, отличающийся тем., что, с цепью об ас п ач ения п овыш е иной коммутационной устойчивости и ив ертора в динамических режимах, формируют дополнительную серию управляюших импульсов синхронизированных с kkLpBMÐíktbkì напряжением коммутатора в фазе, при которой угол опережения коммутатора )и соотва.гствуат минимально допустимой величина, и подают их на вентили коммутатора на время, при котором угол опережения меньше допустимой величины.

2. Способ по и. 1, о т л и ч а гош и и с я тем, что фазу дополнитель-= ной серии импульсов регулируют в функ= ции входного тока ипвертора, 3. Устройство для осушествления способа по пп. 1 и 2, содержашее коммутатор„датчик входного тока„шины переменного тока коммутатора, задаюший генератор, к выходам которого подключены формирователь импульсов компенсатора и формирователь импульсов коммутатора, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что оно дополнительно содержит формирователь импульсов, подключенный выходом к формироватмпо импульсов коммутатора, одним входом — к шинам переменного

TozQ коммутатора а вторым входом к датчику входного тока инвертора.

Источники информации, 2 принятые во внимание при экспертизе

1, Авторское свидетельство СССР

К 259256, кл. Я 02 Р 13/18, 1968.

2. Раскин Л. Я. Стабилизированные автономные инверторы тока на тиристорах, М., "Энергия", 1970, с. 18-20, 40-42, 46-50.

3. Ковалева Ф. К. и др. Стабилизированные автономные инверторы с синусо -;дальным выходным напряжением. М„

"Энергия", 1 972.

Составитель K Калиниченко

Редактор А. Мотыль Техред К.Касжлевич Корректор: M. Коста

Заказ 3830/21 Тираж 783 Подписное

UHHN ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4