Способ управления преобразователем частотыс непосредственной связьюи искусственной коммутацией

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1I I! 8I I 488

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.03.79 (21) 2735339/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень № 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М. Кл.з

Н 02Р 13/30

Государственный комитет (53) УДК 621.314.27 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. С. Федий, А. В. Козлов и А. В. Попов

Институт электродинамики АН Украинской ССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ

И ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания вентильных преобразователей частоты (ПЧ) с регулируемыми (стабилизированными) напря>кением и частотой. 5

Известен способ управления ПЧ с непосредственной связью и искусственной коммутацией, состоящий в том, что отключают тиристоры силовых мостов, замыкают выходные выводы преобразователя при по- 10 мощи тиристоров силовых мостов, выключают силовые тиристоры после отработки требуемой при широтно-импульсном регулировании (ШИР) выходного напряжения паузы, затем включают очередные силовые 15 тиристоры. При этом тиристоры, замыкающие выходные выводы 1(Ч, включаются в момент окончания перезаряда коммутирующих конденсаторов, т. е. с фиксированной, установленной заранее задержкой, которая 20 не зависит от величины тока нагрузки ПЧ и выбирается iio режиму холостого хода(1).

Недостатком указанного способа управления является дозаряд коммутирующих конденсаторов реактивным током нагрузки 25 в интервале времени между окончаш;см колебательного процесса перезаряда коммутирующих конденсаторов и включением тиристоров силовых мостов, замыкающих выходные выводы преобразователя. Увели- 30 чение напряжения на коммутирующих конденсаторах приводит к росту коммутационных потерь, а также требует увеличения класса используемых вен г11лей.

Наиболее близким и изобретению является способ управления преобразователем частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащим 111 силовых тир псторных мостов, зашунтированных коммутирующими дросселями, и общий узел искусственной коммутации, подкл1О11енныш через распределительные ве1тили к выводам постоянного тока силовых мостов, состоящ1гй в том, что выключа;от силовые TIIp»CTopii с помощью узла иск> сствепной IiGAIhi) T31I,IIII, ло ые тиристоры для замыкания выводов преобразователя, выключают их после паузы, треоуемой прп широтно-импульсном регулировании выходного напряжения, и включают следующие по алгоритму работы тиристоры силовых мостов (2).

Однако этот способ управлешгя недостаточно надежен вследстш с того, что управ.1с1151е ПЧ осущес гвл511от с фl1ксирова11ной задержкой, вь!Ора11по.l пo режиму холостоГО Хода П 1, 113 II p 51>KCI I I IC I I 2 ком му тli р уlощих конденсаторах значительно возрастает, что Тре усТ пр1гменеппя дополнительных устройств сороса. Если величину задержки устанавливают по режиму номинальной нагрузки 11Ч, то при нагрузках меньше номинальной будет происходить закорачивание коммутирующих дросселей силовых тиристорных мостов.

Целью изобретения является повышение надежности узла искусственной коммутации.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления преобразователем частоты с непосредственной связью и искусственной коммутациеи, содержащим пг силовых тиристорных мостов, зашунтированных коммутирующими дросселями, и оощий узел искусственной коммутации, подключенныи через распределительные вентили к выводам постоянного тока силовых мостов, измеряют мгновенные значения токов фаз нагрузки и тока перезаряда коммутирующих конденсаторов узла искусственнои коммутации, выпрямляют токи фаз нагрузки, сравнивают сигнал, пропорциональный выпрямленному току нагрузки, с сигналом, пропорциональным току перезаряда коммутирующих конденсаторов, и в момент их равенства вырабатывают импульсы на включение силовых тиристоров для замыкания выводов преобразователя.

На фиг. 1 показана упрощенная схема преооразователя частоты, поясняющая предлагаемый способ управления применительно к трехфазной сети; на фиг. 2 — диаграммы импульсов управления данным ПЧ.

Преобразователь частоты содержит силовые тир исторные мосты 1 — 3, зашунтированные коммутирующими дросселями 4 — 6, оощий узел / искусственнои коммутации, подключенный через распределительные вентили 8 — 13 к выводам постоянного тока силовых мостов. Кроме того, оп содержит датчики 14 — 16 мгновенных значении токов фаз нагрузки, подключенные к входам вспомогательного выпрямителя 17, выход которого связан с блоком 18 сравнения, к другому входу которого подключен выход датчика 19 мгновенного значения тока перезаряда коммутирующих конденсаторов.

Выход блока сравнения подключен к системе 20 управления ПЧ, осуществляющей управление тиристорами силовых мостов преобразователя.

На временной диаграмме обозначены мгновенные значения тока 21 узла искусственной коммутации; ток 22 нагрузки на выходе выпрямителя 17; напряжение 23 на выходе блока сравнения 18; напряжение24 на выходе системы управления 20; импульсы 25 на включение силовых тиристоров для замыкания выходных выводов преобразователя; импульсы 26 на включение силовых тиристоров.

Преобразователь работает следующим образом. Пусть в момент времени to необходимо выключить проводившие ток тиристовы силовых мостов 1 — 3 преобразова5

2з

4э

65 теля, а нагрузка ПЧ имеет активно индуктивный характер. Для этого ко всем тиристорам силовых мостов 1 — 3 прикладывается через распределительные диоды 8 — 13 отрицательное напряжение коммутирующих конденсаторов общего узла 7 искусственной коммутации. Проводившие тиристоры выключаются, и необходимое для восстановления запирающих свойств тиристоров время обеспечивается за счет протекания тока перезаряда коммутирующих конденсаторов узла 7 через распределительные диоды 8 — 13 и дроссели 4 — 6. Реактивный ток нагрузки при этом замыкается через узел 7 искусственной коммутации, перезаряжая коммутирующие конденсаторы. Сигналы датчиков <4 — 16, пропорциональные мгновенным значениям фазных токов нагрузки и выпрямленные вспомогательным выпрямителем 17, поступают на вход блока сравнения 18, на другой вход которого подается сигнал 21 от датчика 19 мгновенного значения тока перезаряда коммутирующих конденсаторов. Длительность сигнала

23 на выходе блока 18 зависит от величины тока нагрузки ПЧ и определяется моментом равенства токов перезаряда коммутирующих конденсаторов и нагрузки (момент t,). Сигнал 23 с выхода блока 18 поступает в систему 20 управления ПЧ, где по его заднему фронту формируется сигнал 25 на включение силовых тиристоров, замыкающих выходные выводы преобразователя. После отработки паузы требуемой при Ш11Р, указанные тиристоры выключаются узлом 7, и система управления вырабатывает импульсы 26 на включение очередных силовых тиристоров мостов.

Для сравнения на фиг. 2 показаны сигналы 24, сдвинутые на 120 эл. град., импульсы управления силовыми тиристорами мостов 11Ч при отсутствии задержки, а также паузы при ШИР.

Начиная с момента времени t3, процессы, аналогичные описанным выше, повторяются. Для других токов нагрузки величина задержки оудет автоматически изменяться. 1аким ооразом, согласно данному способу управления величина задержки на включение тиристоров, замыкающих выходные выводы преобразователя, не является фиксированной и на различных коммутационныx интервалах изменяется в зависимости от величины реактивного тока н а гр узки.

1гри таком способе управления уменьшаются потери в узле искусственной коммутации и возрастает КПД преобразователя, а также снижается установленная мощность силовых элементов схемы ПЧ (коммутирующих конденсаторов, дросселей, распределительных диодов) и уменьшается класс используемых тиристоров, что повышает надежность преооразователя.

811488

Формула изобретения

Способ управления преобразователем частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащим т силовых тиристорных мостов, зашунтированных коммутирующими дросселями, и общий узел искусственной коммутации, подключенный через распределительные вентили к выводам постоянного тока силовых мостов, состоящий в том, что выключают силовые тиристоры с помощью узла искусственной коммутации, включают силовые тиристоры для замыкания выводов преобразователя, выключают их после паузы, требуемой при широтно-импульсном регулировании выходного напряжения, и включают следующие по алгоритму работы тиристоры силовых мостов, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, измеряют мгновенные значения токов фаз нагрузки и тока перезаряда коммутирующих конденсаторов узла искусственной

5 коммутации, выпрямляют токи фаз нагрузки, сравнивают сигнал, пропорциональный выпрямленному току нагрузки, с сигналом, пропорциональным току перезаряда коммутирующих конденсаторов, и в момент их

10 равенства вырабатывают импульсы на включение силовых тиристоров для замыкания выводов преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 477505, кл. Н 02Р 5/28, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 483746, кл. Н 02Р 5/28, 1973 (прототип).

811488

25 Ф Ь tg 7 /g фиг. 2

Составитель Е. Жданов

Техред И. Пенчко

Редактор 7К. Рожкова

Корректор P. Беркович

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 504/15 Изд. № 239 Тираж 749 Подписное

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

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