Устройство для управления @ -фазным инвертором

 

«ц921040

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. сеид-ву(22) Заявлено 300780 (21) 2972106/24-07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Опубликовано 150432. Бюллетень ¹14

Дата опубликования описания 1504.82 (51) M Ктт з

HP 13/18

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и.открытий (331УДК 621.314.57 (088.8) A.A. Ефремов, В.Е. Коваль и A.Н. Сафоськин чi

Московский ордена. Ленина и ордена Трудов Ос"Красного

Знамени институт инженеров железнодорожного трансйорта (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ Гй-ФАЗНЫМ ИНВЕРТОРОМ

Изобретение относится к автоматическому регулированию на постоянстВо угла запаса инвйртора, в общем, случае т«-фазного.

Известно устройство управления статическим инвертором, в состав которого входит измерительная цепь, кольцевой счетчик, с разрядоВ кОторого отпирающие импульсы подаются на вентили соответствующего Плеча преобразователя (1).

Схема обеспечивает устойчивую работу преобразователя и симметричность фаз отпирающих импульсов в каждом плече преобразователя, но, так как рекуперирование осуществляется по минимальному граничному углу запаса одной фазы, то углы запаса в двух других фазах могут достигать значительной величины, что снижает коэф20 фициент мощности и ухудшает энергетические показатели преобразователя.

Из известных уст.ройств для управления инвертором наиболее близким По технической сущности является уст- 25 ройство для управления п1-фазным ин-. вертором, содержащее еп каналов управления по одному для каждой фазы, каждый из которых содержит блок срав нения, соединенный одним входом с 30 датчиком коммутации, другим входом с задатчиком угла запаса, а .своими входами положительного и отрицательного рассогласования — с соответствующим входом блока фазового управления, и датчик полярности полупериодов (2).

Характерной особенностью работы данного ругулятора является тот факт что формирование импульсов отпирания вентилей в каждой фазе осуществляют на основе информации о рассогласовании в предыдущем полупериоде, т.е. информации о режиме работы противоположного контура регулирования преобразователя. Существенным недостатком такого. одноканального регулиро- вания является то, что с ростом нагрузки наличие даже небольшой разнофаэности (в пределах допустимых зна,- чений) по полупериодам сигналов управления для отпирания вентилей при. работе инвертора с малым углом запаса (порядка 20 эл.град. и менее) наблюдается его неустойчивая работа, приводящая к опрокидыванию. Такое явление возникает вследствие резкого нарастания раэнофазности сформированных сигналов управления по полупериодам, вызываемого несоответствием

921040 для данного полупериода рассогласования, полученного в другом полупе.Риоде напряжения. При значительной уставке заданного угла запаса переходные процессы в инверторе носят ярко выраженный колебательный характер, а при снижении величины уставки работа регулятора становится неустойчивой. В результате отмеченного явления в одном полупериоде напря-женйя инвертора угол запаса увеличи- 1О вается, а в другом — уменьшается, а, следовательно, уменьшается время восстановления запирающих свойств вентилей, работавших в этом полупе риоде. Если процесс восстановления 15 запирающих свойств вентилей не успевает закончиться к моменту смены полярности переменного напряжения, то вентили уже нельзя будет закрыть и при дальнейшем нарастании напряже- ур ния другого знака будет. действовать сумма напряжений генератора и сети, в результате чего наступит режим короткого замыкания, называемый опрокидыванием инвертора.

Целью изобретения является ловышение устойчивости и улучшение динамических характеристик работы инвертора..

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве.для управления инвертором блок фазового управления содержит генератор тактовых импульсов, инвертор и два узла формирования импульсов, каждый из которых состоит из двух элементов И, реверсивного З5 счетчика и преобразователя кодовой информации в фазоимпульсную, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом каждого из элементов И и с первым входом каждо- 4р го преобразователя кодовой информации н фазоимпульсную, выход положительного рассогласования блока сравнения соединен со вторым входом первого элемента И, а выход отрицатель- 45

:ного рассогласования — co вторым входом второго элемента И каждого из узлов формирования импульсов, выход датчика полярности:полупериодов соединен с .третьим входом каждого из элементов И, относящихся к первому узлу формирования импульсов непосредственно, а относящихся ко второму узлу Формирования импульсов через инвертор, выходы первого и второго элементов И каждого из узлов формирования импульсов соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выход которого соединен со вторым входом преобразователя кодовой информации в фа- 60 зоимпульсную, третий вход которого соединен с датчиком полярности полупериодов в первом. узле формирования импульсов непосредственно, а во втором - через инвертор. 65

При таком выполнении устройства на выходе каждого из блоков формируется импульс управления с задержкой на 180 эл. град. Такая структура устройства для управления инвертором позволяет раздельно по полупериодам получить поконтурное регулирование, при котором отпирание вентилей данного контура силовой схемы инвертора производят в зависимости от сигнала рассогласования, полученного из пре.— дыцущего цикла работы этого же контура.

На чертеже представлена структурная схема для управления инвертором.

Задатчик 1 угла запаса соединен своим выходом со входом блока 2 срав.нения, на другой вход которого поступает импульс по окончании инверторной коммутации от датчика 3 ком- мутации, измерительный трансформатор которого подключен к одной из секций вторичной обмотки силового трансформатора 4. На основе сравнения фаз двух импульсов, пропорциональных заданному и фактическому углам запаса, блок 2 формирует временной интервал рассогласования ь8, причем знаку рассогласования соответствует своя линия связи,(+a8 или - ав ) к блоку 5 фазового управления. На вход блока 5 также поступает сигнал о полярности текущего полупериода от датчика б полярности полупериодов, причем сигнал соответствует уровню логической единицы в положительном аолупериоде и уровню логического нуля в отрицательном полупериоде. Элементы И 7-10 соединены одним из своих входов с генератором 11 тактовых импульсов.

В положительном полу териоде высокий ачотенциал от датчика б полярности полупериодов поступает на.входы элементов 7 и 8, а на вход элементов 9 и

10 поступает Низкий потенциал через инвертор 12. При этом на выходе элемента И 7 Формируется пачка импульсов (модулированный сигнал + 48 ), которая поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 13. Таким образом, осуществляется коррекция кодовой информации счетчика 13, которая пропорциональна фазе угла открытия тиристоров соответствующего плеча преобразователя. В отрицательном полупериоде высокий потенциал íà соответствующем входе элемента 10 обеспечивает прохождение пачки импульсов с выхода элемента 10 на суммирующих вход рбверсивного счетчика 14. Код счетчика 14 пропорционален фазе угла открытия тиристоров другого плеча преобразователя. Перевод кодовой инфор)лации в фазоимйульсную осуществляется преобразователями 15 и 16 кодовой информации в фазоимпульсную, которые реализуют известный способ преобразования. Преобразователь 15.921040 имеет три входа.,Первый соединен с генератором 11 тактовых импульсов, второй — с выходом счетчика 13, а третий — с выходом датчика 6. Аналогичные связи имеет преобразователь

16, отличие со"тоит лишь в том, что один из его входов соединен с датчи", ком 6 через инвертор 12. Выходы блоков 15 и 16 соединены с инвертором

1.7, причем управляющие импульсы формируются каждым каналом с задержкой !О на 180 эл. град. и поочередная работа каждого из плеч инвертора осуществляется строго в соответствующий, полупериод питающего напряжения.

Если сигнал рассогласования имеет !5 отрицательный знак (-48), то работа схемы аналогична работе при положительном рассогласовании (+Ьб), но, пачки импульсов (частотно-модулированный сигнал рассогласования -ь0) поступают теперь на вычитающий вход счетчика 13 с выхода элемента И 8 в положительном полупериоде, а на вычитающий вход счетчика 14 — с выхода элемента И 9 в отрицательном полупериоде.

Предложенное устройство для управления инвертором позволяет осуществить для обоих полупериодов на пряжения, в общем случае в каждой

4.-ой фазе, поконтурное регулирование преобразователя на постоянство угла запаса в зависимости от сигнала рас.— согласования между заданным и фактическим углами запаса, полученного иэ предыдущего цикла работы своего" контура силовой схемы инвертора.. При этом устойчивый режим инвертирования и высокие динамические характеристики переходных процессов, особенно при малых углах запаса, позволяют 40 значительно (до 25%) увеличить воэt врат активной электроэнергии рекуперации в контактную сеть.

Формула изобретения

Устройство для управления ю-фазным инвертором, содержащее и! каналов управления по одному для каждой фазы, каждый из которых содержит блок сравнения, соединенный одним входом с датчиком коммутации, другим входом— с задатчиком угла запаса,а своими выходами положительного и отрицательного рассогласования †. с соответствующим входом блока фазового управления, и датчик полярности полупериодов, о т л и ч. а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения устойчивости и улучшения динамических характеристик работы инвертора, блок фазового управления содержит генератор тактовых импульсов, инвертор и два узла формирования .импульсов, каждый из которых состоит иэ двух элементов И, реверсивного счетчика и преобразователя кодовой информации в фазоимпульсную, при этом выход генератора тактовых импульсов соединен с первым входом каждого из элементов И и с первым входом каждого преобразователя кодовой информации в фазоимпульсную, выход положительного рассогласования блока сравнения соединен с вторым входом первого элемента И, а выход отрицательного рассогласования — с вторым входом второго элейента И каждого из узлов формирования импульсов, выход датчика полярности полупериодов соединен с третьим входом каждого из элементов И, относящихся к первому узлу формирования импульсов непосредственно, а к второму узлу формирования импульсов — через инвертор, выходы первого и второго элементов И каждого из узлов формирования импульсов соединены соответственно с суммирующим и вычитающим входами счетчика, выход которого соединен с вторым входом преобразователя кодовой информации в фаэоимпульсную, третий вход которого соединен с датчиком полярности полупериодов в первом узле формирования импульсов непосредственно, а во втором — через инвертор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США и 3474321, кл. Н 02 И 7/04, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

9 337070, кл. Н 02 Р 13/16, 1969.

921040

Составитель И. Головинова

Техред N. Тепер Корректор В. Синицкая

Редактор Т. Кинь

Тираж 719 Подписное вНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 2376/72 филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4