Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты

 

Союз Советскнн

Социалмстическнх

Респуб,лкк

О П И С А Н И Е < 964961

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12,03.81 (21) 3257623/24-07 (5I)h%. Кл.

Гоеудврстненный каинтет

СССР с присоединением заявки .%

Н 02 Р 13/30 (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень Ют 37

Дата опубликования описания 07.10.82 нв делам нзебретеннй н открытнй (53) УДК 621.316. .727 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Лабунцов и Е. Е. Чаплыгин (71) Заявитель

Московский ордена Ленина энергетический институ (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления непосредственными преобразователями частоты, работающими на мощную сеть.

Известно асинхронное устройство для управления непосредственными преобразователями частоты, в котором выходной ток повторяет форму управляющего тока при воздействии любых дестабилизирующих факторов, что достигается введением замкнутого контура по выходному току преобразователя (1).

1О

Недостатком такого устройства является сложность пуска и раздельного управления, поскольку при включении вентильного комплекта первый импульс управления задается с произвольным углом управления, что мо t5 жет привести к срыву слежения. Другим недостатком устройства является сложность и низкая надежность работы распределителей управляющих импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство синхронного вертикального типа с импульсной цепью обратной связи, содержащее генератор управляющего напряжения и генератор опорного напряжения, связанные через первый сумматор с компаратором, второй сумматор, входы которого связаны с генератором управляющего напряжения и датчиком выходного напряжения, а выход через интегратор со вторым входом компаратора. Накопительный элемент интегратора зашунтирован ключом, управляющая цепь которого связана с выходом компаратора, к которому подключен распределитель. Работа устройства обеспечивает высокое качество выходного напряжения и. тока эа счет корректирующего действия обратной связи (2).

Недостатком известного устройства является то, что в нем осуществима обратная связь только на напряжение. В то же время в непосредственных преобразователях частоты, работающих на сеть большой мощности, необходимо корректировать выходной ток.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что, устройство для управления непосредственным преобраэовате964961 ф лем частоты, содержащее генератор опорного напряжения, присоединенный через первый сумматор к компаратору, второй сумматор, связанный через интегратор, накопительный элемент которого эашуитирован ключом, с вторым входом компаратора, выход которого присоединен к распределителю и управляющей цепи ключа, снабжено датчиком выходного. напряжения, датчиком выходного тока, генератором управляющего напряжения, фаэовым детектором, вторым интегратором, управляемой цепью задержки и избирательным усилителем, причем датчик выходного напряжения через фазовый детектор, второй интегратор и управляемую цепь задержки связан с генератором управляющего напряжения, а датчик выходного тока связан со вторым входом фазового детектора и присоединен к входам второго сумматора непосредственно и через избирательный усилитель.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу.

Датчик напряжения выходной сети 1 присоединен к первому входу фазового детектора 2, выходы которого через второй интегратор 3, управляемую цепь задержки 4 и генератор управляющего напряжения 5 вместе с генератором опорного напряжения 6 присоединен к входам первого сумматора 7, выход которого через компаратор 8 связан с распределителем 9. Датчик выходного тока

10 подключен ко второму входу фазового детектора 2 и связан со.входами избирательного усилителя 11 .и второго сумматора 12, второй вход которого связан с выходом избирательного усилителя 11, а выход через интегратор 13 со входом компаратора 8, Накопительный элемент интегратора 13 зашунтирован ключом 14, управляющая цепь которого связана с выходом компаратора 8.

На фиг, 2 приняты следующие обозначе-! ния: 15 — временная диаграмма напряжения выходной сети; 16 — временная ди.аграмма управляющего напряжения; 17 временная диаграмма первой гармоники выходного тока; 18 — временная диаграмма основной гармоники выходного тока.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

Связь силовой схемы непосредственно преобразователя частоты с выходной сетью осуществляется через дроссель, поэтому преобразователь работает на нагрузку с индуктивной реакцией и выходное напряжение опережает выходной ток. Для передачи активной мощности в сеть выходной ток непосредственного преобразователя, частоты должен быть синфазен напряжению выходной

2S

3S

4S

S0

55 выходную сеть.

На выходе сумматора 12 фиксируется разность между основной гармоникой выходного тока, выделяемой избирательным усилителем

11, и текущим его значением, т.е. фиксируется отклонение выходного тока от синусоидальной формы. Интегратор 13 интегрирует эту разность, которая воздействует как сигнал обратной связи на компаратор 8, вырабатывающий управляющие импульсы. Таким образом, если среднеинтервапьное значение выход. ного тока отличается от значения, задаваемого синусоидальной формой напряжения избирательного усилителя 11, то это рассогласование поступает на компаратор 8 и корректирует значения углов управления таким образом, что рассогласование уменьшается. Периодический сброс ошибки с интегратора 13 при выработке управляющего импульса компаратором 8 приводит к повышению быстродействия цепи обратной связи, а также исключается возможность накопления ошибки, что может вызвать срыв работы устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство сохраняет достоинства прототипа: коррекция гармонического состава выходных параметров преобразователя, быстродействие контура обратной связи, снижение возможности срыва работы устройства эа счет накопления ошибки на интеграторе. При этом устройство обеспечивает возможность введения обратной связи по выходному току, что делает . возможным применение устройства для управления непосредственными преобразователями частоты, работающими на сеть большой мощности. Устройство обеспечивает передачу в выходную сеть максимальной активной мощности, Укаэанные достоинства способствуют улучшению технико-экономических показателей непосред сети. (диаграмма 15). Фазовое рассогласование выходного тока преобразователя и напряжения выходной сети фиксируется фазовым детектором 2, выходное напряжение которого интегрируется вторым интегратором 3. Если фазовое рассогласование не равно нулю, напряжение на выходе интегратора изменяется, при этом меняется задержка, формируемая цепью 4, и осуществляется

10 сдвиг начала формирования управляющего напряжения генератором 5 относительно фазы выходной сети. В результате регулирования достигается сдвиг, соответствующий нулевому фазовому рассогласованию, при этом напряжение второго интегратора 3 не изменяется и устройство продолжает работать с измененным фазовым сдвигом управляющего напряжения (диаграмма 16). Таким образом, устройство управления поддерживает режим выдачи максимальной активной мощности в

Формула изобретения

Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, содержащее генератор опорного напряжения, присоединенный через первый вход первого сумматора к первому входу компаратора, второй сумматор, связанный через интегратор, накопительный элемент которого зашунтирован ключом, с вторым входом компараторя, выход которого присоединен к распределителю и управляющей цепи ключа, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабже15

5 . 96496 ственных преобразователей частоты, передающих энергию из сети повышенной частоты в промышленную сеть, например используемых ., в системах передачи энергии МГД генераторов.

5 но датчиком выходного напряжения, датчи. ком выходного тока, генератором управляющего напряжения, фаэовым детектором, вторым интегратором, управляемон цепью задержки и избирательным усилителем, причем датчик выходного напряжения через фазовый детектор, второй интегратор и управляечупн цепь задержки связан с генератором управляющего напряжения,,подключенным к вто-. рому входу первого сумматора, а датчик

Выходного ТоК3 связан с вторым входом фазового детектора и присоединен к входам второго сумматора непосредственно. и через избирательный усилитель.

Источники информации, принятые во внимание при зкспевтнзе

1. Авторское свидетельство СССР У 592003, кл. Н 02 P 13/30, !976.

2. Авторское свидетельство СССРНГ 537431, кл. Н 02 P 13/16, 1975.

964961

Составитель О. Парфенова

Техред Е, )(аритонщук Корректор А. Гриценко

Редактор А. Гулько

Заказ 7686/45

Филиал ППЛ "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

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