Устройство синхронизации параллельно работающих -фазных автономных инверторов тока

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 2 Ща Н 02 М 7/515 3(51) Н 02 Р 1 ОПИСАН ЬСТ М ,Р Яиг. 1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИ(72) Ф.И.Ковалев и А,В.Шишеев (71) Всесоюзный ордена Ленина и ор" дена октябрьской Революции электро- технический институт им. В,И,Ленина (53) 621,314.572(088.8)(56) 1, Авторское свидетельство СССР Р 530413, кл. Н 02 Р. 13/18, 1976.2. Ковалев Ф.И., Шишеев А.В, Режимы симметричных перегрузок автономно" го инвертора тока с прямой коммутаци ей на основной частоте.-фЭлектротех. ника, 1977, Р 4.3. Шишеев А.В. Аномальные режимы при параллельной работе инверторов тока с прямой коммутацией на основной частоте.-Сб. Электротехническая промышленность.Сер.Преобразовательная техника, 1979, Р 11.4. Авторское свидетельство СССР Р 760395, кл. Н 02 М 1/10.(54) (57) УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ ш-ФАЗНЬ)Х АВТОНОМНЬ 1 Х ИНВЕРТОГОВ ТОКА, содержащихкоммутаторы с системой управления,включающей в себя блоки синхронизации, а также блоки параллельных конденсаторов, блоки компенсации с системой управления и реакторы, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения возникновения противогазногорежима, оно выполнено в виде щ цепочек из двух последовательно включенных резисторов каждая, причем этицепочки подключены между одноименными фазными выводами коммутаторов, аточки соединения резисторов цепочекчерез введенные ключи подсоединенык входам блоков их синхронизации, 1046895Изобретение относится к промышленной электронике и может быть использовано, например, в установках бесперебойного питания потребителей переменного тока, где с целью увеличения мощности или повышения надежнос ти используется параллельная работа нескольких инверторов тока с комбинированным или зависимым управлением.В агрегатах бесперебойного питания применяются автономные инверторы 10 тока, устойчивые к перегрузкам и коротким замыканиям н нагрузке, которые подключаются к нагрузке через последовательный реактор 1) и 2),При параллельной работе, когда возникают перегрузки или короткие замыкания н нагрузке, такие инверторы попадают н аномальный режим, который не является следствием их повреждения 3).2 ОДля предотвращения аномального режима известно устройство, предполагающее наличие н системе питания тиристорных ключей первменного тока, При нозникнонении аномального режима, когда резко снижается напряжение нагрузки, тиристорные ключи переводятся на импульсное синфазное управление с двойной частотой по.отношению к частоте задающих генераторов 4),Недостатком устройства 41 являет- ЗО ся обязательное наличие тиристорных ключей переменного тока с усложненной системой управления.Однако практически возможны струк- турные схемы электроснабжения, когда З 5 при параллельной работе инверторон не требуется наличие тиристорных клю-. чей, Тогда устройство 4) становится экономически нвцелесообразным.Цель изобретения - повышение на- . 4 О дежности системы питания путем предотвращения протинофазного режима,Поставленная цель достигается тем, что известное устройство синхронизации параллельно работающих щ-Фаз" 45 ных автономных инверторон тока, сод рхащих коммутаторы с системой.управлениявключающей н себя блоки синхронизации,а также блоки параллельных конденсаторов, блоки компенсации с системой управления и реакторы, ны- полнено в виде гп цепочек, из двух последовательно включенных резисторов кахдая, причем эти цепочки подключены между одноименными фазными выходными выводами коммутаторов, а точки соединения резисторов цепочек через введенные ключи подключены к входам блоков их синхронизации.На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2временные диаграммы, поясняющие егоработу,Инверторы 1 и 2 тока с и-фазнымвыходом (фиг. 1) подключены на общую 65 нагрузку 3 через трансформаторы 4и 5, Каждый иннвртор, как и в 4,состоит из коммутатора б(7) с системой 8(9) управления, включающей блок10(11) синхронизации, блока 12(13)параллельных конденсаторов, вентильного компенсирующего устройства14(15) с системой управления, включающей синхронизированные задающиегенераторы, сглажинающего реактора1 б(17) и последонательного реактора18 (19),В режиме нормальной параллельнойработы частота и фаза напряжений инверторов стабилизируются с помощьювентильных компенсирующих устройств,а при изменении нагрузки и постоян-ного напряжения с помощью систем8 и 9 управления стабилизируется напряжение на шинах нагрузки,Для предотвращения противофазногорежима, возникающего при перегрузках;когда тиристоры компенсирующего устройства полностью закрываются, предлагается синхронизиронать системыуправления коммутаторов параллельноработающим иннерторам одним общим напряжением.С этой целью выходы коммутаторовиннерторов соединяются через резисторы 20 и 21, Напряжениесинхронизации(коммутаторов берется с общей. точкипоследовательно включенных резисторов (провод А). С помощью контактов 22 и 23 можноразделить напряжения синхронизации каждого иннерторапри выводе инвврторов из параллельной работы,В этом случае мощность каждого Резистора может быть выбрана не превышающей 2 Вт,Поясним на примере, как происходитсинхронизация.Пусть дна инвертораработают на. общее симметричное короткое замыкание нагрузки, Тогда приобычной синхронизации коммутатоРовот своего выходного, напряжения каждый иннертор будет работать с кратностью частоты по отношению к номинальной (К, 1), определяемой следующей формулой:щ г Ио 0.фГ+" г Опст Г+ -К , /(4ф (2)где Г - эквивалентная проводимостьаотпотерь иннертора, отнесенная к проводимости фазы блока конденсаторов,ВФ: Ь ю, 1,ф С " относительная величинасопротивления последовательного Реактора на номинальной частоте.Из-за некоторого отклонения параметров силовой схемы и.системы управления частоты инвврторон также будутотличаться, т.в, коммутаторы работают несинхронно. При общем напряжении синхронизации коммутаторов предположим, что1046895 Эквивалентные активные и индуктивные сопротивления нагрузки были включены параллельно, уровень напряжения нагрузки выбран равным 220 В, что соответствует номинальной мощности инвертора 4 кВА. Входное напряжение изменялось в пределах 130-190 В, чтосоответствует 200-280 В реальных инверторовВеличина Ь(18,19) дана с учетом 5-ного напряжения короткогозамыкания трансформаторов на выходе инверторовМА 0 В 24 В л ИИПИ Заказ 7748/5 одписн аж илиал ППП "Патен город,ул.Проектная,4 напряжение первого коммутаторакдвопережает по фазе напряжение второгокоммутатора Ок дь , как показанона диаграмме (фиг. 2). Тогда напряжение общей точки синхронизации Ос двизменяется, как показано пунктиром.Пусть далее пилообразные 1, напряжения задатчиков угла коммутаторовинверторов совпадают по величинеОи 1=и= Ои (по Фазе они совпадаютиз-эа общего напряжения синхрониэа- " 10ции). Тогда при одновременном форми-,ровании импульсов управления обоих,коммутаторов углы запирания тирис"торов оказываются различными. Уголзапирания тиристоров первого коммутатора , напряжение которого опережает по Фазе напряжение синхрониза"ции Осде, оказывается меньше углазапирания второго коммутатора К .ЭтО приВОДит к тому чтО В сООтВетствии с приведенной формулой .дляКц,частота первого инвертора должнабыть меньше частоты второго инвертора, Таким образом,образована отрицательная обратная связь, которая приводит к устойчивой синхронной работе коммутаторов и при коротком замыкании, устранена возможность противофазной работы инверторов. КРометого, общее напряжение синхронизациикоммутаторов препятствует относитель-ЗОному смещению импульсов одноименныхгрупп тиристоров .(анодных и катодных) коммутаторов, благодаря чему не про. исходит усиление второй гармоники тока. Необходимость исключения второй гармоники вызвана тем, что собственная резонансная частота ЬС-контура, образованная выходными цепями параллельно работающих инверторов, близка к ней,Подтверждение эффективности предлагаемого устройства синхронизации проводилось на Физических моделях инверторов со следующими параметрами силовой схемы, которые соответствовали параметрам серийно выпускаемых инверторов унифицированной серии преобразователей частоты для агрегатов бесперебойного питания: Ь(16,17)= 11,7 мГн; С(12,13) =306 мкф,Ь(14,15)25,7 мГн; Ь(18,19) 3,54 мГн В(3) = (14.,30 му СОБЦ 0,8 Ъ Р(20,21) =: 470 Ом.