Устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскнк .СоциалистическихРеспублик(43) Опубликовано 050 ввт 1 врвтввввй ввввтвтввввтв ввввввтрвв ВВЙРвв двввв втвбрвтввввв втврытвй(45) Дата бликований описаний 1801,7(7) заявитель Московский ордена ленина энергетический институ 54) УСТРОЙСТВОЧАСТОТЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИНЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ относится к силовой пр ой технике и может быть управления преобразова ы с непосредственной св енной коммутацией венти 0 Устройство е.- обраэовательнприменено длятелями частот я зью с естествлей.Известны устройства для управления преобразователями частоты о непосредственной связью с замкнутым контуром управления, в которых для формирова.- ния закона переключения вентилей используется информация о гармоническом составе выходного напряжения (тока) преобразователя, благодаря чему сохраняется гармоническая частота низкочастотной части спектра при воздействии таких факторов, как искажения питающей сети, коммутацйонные процессы, работа при пониженной кратности частот на входе и выходе и т.п. Асинхронная (сле дящаясистема управления поддерживает равенство усредненных за межкоммутационный интервал выходного напряжения (тока) и ведущего сигнала )1. Однако работа этой схемы неустойчива.Повышение устойчивости достигается в двухканальных устройствах, где первый канал строится по вертикальному принципу, а второй осуществляет слежение, либо в устройствах, где система управления строится по вертикальному принципу,и вводится обратная связь по гладкой составляющей выходного напряжения 1 2, Недостатком этих устройств является сложность, обусловленная на" личием вертикального принципа управления при котором применимы в основном многоканальные системы управления и трудно получить хорошую синхронизацию опорных напряжений с питающей сетью.Указанных недостатков не имеет устройство (;)1 , основанное на двухканальном принципе и являющееся прототипом данного. В этом устройстве управляющие импульсы формируются прн равенстве разности мгновенных значений выходного и ведущего сигналов разности усредненных за межкоммутационный интервал выходного и ведущего сигналов. Каждый из каналов схемы (канал слежения по мгновенным значениЯм и канал слежения по среднеинтервальвым значениям) может работать независимо. При совместной работе канал слежения по мгновенным значениям обеспечивает грубое определение углов управления и устойчивость функционирования системы. Слежение эа среднеинтервальными значениями обеспечивает коррекцию углов управления в соответствии сформой гладкой составляющей выходногонапряжения.Однако наличие двух параллельно работающих каналов приводит к колебаниямуглов управления около значений, определяемых первым каналом, что можетприводить к неустойчивой работе системы и неравномерной загрузке силовыхвентилей по току. Для исключения этихявлений приходится снижать коэффициентпередачи канала слежения по среднеинтервальным значениям, в связи с чемгармонический состав выходного токаопределяется главным образом первымканалом грубых отсчетов.Целью предлагаемого устройства яв"ляется улучшение гармонического состава выходного тока нагрузки, повышениеустойчивости и обеспечение равномерной загрузки силовых вентилей.Поставленная цель достигается тем, 20что в устройство для управления преобразователем частотыс непосредственнойсвязью, содержащее датчик тока нагрузки и генератор ведущего сигнала, связанные с сумматором, к выходу которого подключены компаратор и интегратор,присоединенный ко второму входу компаратора, распределитель управляющихипульсов и устройство раздельногоуправления введены ключ, шунтирующий 30накопительный элемент указанного интегратора, логический инвертор, дваэлемента И и элемент ИЛИ, причем выход компаратора связан с первым элементом И непосредственно, а со вторым- З 5через логический инвертор, вторые входы элементов И связаны с прямым и инверсным выходами устройства раздельного управления соответственно, а выходы элементов И связаны с управляющей цепью ключа через элемент ИЛИНа фиг.1 представлена структурнаясхема устройства; на фиг.2 - поясняющие принцип действия временные диаграммы.Устройство состоит из датчика 1 тока нагрузки, генератора 2 ведущегосигнала, сумматора 3, интегратора 4,компаратора 5, распределителя 6 управляющих импульсов, устройства радельного управления 7, ключа 8, логического инвертора 9, элементов И 10-11 иэлемента ИЛИ 12,На фиг. 2 а приведены временные диаграммы сигналов на входе сумматора 3.Компаратор 5 не переключается при равенстве этих сигналов, так как на выходе интегратора 4 напряжение в этотмомент не равно нулю (см.временную диаграмму фиг.2 б). Это напряжение равно6011(П -П,)3,1,где Ц 1,и 3 сигналы генератора 2 иидатчика 1 нагрузочноготока;65 момент предшествующейкоммутации вентилей.Таким образом, напряжение 3корректирует закон управления преобразователя с целью получения гладкой составляющей тока нагрузки, наиболее близкой к синусоидальной форме. Компаратор переключается в момент равенства напряжения Ц напряжению на выходе сумматора 3. В этот момент формируется управляющий импульс на силовой тиристор соответствующей фазы и черезлогическую цепь 9-12 поступает командана опорожнение интегратора,так чтокоррекция закона управления на следующем межкоммутационном интервале не зависит от величины 11 в момент срабатывания компаратора 5.указанное опорожнение интегратора обеспечивает устойчивость работы устройства,так как не происходит накопления на интеграторе сигналов рассогласования, которое всхеме-прототин вызывает колебания угла управления. Кроме того, обеспечивается максимальное быстродействие схемы и устойчивость в переходных режимах. На временных диаграммах фиг. 2 в и фиг, 2 г приведены напряжения на выходе компаратора 5 и элемента ИЛИ 12.Применение устройства для управления преобразователями частоты, работающими на двигательную или ЯЬ - нагрузку позволяет упростить схему по сравнению с двухканальными схемами-аналоРами и достичь лучшего гармоническогосостава выходного тока по сравнениюс устройством-прототипом, повысить ус-.тойчивость, в том числе к быстрым переходным процессам, повысить равномерность токовой загрузки вентилей, чтопозволяет получить экономию за счетснижения аппаратурных затрат и улучшения режимов работы нагрузки. Применение устройСтва позволяет увеличитьверхний диапазон выходной частоты преобразователей с непосредственной связью.Формула изобретенияУстройство для управления преобразователем частоты с непосредственнойсвязью, содержащее датчик тока нагруэки и генератор задающего сигнала, связанные с сумматором, к выходу которого подключены компаратор и интегратор,имеющий накопительный элемент, подсоединенный ко второму входу компаратора, распределитель управляющих импульсов и блок раздельного управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения гармонического состава тока нагрузки, повышения устойчивости и обеспечения равномерной загрузки силовых вентилей, оно снабжено управляемым ключом, шунтирующим накопительный элемент указанного интегратора, логическим инвертором, двумя элементами И и элементом ИЛИ, причем592003 Составитель Ю.АндреевИ.ТимоФеева Техред З.фанта Корректор . 1 рдсиняк Редан 614/51 Тираж 892ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Иипо делам изобретений и открыт113035, Москва, Ж, Раушская наб. Подписноеистров СССй д. 4/5 акаэ илиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,выход компаратора связан с первым элементом И непосредственно, а со вторымчерез лог ческий инвертор, вторые входы элементов И связаны с прямым и инверсным выходами блока раздельного управления соответственно, а выходы элементов И подключены к управляющей цепи ключа через элемент ИЛИ. Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1.Патент Великобритании М 984567,кл. Н 02 Г,1968,2.Авторское свидетельство СССРР 243046, Н 02 Р 13/16,1966.З.Сборник Преобразовательная техника,НЭТИ, Новосибирск, 1975,с.20-24.