Способ раздельного управления непосредственным преобразователем частоты

ДОПИСАН И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1111 682988 Союз Советских Социалистических Республик(088.8) по делам изобретений н открытий(72) Авторы изобретени В. Нежданов и М. М. Юхнин 71 Заявител СОБ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЬщение реализагабаритов преи зре- достаспособ сложен с ти не способствуе Изобретение относится к способам осуществления раздельного управления непосредственными преобразователями частоты(НПЧ) с естественной коммутацией и может быть также применено при построенииреверсивных вентильных преобразователей.Известные способы раздельного управления противоположными группами вентилейнепосредственных вентильных преобразователей предусматривают слежение или затоком силового коммутатора преобразователя, или за состоянием проводимости силовых вентилей преобразователя.Недостатки таких систем общеизвестны:большой вес, низкая помехозащищенность,низкая чувствительность, сложность обеспечения работы на противо-ЭДС,Известен также способ раздельного управления, по которому момент отпираниявентилей противоположных групп мостовизменяют в функции сигнала, представляющего разность между выходным и эталонным напряжениями, и переключают вентили противоположных групп мостов при смене полярности выходного тока.Этот способ наиболее близок по технической сущности к предлагаемому и принятза прототип.Однако этот очкния реализации т в точной мере снижению массы и габаритов преобразователя.Цель изобретения - упроции и уменьшение массы иобразователя.Для этого переключение вентилей противоположных групп мостов осуществляют упомянутым разностным сигналом, из которого предварительно отфильтровывают высокочастотную составляющую.На фиг. 1 (а - е) представлены эпюры, иллюстрирующие предлагаемый способ раздельного управления, соответственно при активной, индуктивной и емкостной нагрузках преобразователя.На фиг. 2 представлена блок-схема устройства управления, реализующего предлагаемый способ.Суть предлагаемого способа заключается в следующем.Как известно, при построении системы управления непосредственным преобразователем частоты по принципу слежения выходное напряжение преобразователя формируется в фазе с напряжением эталонного задающего генератора. При этом формирование осуществляется путем сравнения выходного напряжения с эталонным, интегрирования разницы сравниваемых напряжений и выработки импульсов управлениясиловыми тиристорами в соответствующиемоменты времени.На фиг. 1 а представлены эпюры сигналов 1 ь 1 ъ пропорциональных эталонному(1) и выходному (1) напряжениям преобразователя, при работе последнего на активную нагрузку (ток нагрузки коммутатора 1),Как видно, при непрерывном слежении заформой кривой эталонного напряжения ипри наличии на выходе преобразователяконденсатора фильтра разница между сигналами, пропорциональными эталонному ивыходному напряжениям НПЧ меняет знакпри переходе выходного напряжения (тока)через ноль, и, следовательно, может являться индикатором моментов перехода черезноль тока нагрузки силового коммутатораНПЧ для системы раздельного управления.Действительно, при непрерывном слежении за эталонным сигналом сигнал 1 ь пропорциональный выходному напряжению,цинике сигнала 1, пропорционального эталонному напряжению на всем этапе формирования полуволны выходного напряжения.При спаде тока нагрузки силового коммутатора до нуля с некоторым запаздыванием, обусловленным естественной коммутацией тиристоров, спадает до нуля и выходное напряжение преобразователя, после чего под действием сигналов параметрического канала управления начинает формироваться противоположная полуволнавыходного напряжения НПЧ и все процессы повторяются вновь,Следовательно, при переходе тока нагрузки силового коммутатора через нольменяет знак разница эталонного и выходного напряяения НПЧ.Рассмотренные процессы протекают апа,.огично и при индуктивной нагрузке силового коммутатора НПЧ, как показано нафиг. 1 б.Пусть в момент 1 начинает формироваться положительная полуволна выходного напряжения НПЧ какой-либо группой вентилей, работающей в выпрямительном реяиме,В момент 1 эта группа вентилей переходит в инверторный режим, но разница между эталонным и выходным напряжениямисохраняется того же знака.В момент 1 ток нагрузки силового коммутатора спадает до нуля, следовательно,спадает до нуля и разница эталонного ивыходного напряжений преобразователя.Через время задержки, обусловленное временем выключения тир исторов, начинаетформироваться противоположная полуволцавыходного напряжения преобразователя,причем так же, как и ранее, эталонное напряжение прсвышает выходное. Следовательно, в момент з происходит изменениезнака разницы эталонного и выходного цао 15 20 25 30 05 4 О 45 50 55 0 О 05 пряяеций преобразователя и, таким образом, этот момент времени (1) - момент спада тока нагрузки силового коммутатора до нуля - может быть использован для переключения противоположных групп вентилейй системой раздельного управления преобразователя.При емкостной нагрузке преобразователя процессы протекают аналогично, как показано на фиг. 1 в,На фиг, 1 г, д, е изображены сигналы, соотвстствующис интегрированной разности эталонного и выходного напряжений соответственно для активной, индуктивной и смкостной нагрузок коммутатора преобразователя, Как видно из этих эпюр, моменты перехода через ноль упомянутого сигнала рассогласования совпадают с моментами перехода через ноль тока нагрузки силового коммутатора, что, собственно, и является необходимым и достаточным условием для переключения противоположных групп вентилей по этому сигналу.1-1 а фиг, 2 представлена блок-схема системы управления преобразователем, иллюстрирующая реализацию предлагаемого способа управления.Эта система содержит источник питания 1 переменного тока, силовую часть преобразователя частоты 2 с непосредственной связью и естественной коммутацией, нагрузку 3 преобразователя, конденсатор 4 фильтра, ключи 5 и 6 системы раздельного управления, запрещающие прохождение импульсов управления на одну группу вентилей при работе противоположной группы вентилей, системы управления 7 и 8 соответственно положительной и отрицательной группами вентилей, источник эталонного напряжения 9, сумматор 10 сигналов эталонного и выходного напряжений преобразователя, интегратор 11, нуль-орган 12, переключающийся при переходе выходного сигнала интегратора через ноль и выдающий сигналы на переключение ключей 5 и 6 системы раздельного управления,Устройство работает следующим образом.Источник питания 1 через непосредственный преобразователь частоты 2 с естественной коммутацией связан с нагрузкой 3, причем выходное напряжение сглаживается конденсатором 4 фильтра, Система управления 7, 8 вырабатывает импульсы управления соответственно положительной и отрицательной группами вентилей, причем импульсы поступают на тиристоры через ключи 5 и 6 системы раздельного управления,При прохождении тока силового коммутатора через положительную группу вентилей открыт ключ 5, а ключ 6 закрыт и наоборот. Сигнал управления на систему управления преобразователем заводится как по параметрическому каналу непосредст682988 Формула пзобр стен и я Составитель Г, Мыцык Редактор Н. Коляда Техред А. Камышникова Корректор Е. Хмелеваказ 2120/12 Изд.496 Тираж 866 ПодписноеПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий13035, Москва, Я(-35, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр. Сапунова,венно от источника эталонного напряжения 9, так и по цепи обратной связи, построеннои на принципе слежения. При этом сигнал от источника 9 (1 з) сравнивается с сигналом, пропорциональным выходному напряжению (11), интегрируется интегратором 11 и соответствующим образом подается в систему управления 7, 8, обеспечивая формирование выходного напряжения НПЧ в фазе с эталонным, Кроме того, выход интегратора 11 связан с нуль-органом 12, который вырабатывает сигналы, соответствующие положительной и отрицательной полу- волнам (фиг. 1 г, д, е) интегрированного сигнала рассогласования (1 х ). Сигналы нуль-органа 12 подаются соответственно на ключи системы раздельного управления 5 - 6, обеспечивая формирование выходного напряжения без уравнительных токов,Таким образом, предлагаемый способ построения системы раздельного управления преобразователя частоты обеспечивает отсутствие уравнительного тока НПЧ без использования как токовых трансформаторов в цепи силового коммутатора, так и каких- либо других устройств, регистрирующих непосредственно открытое или закрытое состояние силовых тиристоров. Способ раздельного управления непосредственным преобразователем частоты путем изменения момента подачи на вентили протиположных групп мостов отпирающих импульсов в функции сигнала разности между выходным и эталонным напряжениями и переключения вентилей противоположных групп мостов при смене полярности выходного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения реализации и уменьшения массы и габаритов преобразователя, для определения полярности выходного тока используют указанный сигнал разности, отфильтрованный от высокочастотных составляющих.