Устройство для управления вентильным непосредственным преобразователем частоты

(51) Н НОМИТЕТ СССРНИЙ И ОТНРЫТИЙ ГОСУДАРСТ 8 ЕНН ПО ДЕЛАМ ИЗОБ(56) 1М 22032.Р 6829 УПРАВЛЕНИЯННЫМ ПРЕОБРАназначеннымо двигателя,ератор, выходрвому входупричем выходк входу систе(21) 3360031/24-07(72) В.И.Ключев, И.Ш.Кадыров, В.Н.Остриров и М.П.Гаврилов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(54) (57) УСТРОИСТВО ДЛ ВЕНТИЛЬНЫМ НЕПОСРЕДСТВ ЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, пре для питания асинхронно содержащее задающий ге которого подключен к и регулятора напряжения, последнего подсоединен мы импульсно-фазового управления вентилями преобразователя, и датчик выходного напряжения преобразователя, выход которогО связан с вторым входом регулятора напряжения, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности регулирования напряжения При прерывистых токах и наличии ЭДС вращения в фазе асинхронного двигателя, оно снабжено датчиком тока нагрузки преобразователя, блоком контроля нуля тока и ключевым элементом, причем к выходу датчика тока подключен вход блока контроля нуля тока, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, а вС коммутирукщая цепь ключевого элемента включена между выходом датчика выходного напряжения преобразователя и суммирующим входом регуля- ( тора напряжения.60 Изобретение относится к "электротехнике и может быть использованодля управления вентильными непосредственными преобразователями частоты,предназначенными для питания асинхронных двигателей.Известно устройство для управления преобразователем, содержащеезадающий генератор, систему импульсно-фазового управления (СИФУ) и датчик напряжения, причем генератор идатчик напряжения подключены к входу СИФУ. Фаза импульсов, вырабатываемых СИФУ, зависит от соотношениявыходного напряжения и напряжениязадающего генератора 1),Недостаток известного устройствазаключается в ненадежности работыпри наличии нагрузки с ЭДС вращения,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для управления вентильнымнепосредственным преобразователем.частоты, содержащее задающий генератор, выход которого подключен кпервому входу регулятора напряжения,причем выход регулятора подсоединенк входу системы импульсно-фазовогоуправления вентилями преобразователя, и датчик выходного напряженияпреобразователя, выход которогосвязан с вторым входом регуляторанапряжения 2) .Недостатком данного устройстваявляется ненадежная работа в режимепрерывистых токов в фазе асинхронного двигателя.В моменты отсутствия тока тиристорный преобразователь заперт, а всигнале обратной связи по напряжению, получаемом с датчика напряжения, присутствует только ЭДС вращения двигателя. С регулятора напряжения на вход системы импульснофазового управления преобразователем поступает при этом ложная информация. Вследствие этого трехфазнаянулевая схема реверсивного тиристорного преобразователя, работающегона фазу асинхронного двигателя всоставе непосредственного преобразователя частоты становится практически неработоспособной. Цель изобретения - повышение точности и надежности регулирования напряжения при прерывистых токах и наличии ЭДС вращения в фаэ . асинхронного двигателя.Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено. датчиком тока нагрузки преобразователя, блоком контроля нуля тока и ключевым элементом, причем к выходу датчика тока нагрузки подключен вход блока ,контроля нуля тока,выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, а коммутирующая 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 65 цепь ключевого элемента включена между выходом датчика выходного напряжения и преобразователя и суммирующим входом регулятора напряжения.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 принципиальная схема ключевого элемента и блок определения нуля тока; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит задающий генератор 1, регулятор 2 напряжения, систему 3 импульсно-фазового управления, силовую часть 4 реверсивного тиристорного непосредственного преобразователя. К выходным зажимам силовой части реверсивного тиристорного преобразователя подключен датчик 5 напряжения, а также последовательно включенные фаза б статора асинхронного двигателя и датчик 7 тока нагрузки тиристорного преобразователя. Выход датчика тока подключен к входу блока 8 определения нуля тока, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 9. Коммутирующая цепь ключевого элемента включена между датчиком напряжения и суммирующим входом регулятора напряжения.Устройство работает следующимобразом.Задающий генератор 1 вырабатывает эталонный сигнал регулируемой частоты и амплитуды, который сравнивается с сигналом обратной связи по напряжению преобразователя, поступающим через коммутирующую цепь ключевого элемента 9, управляемого от блока 8 определения нуля тока в фазе б статора асинхронного двигателя, Отклонение напряжения на выходных зажимах силовой части 4 реверсивного тиристорного преобразователя от эталонной величины выделяется на регуляторе 2 напряжения и функционально преобразуется в нем, например, интегрируется при астатическом управлении, а затем поступает на систему 3 импульсно-фазового управления, которая вырабатывает в соответствующие моменты времени импульсы включения тиристоров силовой частоты 4 и управляет напряжением на выходе преобразователя. Наличие бестоковых пауз фиксируется блоком 8 определения нуля тока, выполненным на двух компараторах (фиг, 2), что совпадает с интервалами напряжения (фиг, 3 в) на выходе блока 8, равного нулю, Этот сигнал используется для управления коммутацией обратной связи по напряжению ключевым элементом 9 (фиг. 2), исполнительным органом которого является полевой транзистор.Кривые силового тока (фиг. 3 а) и напряжения (фиг, 3 б) и сигнал (фиг. 3 в) на выходе блока определения нуля тока представляют собой осциллограммы, записанные на одной фазе системы ЙПЧ-АД, в которой НПЧ 5 состоит из трех реверсивных трехпульсных тиристорных преобразователей с раздельными управлением группами вентилей, каждый из которых управляется с помощью предлагаемого устрой- О ства.Из осциллограмм видно, что в периоды прерывания тока статора на зажимах преобразователя выделяется ЭДС вращения (на фиг. 3 б,дополни тельно указана пунктирной линией).Если в такие моменты времени обратную связь по напряжению не разрывать, то на регулятор напряжения попадает ложный сигнал о напряжении на выходе преобразоватетеля, что приведет к ошибке регулирования тем большей, чем больше длительность бестоковых пауз, которая заВисит от числа фаз сети, пульсности силовой схемы, способа управления тиристорным преобразователем и частоты эталонного сигнала. Предложенное устройство устраняет это явление,Технико-экономический эффект от внедрении предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет даже в простейших схемах силовой части реверсивных преобразователей, входящих в непосредственный преобразователь частоты, и раздельном управлении группами вентилей обеспечить достаточную точность отработки эталонного сигнала, а также расширить диапазон регулирования частоты выходного напряжения и увеличить надежность работы непосредственного преобразователя частоты с целом.