Групповой преобразователь частоты

:В СУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ ИСАНИЕ ИЗО СКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ 1) 1267563 (21) 4200237/24-07 (22) 24.02.87 (46) 23,10,88, Бюп. И (71) Саратовский поп ститут (72) И,И.Артюхов, Ю.Б.Томашевск В.А.Серветник, М,В,Анисимов и О.В.Цесаренкова (53) 621. 316. 72, 7 (56) Авторское св Р 1267563, кл. НЬ(57) .Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназ- начено для питания нагрузки повышенной частоты на базе параллельно работающих тиристорных преобразователей. частоты. Цель изобретения - повыпение функциональной надежности. Сумматор 22 одним входом и выходом подключается между выходом узла 6 сравнения и входом узла 4 управления регулятором,ф1432698 другой вход сумматора 22 через нелинейный элемент 21 соединен с выходом дополнительного узла 20 сравненИя, один вход которого подключен к выходу датчика 5 тока соответствующего блока, а другой вход соединен Изобретение относится к силовой п еобразовательной технике, может б ть использовано в системах централ зованного электроснабжения предп иятий на базе параллельно .работаюх тиристорных преобразователей частоты и является усовершенствованием изобретения по авт. св. Р 1267563.Целью изобретения является повыше 10 н е Функциональной надежности путем устранення перегрузок в динамических р,ежимах.На чертеже показана схема предло- женного преобразователя. 15Групповой преобразователь состоит иэ Н блоков, каждый из которых содержит инвертор 1, регулятор 2 входного напряжения, Фильтр 3, узел ч управления регулятором, датчик 5 тока, 20 узел 6, сравнения, сумматор 7, первый 8 и второй 9 делители напряжения, первый 10 и второй 11 компаратора, источник 12 опорного напряжения, реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, Мэлементов ИЛИ 15, в каждый из Ы блоков входят два силовых ключа 16 и 17, элемент И 18, управляемый ключ 19, а также второй узел 20 сравнения, нелинейный элемент 21 и сумматор 22. З 0 Переключение ступеней деления в делителях 8 и 9 осуществляется управляемым ключом 19.Устройство работает следующим образом, 35Мощности, потребляемые инверторами, равны: Р 111, 11, С 3 1, ЮЗ, а 1 ф где 11,1 - напряжение питания 3-го инвертора, снимаемое с емкости Фильтра 3; 1 . - среднее значение тока, по- а;требяемое 1-и инвертором,с источником 12 опорного напряжения, общим для всех блоков.преобразователя. Предлагаемое устройство позволяет исключить токовые перегрузки, могущие привести к перерыву в электроснабжении потребителя, 1 ил. Величина 11 зависит от эквива 1лентного активного сопротивления Ко 1 цепи постоянного тока соответствующего инвертора. Учитывая., что напряжения ПС 1 мало отличаются друг от друга ввиду малости К,1, то, используя1их как регулирующий параметр, можно добиться заданных значений токов 11 которые должны потребляться при требуемом распределении нагрузки,Сигналы 1 1, пропорциональные величинам потребляемых токов 1с вью ходов датчиков 5, которые могут быть выполнены в виде шунтов, поступают на входы сумматора 7, на выходе кото/о рого получается сигнал 1к; 1, . Этот сигнал является входА 1ным для первого 8 и второго 9 делителей, выполненных по схеме инвертирующего масштабного усилителя. На выходе первого делителя 8 получаетсяфксигнал 1"1 . которай являДется опорным в сйстеме равномерного распределения мощности нагрузки между включенными в текущий момент времени инверторами. Узел 6 сравнения "го преобразователя формирует сигнал рассогласования Ы = 1- 1 , пропорг 1 о 1 1 ф циональный отклонений текущего значения тока, потребляемого 3-м мостом 1 от средне-ариФметического значе 31ния токов, потребляемых работающими в данный момент инверторами.На выходе второго узла 20 сравнения 3-го преобразователя имеет месина А= 1 - 11, где 1 о сигнал, соответствующий значению тока, потребляемого отдельным инвертором в номинальном режиме, Он задается источником 12 и является общим1432698 для всех И блоков. Через нелинейный элемент 21 сигнал д 111 поступает на3один из входов сумматора 22, на другой вход которого приходит сигнало5 рассогласования д р . На выходе сумматора 22 формируется сигнал То(1 3 О, ТТ ф оНЭ фоУ ол лдР,= д, + К, д, = (1, - 1,) +(1где К нз " коэффициент передачи нелинейного элемента.В частности, при использовании в качестве последнего диода, подключенного катодом к выходу узла 20 сравнения, имеет место следующее равенство: Тогда в номинальном и близком кнему режиме К нэ = О, и.на выходе сумматора 22 будет сформирован сигналрассогласования Ь а = 1 1 - Т3дп который поступает на вход бло 9ка 4 управления регулятором 2 постоянного налряжения. Регулятор может быть выполнен на основе широтноимпульсного преобразователя постоянного напряжения с .питанием от сетипеременного тока через неуправляемыйвыпрямитель, а также на базе управляемого выпрямителя.В преобразователях, включенных напараллельную работу, исходное назначение блока 4 управления может состоять в регулировании величины выходных напряжений регуляторов 2 с цельюстабилизации выходного напряжениякаждого преобразователя. В этом слу -чае сигналы рассогласования др 1,подаваемые с выходов сумматора 22,складываются в блоках 4 управления сСИГНаЛОМ РаССОГЛаСОВаНИЯ 11 о ОСНОВНОго контура регулирования (т.е. с сигналом обратной связи системы стабилизации выходного напряжения),При использовании в качестве регулятора 2 постоянного напряжения управляемых выпрямителей угол регулирования вентилей 1-го выпрямителя равен где Мо - составляющая величины угларегулирования, определяемая стабилизацией выходного напряяения, причем эта составляющая общая для всехпреобразователей;сК - величина дополнительногоугла регулирования, определяемая рассогласованием .ь 1 пБлок 4 управления работает такимобразом, что для тех преобразовате лей, для которых текущее значениепотребляемого тока превьшает 1 (т.е.д рО) величина К ъ О и, следовательно, напряжение, подаваемое навход соответствующего инвертора 0,1, .В 15 уменьшается, что приводит к уменьшению тока 11 и уменьшению абсолютнойвеличины рассогласования Д р;. Наоборот, при 11 с 1, имеем 602 О, и величина дополнительного угла К 1 ( О,что 20 ведет к увеличению тока Т и умень 3шению абсолютной величины рассогласования.Таким образом, выполняется условиер авномерного распределения мощности 25 нагрузки между параллельно работающими в данный момент преобразовательными агрегатами.В устройстве осуществляется авто"матическое в зависимости от величиныи характера нагрузки подключение (отключение) силовых блоков.Из всей совокупности первый блокявляется ведущим, остальные (Я) -ведомыми. Включение группового преобразователя производится подачей управляющего сигнала 7, который непосредственно подключает ключи 16 и 17ведущего блока.На входах первого 8 и второго 9 4 О управляемых делителей формируются сокответственно сигналы 1 = --1 икк1 = ---1 . Сравнение Т и 1Кф - Я1 в)с 1 осуществляется соответственнопервым 10 и вторым 11 компараторами.По мере роста нагрузки выполняетсянеравенство Т ) 1 + д 1 и на выходе первого компаратора 1 О формирует; ся сигнал единичного уровня с появлением которого реализуется алгоритмвключения очередного агрегата на параллельную работу, По мере уменьшения нагрузки выполняется неравенство 55 1210 - д 1 и на выходе второго компаратора 11 появляется сигнал единичного уровня, который приводит.к отключению одного иэ груйпы параллельно работающих блоков. Здесь д 1 д 132698 Формула изобретения Составитель И,АмельченкоРедактор Г, Волкова Техред М.Дидык Корректор С.Шекмар Заказ 5458/51 Тираж 666 Подписное ВНИИПИ .Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д. 45Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная, 4 5 14 величины, расширяющие диапазон постоянства структуры силовой части преобразователя. Они задаются напряжением смещения О щ, подаваемым на прямой вход первого компаратора 10 и инверсный вход второго компаратора 11. Введение их вызвано тем, что 1 и 1, обладают некоторой погрешностью, определяемой,датчиками 5, сумматорами 7 и,делителями 8 и 9.Алгоритм включения (отключения) , отдельного преобразовательного агре, гата реализуется следующим образом. Сигнал единичного уровня с выхода первого 1 О (второго 11) компаратора поступает на суммирующий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 13, разрядность которого равна 1 - ближайшему целому для 1 о 8(Л), Новое двоичное слово, значение которого определяет число блоков, включаемых на параллельную работу, с выхода счетчика 13 поступает на вход дешифратора 14. Единичный сигнал на его соответствукщем выходе через логические элементы 15 обеспечивает разрешение уровня на ключах 16 и 17 и элементах 18 соответствующего числа параллельно работающих блоков. Этими уровнями обеспечиваются необходимые коэффициенты деления управляемых делителей 8 и 9 путем замыкания соответствующих ключей 19. В начальный момент пуска -й секции преобразователя величиныорассогласования а рь О, будут сравнимы с р, так как 11 = О. Однако при достижении 11, величины 1, начинает . работать нелинейный элемент 21 (Кяз1). Тогда величина рассогласования равна 6 р, = 1 - 1, . Пуск продолжается при соблюдении условия (ЬМ,) (с р так как величины 1 и 1, являются близкими. Это исключает значительные токовые перегрузки включаемого агрегата. В дальнейшем система распределения токов между преобразовательными секциями функционирует при К нз = О, исключая при этом сос О тавляющую Ьц;. Таким образом, введение в схему каждого блока группового преобразователя частоты нелинейного элемента, а также дополнительного узла сравнения и сумматора позволяет повысить функциональную надежность при включении отдельного преобразовательного агрегата путем исключения токовых перегрузок, могущих привести к перерыву в электроснабжении потребителя. 25 Групповой преобразователь частотыпо авт, св. М 1267563, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности путем устранения перегрузок в динами- ЗО ческих режимах, каждый блок снабжендополнительным узлом сравнения, нелинейным элементом и сумматором, выход узла сравнения соединен с входом узла управления регулятором через первый вход сумматора, второй вход сумматора через нелинейный элемент соединен с выходом дополнительного узла сравнения, один вход которого подключен к выходу датчика тока соответствующего блока, а второй вход соединен с источником опорного напряжения,