Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты

(5)5 Н 02 М 5/27 Оп НИЕ И тен Авторско Видетел ьс о-исследовател ьорский и техноло- полупроводниковых. Моргулев 08, кл, Н 02 М 5/27 тво СССР 44, 1986. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для питания трехэлектродных электропечей током низкой.частоты, Изобретение позволяет практически исключить электродинамические нагрузки на токоведущие элементы устройства при изменении полярности тока при сохранении высокого значения коэффициента мощности преобразователя за счет того, что ток при включении и выключении групп вентилей изменяют плавно, например, по линейному закону в течение 0,01- 0,05 периода низкой частоты, для чего в каждый блок управления 11, 12, 13 введены блок 14 задания интенсивности, компаратор 20, элемент ИЛИ 21 с соответствующим подключением. При этом для поддержания высокого сов р установки частота переключения групп и, соответственно, токов в электродах задается в пределах 0,04-0,004 Гц с помощью блока 22 задания частоты. 2 ил,10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике.преимущественно к способам и источникампитания электродуговых печей и можетбыть использовано в электротермическихустановках, содержащих трехэлектроднуюэлектропечь, питание которой осуществляется от трехфазного непосредственногопреобразователя тока промышленной частоты в ток низкой частоты.Целью изобретения является уменьшение вибраций электродов, элементов печи итокопровода при сохранении высоких энергетических показателей электропечной установки.На фиг. 1 приведена электрическая схема устройства для питания трехэлектродной электропечи по предлагаемомуспособу; на фиг. 2 - временные диаграммытоков вентильных комплектов и электродов печи.Устройство (фиг, 1) содержит питающийтрехфазный трансформатор 1, к вторичнымобмоткам которого подключены вентильные комплекты 2-4. Каждый вентильныйкОмплект содержит две группы встречно-параллельно включенных по трехфазной мостовой схеме вентилей, Выводы низкойчастоты вентильных комплектов А, Х, В, У, Счерез токопроводы 5 - 7 подключены к электродам А, В, С печи по схеме "треугольникна электродах".Ванна печи показана на схеме замещения последовательно включенными активными и индуктивными сопротивлениями8-10.Блок управления каждым вентильнымкмплектом 11-13 содержит последовательно соединенные узел 14 задания интенсивности, узел 15 сравнения, регулятор 16тОка, фазосдвигающий узел 17, формироватЕль 18 и.,пульсов, выходы блоков 11-13управления соединены с управляющимивходами вентилей комплектов, а входы ихсоединены с напряжением задания токавентил ьного комплекта, выходом датчика 19тока вентильного комплекта,Каждый блок 11 - 13 управления содержит компаратор 20 и логический элементИЛИ 21, Выход узла задания интенсивностиподключен также через компаратор 20 кпервому входу элемента ИЛИ 21, второйвход которого соединен с входом узла 14задания интенсивности, связанным с соответствующим выходом блока 22 задания частоты тока, а выход элемента ИЛИподключен к второму входу формирователя18 импульсов.Устройство работает следующим образом,Напряжение сети через питающийтрансформатор 1 подается на входы вентильных комплектов 2-4, которые по команде блоков 11 - 13 управления преобразуют ток сетевой частоты в ток с частотой 0,04- 0,004 Гц, Преобразованный ток через бифилярный токопровод 5 - 7 подводится к электродам А, В, С электропечи. Частота тока задается блоком 22, который с помощью блоков 11-13 управления включает по очереди группы вентилей в каждом комплекте 2-4 после выключения одноименной группы опережающего по фазе комплекта 4, 2, 3. Длительность протекания тока в группах задается блоком 22 и может изменяться от 0 до 1/2 периода низкой частоты, который задается в пределах 0,04-0,004 Гц. Симметричному режиму работы печи соответствует длительность протекания тока в группах вентилей, равная 1/3 периоданизкой частоты (фиг. 2).Ток в каждом электроде(А,в,с на фиг.2) получают сложением токов двух вентильных комплектов(12, 1 з, или Ь, И, или 14, Ь на фиг. 2). На входе узлов 14 задания интенсивности тока блоков 11-13 управления устанавливают напряжение задания тока Оз, соответствующее полному отпиранию вентилей. На вход узла 14 задания интенсивности одновременно с напряжением задания тока поступает сигнал задания частоты тока, представляющий собой импульсы прямоугольной формы длительностью 1/3 периода низкой частоты, частота которых вдвое выше частоты изменения полярности тока в электродах, По переднему фронту прямоугольного импульса узел 14 задания интенсивности формирует на выходе нарастающие напряжения, а по заданному фронту - спадающие их значения, Узел 14 задания интенсивности тока обеспечивает плавное нарастание и спадание тока независимо от состояния ванны печи за время 1 н и 1 с (фиг. 2), В остальное время вентили полностью открыты и при значительном уменьшении сопротивления ванны по технологическим причинам регулятор 16 тока ограничивает ток, что сигнализируется звуком и светом,В зависимости от величины напряжения на выходе регулятора 16 тока фазосдвигающее устройство 17 изменяет фазу импульсов отпирания вентилей.Логические блоки формирования импульсов формируют импульсы отпирания вентилей комплектов, фаза которых определяется фазосмещающим устройством 17, а частота следования пачек импульсов эадается блоком 22 задания частоты тока, Импульсы на выходе блока 18 формированияимпульсов появляются при условии совпадения импульсов на выходе фазосдвигающего устройства 17 и импульсов блока 22задания частоты тока, наличия разрешающего сигнала и сигнала с узла 14 задания 5интенсивности, Снятие импульсов с каждойвентильной группы происходит при условииуменьшения тока в этой группе до нуля илидо заданного порога.Технико-экономические преимущества 10предлагаемого устройства видны в сравнении с прототипом,Предлагаемое техническое решениепри работе в диапазоне 0,04 - 0,004 Гц обеспечивает беэ ухудшения коэффициента 15мощности (сов р) плавное изменение полярности тока в электродах, что позволяетуменьшить вибрации элементов конструкции электротермической установки, т, е,электродинамические перегрузки. 20При таком режиме работы реактивноесопротивление токопровода и ванны печипрактически уменьшается до нуля как поосновной гармонике, так и по гармоникамвысшего порядка, которыми в выбранном 25диапазоне частоты можно пренебречь, чтообеспечивает сохранение высоких энергетических показателей,Формула изобретенияСпособ управления трехфазным непосредственным преобразователем частотыдля питания промышленных электропечей,включающим три вентильных комплекта,состоящих каждый из первой и второй вентильных групп, заключающийся в том, что формируют и подают на управляющие входы вентилей комплектов последовательность импульсов отпирания с заданной частотой, более низкой, чем частота питающей сети, на вентили каждого комплекта в течение первого полупериода низкой частоты подают и снимают импульсы отпирания, а в течение второго полупериода низкой частоты подают и снимают импульсы отпирания на вентили второй группы, измеряют амплитуду тока вентильных групп, изменяют фазы импульсов отпирания вентилей, в результате чего ограничивают измеренную амплитудутока, отл ича ю щи йс я тем, что, с целью уменьшения электродинамических нагрузок на токопровод и электроды электропечи при перемене полярности тока в электродах, полярность выходного тока преобразователя изменяют с частотой 0,04- 0,004 Гц путем подачис указанной частотой последовательностей импульсов отпирания поочередно на каждый вентильный комплект, при этом при перемене полярности тока в вентильном комплекте уменьшают ток выключаемой группы вентилей и увеличивают ток включаемой группы вентилей в течение 0,01 - 0,05 периода низкой частоты по линейному закону путем изменения фазы импульсов отпирания вентилей, причем снятие импульсов с каждой группы вентилей производят после снижения амплитуды тока соответствующей вентильной группы до заданной величины,168,1 361 оставитель С.Лузановехред М,Моргентал Корректор О.Кравцо Ред А.Маковская Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина Заказ 3315 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 45