Способ пуска статического преобразователя частоты

ОПИСАНИЕ 691116ИЗОБРЕТЕН ИЯ Сеюэ СоветскихСоциалистетцесюаРеспубттттк Г "-=(31) Р 25417009 (331 ФРГ Гооударотвеииый комете СССР.изобретения Ло касов 10) ностранная фирма "Сименс АГ" (ФРГ) 71) Заявител СПОСОБ ПУСКА СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ Изобретение относится к статическим преоб разователям частоты с инвертором на управляемых вентилях, включенных по мостовой схеме, выходные клеммы которых соединены с парал дельным колебательным контуром, а входные клеммы через промежуточную цепь постоянного тока соединены со сглаживающим дросселем, а управляемый выпрямитель соединен с источником переменного напряжения, причем входные клеммы инвертора шунтируются вспомога.тельным коммутатором, который содержит тиристоры, включенные по мостовой схеме, между выходами переменного тока которых вклю.чен конденсатор, в частности касается способа управления для пуска преобразователя, при котором во время пусковой фазы зажигаются тиристоры соответствующих диагоналей моста нн.вертора и вспомогательный коммутатор перед каждым переходом через нулевое значение напряжения колебательного контура, а после окон.чания пусковой фазы - только тиристоры диаго.налей моста инвертора, а тиристоры вспомогательР , ного коммутатора остаются в нерабочем состоИзвестны способы пуска преобразователей 11 Я 4, Наиболее близким к изобретению явля. ется способ 2), По этому способу преобразователь с параллельным колебательным контуром в качестве нагрузки управляется по нагрузке в колебательном состоянии, а рабочая частота инвертора определяется резонансной частотой ,колебательного контура. При этом ток при прямой коммутации проходит от одной диагонали моста инвертора к следующей, пичем реактивная мощность коммутации определяется конден. сатором параллельного колебательного контура Во время пусковой фазы заряд конденсатора недостаточен для прямой коммутации, и поэто. му во время этого интервала коммутация осуществляется косвенно. Для этого в известном преобразователе предусмотрен вспомогательный коммутатор,состоящим из конденсатора, заряжаемого от источника постоянного напряжения и включенного последовательно с клеммами постоянного напряжения мостовой схемы на ти. ристорах. Клеммы переменного напряжения соединены через последовательное соединение дрос. селя и другого конденсатора. щля пуска в изпуска преобразователя поджигаются тиристоры в двух диагоналях моста инвертора и остаются открытыми до тех пор, пока не потечет ток заданной величины, который во время всей фазыпуска-йоддерживается постоянным за счет уп. - равления выпрямителем, а после достиженияэтого тока тиристоры других проводящих ток диагоналей вспомогательного коммутатора и срабатывающие с задержкой на постоянное времятирйсторы других проводящих ток 1 нагона 50 55 вестном йреобразователе поджигается тиристор устройства для формирования начального тока до тех пор, пока не потечет ток заданной вели.чины в сглаживаемом дросселе, Когда достигается величина этого тока, то поджигаются ти 5 ристоры диагоналей моста инвертора и ток течет теперь через нагрузку, возбуждая колебания и гася тиристор устройства формирования наваль.ного тока, Непосредственно перед переходом через нулевое значение напряжения колебательного контура поджигаются находившиеся в закрьпом состоянии тиристоры инвертора и тиристоры со.ответствующих диагоналей моста вспомогатель.ного коммутатора. Напряжение на заряженном конденсаторе вспомогательного коммутатора в качестве отрицательного напряжения приклады.вается к тиристорам инвертора Й гасит находив.внеся в открытом состоянии тиристоры, Теперьпрэисходит нарастание напряжения на конденсаторе мостовой схемы вспомогательного коммутатора до тех пор, пока открытые тиристоры инвертора не возьмут на себя ток, в результате чего"гасятся открытые тнристоры вспомогатель.ного коммутатора. Для такого нарастания напря 25 жения на конденсаторе мостовой схемы необходим дроссель, включенный последовательно с конденсатором. Этот процесс повторяется перед -каждым переходом через нулевое значение на.пряжения на колебательном контуре. При этом30 заряжается конденсатор мостовой схемы вспомогательного коммутатора и его напряжение противодействует напряжению на заряжаемом конденсаторе, так что вспомогательный коммутатор через определенный интервал времени отключа., ется, и пусковая фаза заканчивается, так как35 теперь напряжения колебательного контура хватает для непосредственной коммутации и преоб.раэователь начинает работать в нормальном режиме. Известный преобразователь во время пуско 10 вой фазы управляется не по нагрузке, а автоматически при помощи частоты колебательного контура. Однако это преимущество достигается засчет. больших затрат , В частности, необходимдополнительный источник литания для зарядаконденсатора во вспомогательном коммутаторе.цфЦелью изобретения является улучшение работыпреобразователя во время пусковой фазы.Эта цель достигается благодаря тому, что для лей инвертора поджигаются, причем промежутоквремени зависит от напряжения и тока заданнойвеличины. Затем перед каждым переходом черезнулевое значение поджигаются тиристоры моставспомогательного коммутатора и с задержкойна опрецеленное время - соответствующие тирис.торы инвертора. Этот процесс продолжается дотех пор, пока напряжение на колебательном кон.туре не достигнет заданной величины, достаточной для прямой коммутации,При простом управлении получается плавный пуск преобразователя, Во время пуска не требуется дополнительной регистрации фактических величин, а необходимые для управления величи. ны получаются при помощи датчиков, необходи. мых для управления в нормальном режиме рабо ты, причем также может быть учтено время за прета поджигания тиристоров инвертора, Кроме того, преобразователь несмотря на регулировку постоянного начального тока работает с венти. лями инвертора независимо от тока и может запускаться с различной нагрузкой.На фиг. 1 показана принципиальная схема преобразователя; на фиг, 2 - временные диаг. раммы, поясняющие работу схемы.Инвертор 1 построен на тиристорах 2 - 5 по однофазной мостовой схеме. К исходным клем.мам инвертора 1 подключен параллельный колебательный контур, используемый в качестве нагрузки и состоящий из параллельной схемы дросселя 6 и конденсатора 7, Входные клеммы инвертора 1 соединены коммутирующим блоком 8 и через сглаживающий дроссель 9 с выпрямителем 10, входные клеммы которого соединены с клеммами сети переменного тока. Выпрями. тель 10 построен на тиристорах по мостовой схе. ме. Коммутирующий блок 8 выполнен по мосто-. вой схеме на тиристорах 11-14. При этом выводы постоянного тока мостовой схемы соеди. иены с клеммами постоянного тока инвертора 1, а выводы переменного тока мостовой схемы со. единены с конденсатором 15. Для тиристоров инвертора 1, управляемого выпрямителя 10 икоммутирующий блок 8 предусмотрены блоки управления (на чертеже не показаны), В качест. ве датчика фактических величин для управления необходимо предусмотреть еще трансформатор тока в шине питания выпрямителя 10 и регистрацию напряжения на колебательном контуре 6. Эти датчики, которые необходимы также и для нормального режима работы преобразователя, на чертеже не показаны.В нормальном рабочем состоянии поперемен но поджигаются тиристоры 2 и 5 или 3 и 4 диагоналей моста инвертора 1 с частотой напряже. ния на колебательном контуре 6. Поджигание происходит с учетом времени запрета тиристо, 691116 этот процесс повторяется и продолжается, при.чем напряжение Оз все время растет, как показано на фиг, 2, пока оно не достигнет задан.ной величины О, достаточной для прямой коммутзции, После этого,тиристоры 11 и 14 вспомогательного коммутатора 8 отключаются, начинается нормальный режим, ток д также не оста.ется постоянным, а начинает расти,формула изобретенияСпособ пуска статического преобразователячастоты, содержащего последовательно включенные управляемый выпрямитель и мостовой тиристорный инвертор, к выходу которого под.ключен колебательный контур, а вход ззшунпьрован коммутирующим тиристорным мостом, вдиагональ переменного тока которого включенконденсатор, путем отпирания соответствующихтиристоров и обеспечения заданных величин, на.пряжения на коммутирующем конденсаторе итока, при которых далее перед каждым переходом через нулевое значение напряжения на ко.лебательном контуре отпирают указанное соответствующие тиристоры, о т л и ч а ю щ и й.с я тем, что, с целью улучшения условий пуска, указанный конденсатор заряжают до напряжения О д, выбранного в качестве заданного,для чего отпирают тиристоры в диагонзльныхветвях коммутирующего моста, поддерживаютпостоянным с помощью упрзвляемого выпрями.теля ток дросселя после достижения им значения 1 до, выбранного в качестве заданного, длячего отпирают диагонально расположенные тирис 5 торы иквертора при достижении током значенияИо, отпирают тиристоры в диагональных ветвяхкоммутирующего моста и с задержкой2 Осо хтвсоответствующие диагонально расположенныетиристоры инвертора, причем перед каждым переходом через нулевое значение напряжения наколебательном контуре диагонально расположен-,ные тиристоры инвертора отпирают с задержкой,5равной ЬтоИсточники информзции,принятые во внимание нри экспертизе1. Заявка ФРГ И 2056847, кл, 21 Оз, 1203,1970. 50 ров непосредственно перед прохождением через нулевое значение напряжения на колебательном контуре, При этом происходит переключение с ветви преобразователя тока на следующую проводящую ток ветвь непосредственно, причем ре.активная мощность коммутации определяется конденсатором 7 параллельного контура, Во вре. мя пусковой фазы заряд конденсатора 7 для прямой коммутации недостаточен, Поэтому в этом состоянии необходимо осуществлять кос.венную коммутацию, причем одновременно на.до позаботиться о том, чтобы конденсатор 7 как можно быстрее получая заряд, достаточный для прямой коммутзции, чтобы иметь возмож.ность работать в нормальном режиме. Режим15 преобразователя в пусковой фазе подробнее поясняется на фиг, 2, где ток Ы в сглаживающем дросселе напряжение промежуточной цепи Она входных клеммах и клеммах постоянного тока20 инвертор и напряжение на колебательном контуре Оз на конденсаторе 7 нанесены на оси време.ии 1. В начале работы поджигаются тиристоры 11 и 14 или 12.и 13 в двух диагоналях моста коммутирующий блок 8, Предположим, что ти.ристоры 12 и 13 подожжены,.Они открыты на время Ьс, пока напряжение не достигнет Ос указанной на фиг. 1 полярности на конденсаторе 15. В конце интервзла й, т.е. при достиже.нии напряжения Оео, поджигаются тиристоры 2 и 5 или 3 и 4 в двух диагонзлях моста инвертора 1.Теперь предположим, что подожжены тирис.торы 2 и 5 Оси остаются открытыми в интер.вале Ьт, за которым начальный ток до дости.35 гает заданной величины. Этот ток Ыо проходит, например, через не показанный трансформатор тока в шине питания выпрямителя 10 и во вре мя всей пусковой фазы поддерживается посто.янным в результате управления тиристорами выпрямителя 11, Если ток достигнет заданной ве.личины с 1 е, то поджигаются тиристоры 11 и 14 в следуюших проводящих ток ветвях моста вспомогательного коммутатора 8, Напряжение конденсатора 15 теперь уже в качестве отрица.тельного запирающего напряжения прикладывается к тиристорзм инвертора 1 и проводящие ток тиристоры 2 и 5 закрываются, В постоянном ии. тервале Ьто конденсатор 15 перезаряжается от Оео до + Ос . Этот интервал определяется емкостью конденсатора 15, напряжением Осо и током до в соответствии с уравнением2 и Сщ -После переззряда, по истечении интервала време. 5 нн Ьтр поджигаются гиристоры 3 и 4 следующих проводящих ток ветвей инвертора 1, пропускают ток и гасят открытые тиристоры 12 и 13, Теперь ток течет через нагрузку, заряжая кон. денсатор 7 и возбуждая колебания в контуре.По,окончании интервала Ьтз, зависящего от час. готы колебаний, непосредственно перед или припервом прохождении через нулевое значениенапряжения Оз на колебательном контуре поджигаются тиристоры 12 и 13.моста вспомогательного коммутатора 8 и по окончзнии постоянной задержки - тиристоры 2 и 4 инвертора 1,причем точное время зависит от времени запрета для тиристоров инвертора 1, Таким образомосуществляется косвенная коммутация, По ис. течении времени Ьтз, т.е. перед следующим переходом через нулевое значение напряжения О69116 Уиг.1 ьз -ф-Ыз-фт зМ ага аа юг.Я ставитель Ю. Андреевхред Л.Алферова Корректор М, Ш актор В. Фельдман Т Тираж 857 ПодписЦНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 аказ 58 е ул, Проектная,2. Патент США Яо 3599078, кл. 321 - 45,1972.3, Бзюбин И, И. Тиристоры в электрическихсхемах. М "Энергия", 1972, с. 31 - 33 и 45. лиал ППП "Патент", г. У ь4. Раскин Л, Я. и др, Устройство для вклю. чения автономного инвертора, Электротехни. ческая промышленность, серияПреобразова. тельная техника,1974. Вып. 3.