Способ управления преобразователем частотыс непосредственной связьюи искусственной коммутацией

(22) Заявлено 12.03.79 (21) 2735339/24-07 г)м КчзН 02 Р 13 кис присоединением 23) Приоритет43) Опубликовано сударственнын комитет СССР(72) Авторы изобретент В, С. Федий, А, В. Козлов и А. В, Попов Институт электродинамики АН Украинской ССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ И ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания вентильных преобразователей частоты (ПЧ) с регулируемыми (стабилизированными) напряжением и частотой. 5Известен способ управления ПЧ с непосредственной связью и искусственной коммутацией, состоящий в том, что отключают тиристоры силовых мостов, замыкают выходные выводы преобразователя при по мощи тиристоров силовых мостов, выключают силовые тиристоры после отработки требуемой при широтно-импульсном регулировании (ШИР) выходного напряжения паузы, затем включают очередные силовые 15 тиристоры. При этом тиристоры, замыкающие выходные выводы ПЧ, включаются в момент окончания перезаряда коммутирующих конденсаторов, т. е, с фиксированной, установленной заранее задержкой, которая 20 не зависит от величины тока нагрузки ПЧ и выбирается по режиму холостого хода 1).Недостатком указанного способа управления является дозаряд коммутирующих конденсаторов реактивным током нагрузки 25 в интервале времени мезкду окончаш;см колебательного процесса перезаряда коммутирующих конденсаторов и включением тиристоров силовых мостов, замыкающих выходные выводы преобразователя. Увели чепце напряжения на коммутирующих конденсаторах приводит к росту коммутационных потерь, а также требует увеличения класса используемых венг 1.ей.Наиболее близким и изобретению является способ управления преобразователем частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащим и силовых тир псторных мостов, зашунтированных коммутирующими дросселями, и общий узел искусственной коммутации, подкл 1 О снный через распределительные вс 1 тили к выводам постоянного тока силовых мостов, состоящгй в том, что выключа;от силовые тиристоры с помощью узла исСусствепной кохму тацп 1, включа 1 от силовые тиристоры для замыкания выводов преобразователя, выключают их после паузы, треоуемой прп широтно-импульсном регулировании выходного напряжения, и включают следующие по алгоритму работы тиристоры силовых мостов 2,Однако этот способ управлеш я недостаточно надежен вследстш с того, что управление ПЧ осущес гвляют с фиксированной задсрзкк 011, вьОра 11110, по рсж 11 му холосто- ГО хода П 1, 11 апр 51 жс 111 с 11 а коммут 1 руО- щих конденсаторах значительно возрастает, что требует пр 1 гменсппя Дополнительных устройств сороса. 15 сси величину за 811488держки устанавливают по режиму номинальной нагрузки 11 Ч, то при нагрузках меньше номинальной будет происходить закорачивание коммутирующих дросселей силовых тиристорных мостов.Целью изобретения является повышение надежности узла искусственной коммутации.Указанная цель достигается тем, что согласно способу управления преобразователем частоты с непосредственной связью и искусственной ком мутациеи, содержащим пг силовых тиристорных мостов, зашунтированных коммутирующими дросселями, и оощий узел искусственной коммутации, подключенныи через распределительные вентили к выводам постоянного тока силовых мостов, измеряют мгновенные значения токов фаз нагрузки и тока перезаряда коммутирующих конденсаторов узла искусственнои коммутации, выпрямляют токи фаз нагрузки, сравнивают сигнал, пропорциональный выпрямленному току нагрузки, с сигналом, пропорциональным току перезаряда коммутирующих конденсаторов, и в момент их равенства вырабатывают импульсы а включение силовых тиристоров для замыкания выводов преобразователя.На фиг. 1 показана упрощенная схема преооразователя частоты, поясняющая предлагаемый способ управления применительно к трехфазной сети; на фиг. 2 - диаграммы импульсов управления данным ПЧ.Преобразователь частоты содержит силовые тиристорные мосты 1 - 3, зашунтированные коммутирующими дросселями 4 - б, оощий узел ( искусственнои коммутации, подключенный через распределительные вентили 8 - 13 к выводам постоянного тока силовых мостов. Кроме того, оп содержит датчики 14 - 16 мгновенных значении токов фаз нагрузки, подключенные к входам вспомогательного выпрямителя 17, выход которого связан с блоком 18 сравнения, к другому входу которого подключен выход датчика 19 мгновенного значения тока перезаряда коммутирующих конденсаторов. Выход блока сравнения подключен к системе 20 управления ПЧ, осуществляющей управление тиристорами силовых мостов преобразователя.На временной диаграмме обозначены мгновенные значения тока 21 узла искусственной коммутации; ток 22 нагрузки на выходе выпрямителя 17; напряжение 23 на выходе блока сравнения 18; напряжение 24 на выходе системы управления 20; импульсы 25 на включение силовых тиристоров для замыкания выходных выводов преобразователя; импульсы 26 на включение силовых тиристоров,Преобразователь работает следующим образом, Пусть в момент времени 1 о необходимо выключить проводившие ток тиристовы силовых мостов 1 - 3 преобразова 5 10 15 20 2 з 30 35 40 4 э 50 55 60 65 теля, а нагрузка ПЧ имеет активно индуктивный характер. Для этого ко всем тиристорам силовых мостов 1 - 3 прикладывается через распределительные диоды 8 - 13 отрицательное напряжение коммутирующих конденсаторов общего узла 7 искусственной коммутации. Проводившие тиристоры выключаются, и необходимое для восстановления запирающих свойств тиристоров время обеспечивается за счет протекания тока перез аряда коммутирующих конденсаторов узла 7 через распределительные диоды 8 - 13 и дроссели 4 - 6, Реактивный ток нагрузки при этом замыкается через узел 7 искусственной коммутации, перезаряжая коммутирующие конденсаторы. Сигналы датчиков 14 - 16, пропорциональные мгновенным значениям фазных токов нагрузки и выпрямленные вспомогательным выпрямителем 17, поступают на вход блока сравнения 18, на другой вход которого подается сигнал 21 от датчика 19 мгновенного значения тока перезаряда коммутирующих конденсаторов. Длительность сигнала 23 на выходе блока 18 зависит от величины тока нагрузки ПЧ и определяется моментом равенства токов перезаряда коммутирующих конденсаторов и нагрузки (момент 1,), Сигнал 23 с выхода блока 18 поступает в систему 20 управления ПЧ, где по его заднему фронту формируется сигнал 25 на включение силовых тиристоров, замыкающих выходные выводы преобразователя. После отработки паузы треоуемой при Ш 11 Р, указанные тиристоры выключаются узлом 7, и система управления вырабатывает импульсы 26 на включение очередных силовых тиристоров мостов.Для сравнения на фиг. 2 показаны сигналы 24, сдвинутые на 120 эл. град., импульсы управления силовыми тиристорами мостов 11 Ч при отсутствии задержки, а также паузы при ШИР.Начиная с момента времени 1 процессы, аналогичные описанным выше, повторяются. Для других токов нагрузки величина задержки оудет автоматически изменяться. 1 аким ооразом, согласно данному способу управления величина задержки на включение тир исторов, замыкающих выходные выводы преобразователя, не является фиксированной и на различных коммутационных интервалах изменяется в зависимости от величины реактивного тока нагрузки.1 гри таком способе управления уменьшаются потери в узле искусственной коммутации и возрастает КПД преобразователя, а также снижается установленная мощность силовых элементов схемы ПЧ (коммутирующих конденсаторов, дросселей, распределительных диодов) и уменьшается класс используемых тиристоров, что повышает надежность преооразователя.811488 л/ р Формула изобретения Способ управления преобразователем частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией, содержащим т силовых тиристорных мостов, зашунтированных коммутирующими дросселями, и общий узел искусственной коммутации, подключенный через распределительные вентили к выводам постоянного тока силовых мостов, состоящий в том, что выключают силовые тиристоры с помощью узла искусственной коммутации, включают силовые тиристоры для замыкания выводов преобразователя, выключают их после паузы, требуемой при широтно-импульсном регулировании выходного напряжения, и включают следующие по алгоритму работы тиристоры силовых мостов, отл ич а ющи йся тем, что, с целью повышения надежности преобразователя, измеряют мгновенные значения токов фаз нагрузки и тока перезаряда коммутирующих конденсаторов узла искусственной 5 коммутации, выпрямляют токи фаз нагрузки, сравнивают сигнал, пропорциональный выпрямленному току нагрузки, с сигналом, пропорциональным току перезаряда коммутирующих конденсаторов, и в момент их 10 равенства вырабатывают импульсы навключение силовых тиристоров для замыкания выводов преобразователя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР477505, кл. Н 02 Р 5/28, 1973.2. Авторское свидетельство СССР483746, кл. Н 02 Р 5/28, 1973 (прототип).Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 504/15 Изд.239НПО Поиск Государственного комитет113035, Москва, ЖТираж 749 Подписное ССР по делам изобретений и открытий Раушская наб., д. 4/5