Способ управления преобразователем частоты

Оп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)Приоритет Н 02 Р 3/30 Гоеудзрствсииый комитет СССР ао долам изабретеиий и открытийОпубликовано 07.01.83. бюллетень1 Дата опубликования описания 10.01.83.27088.8) В.В. ИванцовНовосибирский электротехнический институт -: . .:(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИЧАСТОТЫ 1Изобретение относится к электро= технике и может быть использовано . для управления тиристорными преобразователями частоты, применяемыми в источниках электропитания переменного тока стабильной частотыко-. ;торые осуществляют электроснабже" ние разветвленной сети потребителей, критичных к выбросам питающего напря" жения.твИзвестен способ управления преобразователем частоты источника электропитания, заключающийся в управлении, преобразователем в функции разности выходного напряжения источника элект" ропитания и эталонного сигнала синусоидальной формы стабильной ампли" туды .Г 1 3. Однако известный способ не обес-. печивает высокую точность стабилизации амплитуды напряжения источника электропитания при изменении егонагрузки в силу ограничений, накладываемых на коэффициент усиления ; цепи обратной связи по условиям обеспечения устойчивости замкнутого контура регулирования с преобразователем на тиристорах.Наиболее близким к предлагаемому является способ управления пре" образователем частоты в источнике электропитания, заключающийся в том, что формируют и подают на преобразователь частоты импульсы управления, измеряют выходное напряжение преобразователя и вычисляют его среднее значение, задают опорное напря,жение и эталонное напряжение синусоидальной формы, вычисляют разность между средним значением выходного напряжения и опорным напряжением и интеграл от нее, изменяют амплитуду эталонногонапряжения пропорционально вычисленному интегралу,. вычисляют :разность между эталонным напряжением а, изменяемой амплитудой и выходным3 987783 напряжением, и в зависимости от этойразности изменяют фазу сформированных импульсов управления2 1,Недостатком известного способаявляется то, цто при возникновении 5короткого замыкания в одной из нагрузок выходное напряжение источниказначительно. уменьшается. Пропорционально нагрузке увеличивается амплитуда упомянутого эталонного сигналасинусоидальной Формы. Возрастаниеамплитуды эталонного сигнала происходит вследствие увеличения интеграла разности среднего значения напря"жения истоцника и постоянного эталонного напряжения. В результате, после селективного отключения местакороткого замыкания, выходное напряжение восстанавливается до уровня,превышающего величину выходного на Опряжения источника в момент, предшествующий короткому замыканию. Наибольшой выброс напряжения возникает,если в тецение интервала времени отмомента возникновения короткого .за" 25мыкания до его устранения будет отключен ряд нагрузок, не допускающихзначительных снижений напряжения.Выбросы напряжения после отклюцениякоротких замыканий снижают качествогенерируемой электроэнергии, таккак возрастание напряжения вышеноминального ухудшает условия работыпотребителей, подключенных к источнику в момент устранения короткогозамыкания, приводит к необходимостизавышения установленной мощностиэлементов источника и потребителей,что в ряде случаев ухудшает массогабаритные показатели всей системыэлектроснабжения,30Выходной сигнал задающего генера"тора 6 через регулятор 5 и один извходов первого элемента 7 воздействует на цепь регулирования, включающую усилитель 9 и блок 10. Блок 10 35формирует последовательность импульсов управления тиристорами преобразователя 11 и осуществляет их модуляцию по синусоидальному закону.Формируемое преобразователем 11 переменное напряжение через силовойфильтр 12 поступает на нагрузку,Для стабилизации амплитуды напряжения на нагрузке устройство содер"жит цепи отрицательной обратной связи (ООС) по мгновенному и среднемузначениям выходного напряжения силового фильтра 12. Цепь ООС по мгновенному значению содержит делитель 8и элемент 7. С помощью элемента 7 50 Цель изобретения - улучшение качества генерируемой электроэнергии за счет уменьшения выбросов выходного напряжения после отклюцения короткого замыкания в нагрузке. Поставленная цель достигается тем, что определяют амплитуду эталонного напряжения при работе преобразова" теля на минимальную нагрузку, измеряют ток нагрузки, сравнивают его с заданным током короткого замыкания и в момент равенства уменьшают амплитуду эталонного напряжения до величины, определенной при работе преобразователя на минимальную нагрузку. фНа чертеже представлено устройство, осуществляющее способ управления преобразователем частотыУстройство содержит источник 1 эталонного напряжения, соедиченный с одним входом элемента 2 сравнения, выход которого через интегратор 3 и фиксатор 4 нижнего уровня подключен к одному входу регулятора 5 амплитуды, к другому входу регулятора 5 подключен задающий генератор 6 напряжения синусоидальной формы, а выход регулятора 5 соединен с входом элемента 7 сравнения, второй вход которого через делитель 8 подключен к нагрузке, а его выход соединен через усилитель 9 и блок 10 импульсно-Фазового управления с управляющим входом тиристорного преобразователя 11 частоты, на выходе которого установлен силовой Фильтр 12. Между выходом фильтра 12 и выходом источника включен датчик 13 тока, Нагрузка соединена через выпрямитель 11 с вторым входом элемента 2 сравнения, а к его третьему входу подключен вход датчика 13 тока через компаратор 15,Устройство работает следующим образом. выделяется сигнал рассогласованиямежду эталонным напряжением синусоидальной формы с выхода регулятора 5и ослабленным делителем 8 выходнымнапряжением фильтра 12. Управление преобразователем 11 в Функции разности напряжения силового фильтра 12 иэталонного напряжения синусоидальной формы позволяет улучшить форму5 Э и уменьшить отклонения амплитуды выходного напряжения источника при изменении нагрузки. Для увеличения точности стабилизации напряжения на нагрузке при изменении последней амплитуду эталонного напряжения задающего генератора 6 регулируют с помощью регулятора 5 пропорционального интегралу разности среднего .значения напряжения нагрузки и эталонного напряжения определенной полярности и величины. Для этого переменное выходное напряжение силово" го Фильтра 12 преобразуется в одно- полярное напряжение выпрямителя 14, выпрямленное напряжение сравнивается с постоянным напряжением источника 1 при помощи второго элемента 2. Полученная разность сигналов интегрируется интегратором 3 и через фиксатор ч воздействует на управляю-. щий вход регулятора 5. При этом выходное напряжение интегратора 3 под действием разности напряжений выпрямителя 11 и источника 1 изменяется и регулирует амплитуду напряжения задающего генератора 6; что,в свою очередь, приводит к изменению выходного напряжения силового Фильтра 12. Процесс регулирования заканчивается при равенстве напряжений источника 1 и среднего значения напряжения выпрямителя 11, пропорционального выходному напряжению источника. При возникновении короткого замыкания в нагрузке источника выходное на-. пряжение источника уменьшается до нуля, а ток нагрузки значительно воз" растает. При этом амплитуда входно" го сигнала компаратора 15 превышает положительный и отрицательный пороги срабатывания компаратора, что приводит к появлению импульсов на его выходе, Полярность импульсов выбирается противоположной полярности напряжения источника 1. В результате воздействия импульсов с выхода 11 компаратора 15 на вход интегратора 3 через элемент 2 напряжение интегратора 3 уменьшается, что приводит к пропорциональному уменьшению выходного сигнала фиксатора Й, воздействующего на регулятор 5. При этом амплитуда выходного сигнала регулятора 5 уменьшается,.Уменьшение амплитуды сигнала. регулятора 5 проис 3 ходит до момента достижения напряжением интегратора 3 уровня Фиксации Фиксатора М. Уровень фиксации выби 87783 6рается таким, чтобы амплитуда выход"ного сигнала регулятора 5 была рав"на амплитуде этого сигнала.в режимеработы источника с минимальной на"грузкой при замкнутой цепи отрицательной обратной связи по мгновенному значению напряжения источника.Иинимальный уровень подключеннойнагрузки обычно не превышает 1 ОФ от 19 номинального значения. После отключе"ния короткого замыкания в нагрузкеначинается процесс восстановлениявыходного напряжения .источника. ТокнаГрузки источника уменьшается, что 15 приводит к прекращению генерированияимпульсов компаратором 15. Напряже-ние интегратора 3 в момент отключения короткого замыкания имеет малуювеличину и не может увеличиться 20 скачком, поэтому амплитуда выходно"го напряжения регулятора 5 в течениеопределенного времени остается по"стоянной. При этом выходное напряжение источника восстанавливается до 2 ю величины, не превышающей номинальноезначение даже при минимальной нагрузке, подключенной к источнику вмомент устранения короткого замыкания. В этом случае, если к источни" зв ку подключена большая часть потребителей, его напряжение восстанавли"вается до. величины меньшей номинальной и далее плавно увеличивается засчет регулирования сигнала задающего,генератора 6 регулятором 5 цепью отрицательной обратной связи по среднему значению выходного напряжения.Плавное восстановление напряженияисточника до номинального значенияпосле отключения короткого замыкания позволяет избежать опасного дляэлементов источника и потребителейвозрастания напряжения, что улучшаеткачество электроснабжения потребителей и увеличивает надежность работы источника электропитания. Приэтом качество генерируемой электроэнергии улучшается.Таким образом, изобретение позво"ляет улучшить качество генерируемойисточником электропитания электроэнергии за счет уменьшения выбросоввыходного напряжения после отклю"чения короткого замыкания в нагрузке источника электропитания.3Формула изобретенияСпособ У 1 ралений преобразователем частоты, заключающийся в том,