Устройство для управления трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью

(21 (22 46 Бюл,30 енный проектно-кон научйо-исследовател о антомати вленности Ю,А,Глебо 7 (088,8)свидетельство СССР 02 М 5/22, 1980.идетельство СССРН 02 М 5/27, 1986. с ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИПРИ П(НТ СССР К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государстструкторский иский институтугольной промыл(56) АвторскоеУ 708479, кл,Авторское сР 1415372, кл,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЬК ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ СНЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ(57) Изобретение относится к электротехнике, Целью изобретения является снижение реактивной мощности тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью на стороне сетиНа выходах регуляторовтока 9 в каждом блоке управления 4Формируются сигналы, являющиеся основой для регулирования напряжениясоответствующих Ааэ. На выходах нелинейных элементов 13 формируются трапецеидальные сигналы из синусоидальных сигналов задания разных токов,поступающих с выходов задатчиконтока 12. С помощью сумматоров 6,7,8и 11, источника смещения 1 и диодов2,3 и 10 осуществляется однонременныйсдвиг напряжений с регуляторов тока9 перед подачей на вход Ааэосдвигающих блоков 5 на предельную по возможностям тиристорного преобразователявеличину во всех режимах, что позволяет осуществить поставленную цель.3 150123Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляулучшения энергетических показателейтрехАазных преобразователей частоты5с непосредственной связью.11 ель изобретения - снижение реактивной моцности тиристорного преобразователя частоты с непосредственнойсвязью на стороне сети, 1 ОНа Аиг, 1 представлена Аункциональная схема устройства; на фиг,2а,б - временные диаграммы, поясняющие работу схемы,Устройство (Аиг.1) содержит источник 1 напряжения смещения, два диода2,3 и три блока управления 4, в каждый иэ которых входит Аазосдвигающийблок 5, первый сумматор 6, второйсумматор 7, третий сумматор 8 и регулятор тока 9, причем выход первогосумматора 6 соединен с фаэосдвигающим блоком 5, выход третьего сумматора 8 соединен с анодом первого диода 2, первый вход третьего сумматора 258 соединен с выходом регулятора тока9, а катоды диодов 2, 3 соединенымежду собой. При этом устройствоснабжено третьим диодом 10 и четвертым сумматором 11, а каждый фазныйблок 4 снабжен задатчиком тока 12 инелинейным элементом 13, причем катод третьего диода 10 соединен с катодамии других двух диодов 2, 3 и спервым входом четвертого сумматора 3511, второй вход четвертого сумматора11 соединен с источником напряжениясмещения, выход четвертого сумматора11 соединен с первым входом второгосумматора 7 в каждом Аазном блоке 4, 40второй вход второго сумматора 7 соединен с выходом третьего сумматора8, выход второго сумматора 7 соединен с первым входом первого сумматора 6, второй вход первого сумматора 456 соединен с выходом нелинейного элемента 13 и с вторым входом третьегосумматора 8, вход нелинейного элемента 13 соединен с задатчиком тока 12,аноды второго 3 и третьего 10 диодовсоединены с выходами третьих суммато 50ров 8 соответствующих Аазных блоков 4.Устройство работает следующим образом,На входы нелинейных элементов 13,входящих в состав каждого Ааэного55блока 4, подаются синусоидальныесигналы задания Аазных токов 0 у,11 у и 0 зтс (Аиг.2 б) с выходов задат 1 4чиков тока 12, В дальнейшем, пренебрегая ошибкой контуров регулирования Ааэных токов, считаем, что фактические токи Ааз нагрузки соответствуют по величине и направлению сигналам задания Бзт, 1 зи 1 ус . Следовательно, положительной голуволне,например, сигнала Ц;, соответствуетположительное направление тока и работа группы тиристоров в Аазе А тиристорного преобразователя частоты,смещаемой в выпрямительный режим,Нелинейные элементь 13 имеют одностороннюю характеристику с ограничением, причем величина ограниченияравна 111 - разности максимальныхнапряжений смещения групп тиристоров,сдвигаемых в выпрямительный и в инверторный режим, В результате на выходах элементов 13 Аормируюч ся трапецеидальные сигналы Цт тьОс(Аиг,2 б) высотой фБ и шириной полупериода, совпадающие по времени с работой групп тиристоров, сдвигаемыхв выпрямительный режим,Нелинейные элементы 13 могут бытьреализованы на операционных усилителях с нелинейной обратной связью,Ограничение нелинейных элементов 13позволяет иметь высоту трапеций равной йЦ, а односторонняя характеристика позволяет Аормировать трапециилишь при одной (положительной) полярности нагрузки (Аиг,2 б),На выходах регуляторов тока 9 вкаждом блоке 4 управления Аормируются сигналы 11 А, СВ и УС (фиг,2 а),являющиеся основой для регулированиянапряжения соответствующих Ааз тиристорного преобразователя частоты с непосредственной связью, В сумматорах8 трапецеидальные сигналы КА, УВи УС вычитаются из выходных сигналов 11 А, 11 В и Б 1 С регуляторов тока 9. На выходах сумматоров 8 такимобразом Аормируются сигналы 11 А, 11 Ви 11,С, отличающиеся от сигналов 11 А,ОВ и УС на величину трапеций, Сигналы О А, Ц В и 0 С поступают на аноды диодов 2, 3 и 10 и на вторые входысумматоров 7 в блоках 4 управления,Схема, состоящая из диодов 2,3,10, действует таким образом, что наих общем катоде Аормируется сигналБ,максимальный из трех входных сигналов 11, А, КВ и 13 0, Сигнал 11, подан на первый вход сумматора 1, ана его. второй, инвертирующий вход,5 15 подано напряжение смещения 0 см с выхода источника 1 напряжения смещения. На выходе су",гггагора 11 формируется сигнал 11 = 1 г,гг - 1 гс который подан на первый, инвертирующий вход сумматора 7 во всех трех блоках управления 4. Следовательно, в сумматораходновременно из всех трех сигналов Б,гА, У,В и 1 гС вычитается сигнал Бгг, и ко всем трем прибавляется сигнал Б, Вычитание максимального сигнала У, из трех сигналов Ц,А, УВ и Б,С уменьшает одновременно все три сигнала так, чго максимальный из них становится нулевым, а два другие - отрицательными. Прибавление сигнала смещения 11 см увеличивает все сигналы так, что максимальный из выходных сигналов сумматоров 7 становится рав- НЫМ Усг. ВЕЛИЧИНа Ц 1 ВЫбИраЕтея таК, чтобы выводить от начального угла регулирования на максимальный группы тиристоров, сдвигаемые в инверторный режим.Выходные сигналы ИА, УпВ и К С сумматоров 7 поступают на вход сумматоров 6, где к этим сигналам прибавляются соответствующие напряжения трапеций БтА, Б 1 В и Б 1 С, Выходные напряжения У А, Ц зВ и БЗС сумматоров 6 используются для управления трехфаэ" ным тиристорным преобразователем частоты через Лазосдвигающие блоки 5.Чтобы пояснить смысл описанных вьппе операций, рассмотрим временные диаграммы выходных сигналов БРА, УВ и УС разных регуляторов тока 9 (Лиг,2 а) и сигналов задания тока 33 а 1 А 13 Зт В и 33 ьт С выходов эадатчиков тока 12 (Аит,2 б), Эти сигналы синусоидальны и образуют две симметричные трехгггазные системы, сдвинутые относительно друг друга по Лазе на угол, определяемый свойствами нагрузки.Рассмотрим произвольный момент времени с Значения напряжений БгА, 11 уВ и УС для этого момента обозначены точками Р, Е и Г на диаграмме Аггг,2 а, причем цветом точек на фиг,2 Я обозначено направление тока соответствующих Лаз нагрузки, и следовательно, работающая группа тиристоров соответствующих разных реверсивных преобразователей, Направление тока определено диаграммой григ,2 б для моментаЦель - максимальное снижение реакгивг 1 ой мощности - достигается, если 01231 6одгговременно увеличить напряженияБггА, 11 гВ и У С на одну и ту же предельную по воэможностям тиристорного5преобразователя величину, Иначе говоря, необходимо поднять точки Р, Е нГ (гггиг,2 а), сохраняя расстояние между ними, пока оцна иэ точек не дойдет до предельной высоты, Но предельная высота для точек разная: точки0 и Р характеризуют управляющие сигналы Ааэ А и С, где протекают положительные токи и работают группы тиристоров, смещаемые в выпрямительныйрежим, а точка Е характеризует управляюг 1 ий сигнал Ааэы В, где в моментпротекает отрицательный ток и работает группа тиристоров, смещаемаяв инверторный режим. Для точки Е2 О предельная высота равна У(по определению величины напряжения смещения). Лля точек 0 и Г предельнаявысота равна Бсгц + ЬБ, Значит, необходимо поднимать точки, сохраняя25 расстояние между ними, до тех пор,пока точка 0 не достигнет уровняБси + ЬБ, либо точка Е - уровня УсмПоставленная задача решается внесколько этапов.Понижается высота точек 0 и Гна величину соответствующих трапеций.Это практически достигается с помощью сумматоров 8, где иэ напряженийЦА, БоВ и 11 уС вычитается напряжениетрапеций 01 А, 11 тВ и 11 тС, имеющих вь35соту ЬУ (в момент С, У = О и напряжение БгВ не меняется). При этомот системы точек О, Е и Р переходимк системе 0, Рг и Гг (Аиг.2 Я), что4 О соотВетствует перехОду От няпряженийУА, ПАВ и УуС к напряжениям 0 А,11,В и П 1 С,Точки Р, Е в , и Р пеРемещаютсЯодновременно так, чтобы верхняя точ 45 ка (для момента С - точка 0) имеланулевой уровень. Это соответствуетвыделению максимального Уг,1 иэ трехсигналов О, А, 11,В и УС схемой иэдиодов 2,3 и 1 О и вычитанию сигнала5 О Пщ через сумматор 11 В сумматорЯХ 7одновременно из всех трех сигналовЬ А, Ц В и У 1 С,Сигнал Брэгг соответствует высоте точки Рг над осью абсцисс, а новая система точек - Ргг,55Ео, Г - показана на Лиг,2 а.Точки П, Е , Г перемещаются одновременно вверх на величину Оси .Это соответствует прибавлению сигнала Уг через сумматор 11 в суммато 1501231изобретения40 Формула Устройство дчя управления трехАазцым преобразонателем частоты с рах 7 одновременно ко всем трем напряжениям ИА, ИлВ и ИС. В результате получаем из системы точек Пс, Е,Рсэ систему точек П Г , РЗ, верхняяиз которых 33 имеет высоту Иц5(Лиг,2 а), Точкам Т), Е, г з соответствуют напряжения ИлЛ, ИВ и ИдС.Точки 13 л и Г поднимаются ца величину трапеций, Это практически достигается с помощью сумматоров 6, гдек напряжениям ИэА, И,сВ и ИС прибавляется напряжение трапеций 13 тА, И,Би ИтС. 11 ри этом от "истемы точек 13,Е, Г, переходим к окоцчательцойсистеме Р, Е, Г (Лиг,2 а), в которой высота точки 3 с составит Инесс ++ с 1 И, Точкам 134, Г 4, Г соответствуют напряжения ИзЛ, И,В и ИзС навыходах сумматоров б,20Выполнение указанных действий впредлагаемом устройстве позволяетувеличить одновременно напряженияИГЛ И В и Ис 1 С до предельной неличины в любой момент времени и цеэанисимо от режима, т,е, прп любом взаимномрасположении точек П, Е, Г и произвольном направлении тока Лаз нагрузки.Одцоээремеццысс сдвиг напряжений 30ИуЛ, ИВ и Иу 3 С перес подачей на входЛазосднигаюлих блоков 5 на предельную по воэможностям тиристорного преобразователя величину но всех режимахпозволяет снизить реактивную мощность,потребляемую тиристорным преобразона 35телем частотьс с непосредственной связью из сети,непосредственной связью, содержащее источцик напряжения смещения, дна диода и блоки управления по числу Лаз, н каждый из которых входит фазосднигающиц блок, первый сумматор,второй сумматор, третий сумматор ирегулятор тока, причем выход перногосумматора соединен с входом фазосдни.гающего блока, выход третьего сумматора соединен с анодом первого диода,первый вход третьего сумматора соединен с выходом регулятора тока, акатоды диодов соедиценчл между собой,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью снижения реактивной мощноститиристорного преобразователя частотыс непосредственной связью на сторонесети, устройство снабжено третьимдсодом и четвертым сумматором, а каждый блок управления с.цабжен залатчпком тока и нелинейным элементом, причем катод третьего диода соединец скатодами двух других диодов и с первым входом четвертого сумматора, второй вход четвертого сумматора соединен с источником напряжения смещения,выход четвертого сумматора соединенс первым входом второго сумматора нкаждом блоке управления, нторэй входвторого сумматора соединен с выходомтретьего сумматора, выход второгосумматора соединен с перным входомпервого сумматора, второй вход первого сумматора соедицен с выходомнелинейного элемента и вторым входомтретьего сумматора, вход нелинейногоэлемента соединен с выходом эадатчика тока, аноды второго и третьего диодов соединены с выходами третьихсумматоров соответствуксщих блоков управления.1501231Составитель О.МещеряковаРедактор М.Товтин Техред М,Ходанич Корректор М.Шароши Заказ 4887/54 Тираж 646 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101