Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ЦИАЛИСТИЧЕСНИХ ПУБЛИК А 4 8 О 1)5 Н 02 М 5 27 21) 3988051/24-022) 16.12.8546) 07.0).90. Бю71) Всесоюзный нкий; проектно-ко сследо орский тельструкстит технологическлупроводников.Б,фридма 27 (ОГ.Г. тоть М.:Э 88.8)Тиристорные преобс непосредственнергия, 1977, с.3 етельство СССР 02 М 5/27, 1982 ское с 2, кл,Изобретени технике, а им ной технике, но при создан и тиристорных трех венных преобразова редназначенных для ных непосредст лей частоты, п тания трехфазн бильной нагруз пи" тасильноточной н например, электроГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ ССОР ОПИСАНИЕ И К АВТОРСКОМУ СВИДЕ(57) Изобретение относится к электро. относится к электро-. но к преобразователь- может быть использовапечи.Целью изобретения является стабилизация технологического процесса за счет обеспечения режима работы преоб разователя с выходной частотой, равной частоте питающей сети, при зиа;чительном уменьшении сопротивления нагрузки в определенные периоды тех нологического цикла. технике и может быть использованопри разработке тиристорных трехфазных непосредственных преобразователей частоты. Цель изобретения - повышение коэффициента передачи преобразователя при значительном изменениисопротивления нагрузки. Преобразователь содержит питающий трансформатори три вентильных комплекта, подклю"ченных к фазам нагрузки. Устройстводля управления преобразователем со"держит эадатчик 14 частоты, связанный с формирователями импульсов.Коммутатор позволяет подключать формирователь импульсов управления либо ксоответствующим вентильным комплектам, либо к соседним комплектам, обеспечивая снижение токов нагрузки приснижении сопротивления нагрузки иравномерное распределение нагрузкипо вентилям преобразователя. 3 ил. На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления; на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие рабо ту устройства в режиме низкой часто" ты (фиг.2) и режиме частоты 1=50 Гц фиг.3).Устройство для осуществления способа управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты содержит трехфазный питающий трансформатор 1, к вторичной обмотке которого подключены три вентильных комплекта 2 - 4, каждый из которых состоит из двух встречно-параллельно включенных нулевых вентильных групп 5, 6; 7, 8, и 9, 10.Каждый из вентильных комплектов2 - 4 подключен к одной из фаэ нагрузки 11 - 13.Устройство содержит также задат 5чИк 14 частоты с тремя выходами, кажй из которых через ключи 15 - 17,включенные параллельно инверторам18 - 20, соединен через диоды 21 - 23с одним из выводов формирователей4,", 26 импульсов, вторые выводы которых через диоды 27 - 29 также подючены к выходам задатчика 14 частоты. Каждый формирователь 24 - 26Импульсов имеет на шести выходахб импульсов, следующих через 60 эл.град,Длительность импульсов равна,0 эл.град. Первый и четвертый выходы формирователя 24, второй и пятыйвыходы формирователя 25, третий иестой выходы формирователя 26 подключены к соответствующим тиристорамфентильных комплектов 2, 4 и 3 соответственно, Остальные выходы формиро. 25вателей 24 - 26 подключены к входам30.1 и 30,2 коммутатора 30, соответствующие выходы 30.3 и 30.4 которого подключены к соответствующимро нумерации управляющим электродам1 иристоров комплектов 2 - 4,Коммутатор 30 позволяет подклю"Чать импульсы на его входе на управляющие электроды соответствующихтиристоров своего вентильного комп 35пекта либо на управляющие переходытиристоров соседних вентильных комплектов. Эти достигается путем коммутации входов и выходов 30.1-30.3и 30,2-30.4 либо 30.1-30.4 и 30.230.3,Устройство работает следующим образом.При работе преобразователя в ре жиме низкой частоты устанавливают ключи 15 - 17 в замкнутое положение, шунтируя при этом инверторы 18 - 20.Коммутатор 30 устанавливают в такое положение, при котором входы 30,1 .соединяются с выходом 30.3, а 30.2 - с 30.4. При этом на вентильные комплекты 2 - 4 поступают импульсы от формирователей 24 - 26, причем номер, импульса 1..6 соответствует номеру55 тиристора Т,ТУстройство задания частоты выходного тока 14 формирует три последовательности импульсов прямоугольной формы, каждая из которых поступает навходы 1 и 2 соответствующего формирователя 24 - 26 импульсов. Импульсы 04, Бм,04 задающего генератора устроиства 14 (фиг.2) задают алгоритм работы вентилей комплектов2 - 4, при этом положительным импульсам задающего устройства 14 соответствует работа вентилей Т, ТТ, а отрицательным импульсам - работа вентилей Тф 1 ТбфТаким образом, в фазах нагрузки11 - 13 протекают токи низкой часто"ты. Частота тока в фазах нагрузкиобычно ограничена сверху величиной10-20 Гц, что связано с неравномерной нагрузкой вентилей по току приувеличении выходной частоты, а причастоте тока на выходе 50 Гц по известному алгоритму работы вентилей вработе остается только. одна третьявентилей комплекта.Для того, чтобы увеличить частоту тока в фазах нагрузки при неизменной его величине до частоты питающей сети устанавливают ключи 15 - .17 в разомкнутое состояние, а коммутатор 30 устанавливают в такое положение, при котором группа 30,1 вхо"дов .его коммутируется с выходами30.4, а группа 30.2 входов - соответственно с 30,3При этом импульсы "2", "5", "3"и "6" формирователя 24 поступают соответственно на вентили Т , Т вентильного комплекта 3 и вентили Тз иТ вентильного комплекта 4, а импульсы "1", "4" остаются на вентиляхТ Т,1 своего комплекта 2,Импульсы "1" "4" "5" и "6" фор"мирователя 25 поступают соответствен 1но на вентили Т , Т вентильного ком"Фплекта 4, и вентили Т и Т вентильного комплекта 2, а импульсы "2" и1 15 его остаются на вентилях Т и Тя иЯсвоего комплекта 3,Импульсы "1" "4", "2", "5" формирователя 26 поступают соответственно на вентили Т, Т комплекта 3 иц Ивентили Т , Тз комплекта 2, а импульсы 3 и 6 его остаются на вентиляхТ и Тб своего комплекта 4.Импульсные последовательности срассчитанным периодом Ци, ПиП выхода устройства 14 заданиячастоты поступают. на первый и второйвходы формирователей 24 - 26 и формируют на выходе их шестерку импуль 5 1534сов в течение положительного импульса задания частОты(фиг.3).А так как положительные импульсызадания частоты тока сдвинуты друготносительно друга на 1/3 периодаих следования при длительности ихтакже равной 1/3 периода следования,то импульсы на выходе формирователей24 - 2 б также следуют друг за другом 10с частотой, заданной устройством 4,Таким образом, иэ 18 вентилей преобразователя в течение первой однойтрети заданного периода частоты, заданной устройством 14, работают 15шесть вентилей, по два в каждом комплекте, соединенные с одной иэ фаэпитающего напряжения, на которые поступают импульсы формирователя 24. Втечение второй трети заданного периода заданной частоты работают другие.шесть вентилей, на которые поступают импульсы формирователя 25. В течение третьей трети периода работаеттретья шестерка вентилей, на которые 25поступают импульсы формирователя 26.В фазах нагрузки при этом протекаюттоки с частотой питающей сети. Приэтом к каждой фазе нагрузки поочеред.но подключаются фазы А, В, С питающей сети. Частота переключения вентильных групп задается задатчикомчастоты с учетом условий охлаждениявентилей,когда тепловое сопротивление охладителя позволяет при заданномалгоритме работы вентилей обеспечитьзагрузку вентилей током с максимальной амплитуцой.Приведенные расчеты показывают,что при переходе с режима ра Оботы преобразователя на низкой частоте (0,5+12,5 Гц) на режимпри частоте Е =50 Гц величина токав нагрузке может быть увеличена на20-252 для преобразователя с одно сторонним водяным охлаждением тиристоров,При переключении вентилей в каждом комплекте необходимо обеспечитьнадежную работу преобразователя, ис- ВОключив при этом возможные внутренниекороткие замыкания. Например, еслиработали вентили Т Т, а переключение идет на вентили Т , Т, то возможно короткое замыкание между фазами А и С питающей сети через вентили Т, Т или Т, ТПредлагаемое техническое решениепозволяет повысить частоту тока в 688 . 6нагрузке непосредственного преобразо. вателя до частоты питающей сети при 1 г неизменной либо большей его величине. Повышение частоты необходимо для увеличения индуктивного сопротивления в контуре нагрузки, когда активная часть ее в определенные периоды технологического процесса может в несколько раз уменьшиться, а стабилизация тока с помощью системы фаэоимпульсного управления преобразователя не обеспечивает воэможности протекания технологического процес" са из-за искажения формы напряжения на выходе преобразователя. Увеличение индуктивного сопротивления нагрузки ведет к стабилизации выходных параметров и стабилизации технологического процесса.формула.из обре т енияСпособ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты электротермической установки, содержащим три пары встречно-параллельно включенных нулевых вентильных групп, включенных между фазами питающей сети и фазами трехфаэной активно-индуктивной нагрузки, заключающийся в том, что контролируют сопротивление нагрузки, сравнивают его с заданным значением, при равенстве сопротивления нагрузки заданной величине формируют и подают на вентили трехфазную систему импульсов управления с заданной частотой, более низ-. кой, чем частота сети, меняют порядок формирования и подачи импульсов уп-, равления при уменьшении активного сопротивления нагрузки ниже заданного значения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения коэффициента передачи преобразователя при изменении сопротивления нагрузки,ука. занное изменение порядка формирова" ния и подачи импульсов управления осуществляют путем формирования импульсов управления с частотой питающей сети и подачей их в каждой паре вентильных групп на два вентиля,связанных с одной из фаз, причем фазы для разных пар вентильных групп выбирают разными, уазанное формирование и подачу последовательностей импульсов управления осуществляют в течение заданного интервала времени, определяемого временем допустимогонагрева вентилей, поочередно меняют пары вентилей в парак вентиль 8 ююжме 3 ных групп по истечении заданного ин-тервала времени.1534688 Составитель С.Лузанов Техред М.Ходаиич К Редактор й ректор Л аз арен акаэ. 53 Тираж 484 Подписное НИИПЙ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1