Способ управления параллельным инвертором тока со стабилизирующим диодом

(5 ц 5 Н 02 М 7/ ИСАНИЕ РЕТЕНИЯ ВТО ии сн ый (./) режи Нд фсхема устемый споры репреобраэройствафиг. 3 -выключенлельногодиодом ими. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР МУ СВИДЕТЕЛЬСТ(56) Авторское свидетельство СССРМ 1279034, кл. Н 02 М 7/48., 1986.Патент США М 3882370,кл. Н 02 Р 13/20, 1973,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ИНВЕРТОРОМ ТОКА СО СТАБИЛИЗИРУЮЩИМ ДИОДОМ(57) Изобретение относится к электронике,а именно к преобразовательной технике, иможет быть использовано в источниках питания повышенной частоты для электротехнических установок. Целью изобретенияявляется повышение устройчивости и надежности работы инвертора за счет повышения точности стабилизации временивключения тиристоров и уменьшение перенапряжений на элементах в процессе управления (например, при пуске инвертора)Способ управления параллельным инвертором тока со стабилизирующим диодом за. Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано в источниках питания повышенной частоты для электро- технологических установок,Цель изобретения - повышение устойчивости и надежностиработы инвертора за счет повышения точности стабилизации времени выключения тиристоров и уменьшения перенапряжений на элементах в процессе управления (в частности, при пуске инвертора). клочается в том, что измеряют мгновенные значения тока 1 н и напряжения Он нагрузки 8, 9, а также тока компенсирующей емкости (С) 7, задают уставку времени выключения ь тиристоров 2 - 5 и формируют периодически изменяющееся управляющее напряжение О. Очередное включение тиристоров 2 - 5 производят в момент перехода мгновенного значения управляющего напряжения О через нуль. В отличие от известного способа управления осуществляют измерение времени проводимости стабилизирующего диода 10 и пропорционально этому времени формируют сигнал а, Формируют также переключающий сигнал Я = 1, описывающий состояние тиристоров 2-5. Управляющее напряжение формируют в соответствА 13выражением 0 =- (1 с - 2 Ь)+ЩЯ, Даоаспособ управления позволяет уменьшить установленную мощность элементов инвертора за счет минимизации реактивной мощности в установившихся и пусковыхмах,3 ил. иг. 1 изображена функциональная ройства, реализующего предлагасоб управления; на фиг. 2 - примеализаций функциональных ователей, входящих в состав устдля управления инвертором; на зависимости изменения времени ия тиристоров при пуске паралинвертора со стабилизирующим управлении его разными способа 169013610 Устройство, реализующее способ управления инвертором, выполненным в виде подключенного через дроссель 1 фильтра тиристарнаго моста на четырех тиристорах 2 - 5 с коммутирующим дросселем 6 и параллельной цепью из компенсирующей емкости 7 и активно-индуктивного потребления(8, 9) в диагонали переменного тока, зашунтированнага стабилизируащим диодом 10,содержит датчик 11 тока стабилизирующего диода 10, датчик 12 тока нагрузки 8, 9 в диагонали переменного така, датчик тока 13 компенсирующей емкости 7, датчик напряжения 14 на нагрузке 8, 9, подклю ценный параллельно компенсирующей емкости, первый 15 и второй 16 функциональные преобразова"ели, последовательные цепи из нуль-органа 17, формирователя 18 импульсов управления тиристорами 2 - 5, источника 19 заданя уставки и блока 20 аналогового деления. Выходы датчика 11 тока стабилизируащео диода 10 и нуль-органа 17 соединены с первым и вторым входами первого .функцианальнога преобразователя 15 саответствен;а, выход которого подключен к входу задания коэФФициента деления блока 20 аналогового деления. Выходы датчиков така ",2 н.-грузки 8, 9, тока 13 компенсирующей емкости 7 и напряжения 14 на нагрузке 8 и 9 соединены соответственна с первым., вторым и третьим входами функционального преобразователя 16, четвертый вход катарага подключен к выходу блока 20 аналогового деления, а выход - к вхрду нуль-аргаа 17, Выход куль-органа 17 соединен также с входом формирователя 18 импульса управления тиристорами, связаннага с управляющими электродами ти.- ристарав 2-5 инвертара.Спасе б управления параллельным инверторам гака са стабилизирующим диодам 10 реализуется следующими действиями. В работе инвертара са стабилизирующим диодом 10 за палупериод выходной частоты можно вьделить три интервала линейности, характеризующихся включенным и выключеннь м состояниями тиристарав 2 - 5 и диода 10: интервал, когда проводят так все тиристары 2 - 5 моста инвертара при запертом саста нии стабилизирующего диода 10, интервал совместной проводимости тиристорав диагонали моста 2, 5 или 3, 4 и стабилизирующего диода 10 и инвеовал проводимости тиристаров диагонали моста 2, 5 или 3, 4. На каждом палупериоде в течение последнего интервала линейности работает очередная пара тиристорав 2, 5 или 3, 4. Интервал, соответствующий времени вклочс ния тиристаров 2-5, равен второму интервалу линейности и времени Г 0 25 30 35 40 45 50 55 проводимости стабилизирующего диода 10. Функцию соединительной цепи в инверторе выполняет коммутирующий дроссель 6.На выходе датчика 11 тока стабилизирующего диода 10 сигнал присутствует в течение интеовала проводимости диода 10, Указанный сигнал поступает на первый вход функционального преобразователя 15, который Формирует напряжение а, пропорциональное времени проводимости стабилизирующего диода и, следовательно, времени та, представляемого для выключения тиристоров 2-5:3а=Ля,где Ь - коэффициент пропорциональности,На выходах датчиков 12-14 формируют сигналы, пропорциональные мгновенным значениям тока нагрузкив, тока компенсирующей емкости 1 с и напряжения нагрузки О. Эти сигналы поступают на первый, второй и третий входы второго функциональнога преобразователя 16. На четвертый вход Функционального преобразователя 16 поступает сигнал напряжения с блока 20 аналогового деления, сформированный в соответствии с выражениемР = (К а)(тз/с),где К - коэффициент и рапорциональности; тз - уставка времени выключения; с - величина компенсирующей емкости, При этом напряжение, соответствующее зависимо- стиКтз/с,формируется источником 19 задания уставки и подается на вход блока 20 аналогового деления, а напряжение а - на вход задания коэффициента деления того же блока. На выходе функционального преобразователя 16 формируется управляющее напряжение.представляющее собой периодический сигнал с удвоенной частотой напряжения на нагрузке 8 и 9 инвертораО =Р(Ясн)+ЯОс =)(Яс - 2 Ян)/а +ЯОс = = ( ц (с - 2 н)Ос)3где 3 - переключающий сигнал, принимающий значения +1 или -1 на интервалах положительного и отрицательного напряжения на нагрузке 8, 9 соответственна.Нуль-орган 17 регистрирует полярность управляющего напряжения, а формирователь 18 при каждом изменении полярности управляющего напряжения с положительной на отрицательную выдает отпирающий импульс на тиристоры соответствующей диагонали 2, 5 или 3, 4, Синхронизация работы первого функционального преобразователя 15 с остальной частью системы осущеетвля5 10 15 20 25 30 ется по сигналу на его втором входе, посту- пающеьФ с нуль-органа 17.Вариант реализации функциональных преобразователей 15 и 16 приведен на фиг, 2. Так, например, функциональный преобразователь 15 содержит последовательную цепь из усилителя 21, вход которого соответствует первому входу преобразователя 15, ограничителя 22 сигнала, элемента 2 И 23, счетчика 24 с входом уставки, цифроаналогового преобразователя 25, устройства 26 выборки-хранения с управляющим входом и генератора 27 тактовых импульсов, подключенного к второму входу элемента 2 И 23. Управляющий входустройства 26 выборки-хранения соединен с входомуставкисчет- . чика 24 и с вторым входом функционального преобразователя 15,Функциональный преобразователь 15 работает следующим образом.Сигнал, поступающий на его первый вход, усиливается до требуемого уровня усилителем 21 и формируется ограничителем 22 сигнала до уровня, требуемого для элемента 2 И 23. Усилитель 21 и ограничитель 22 сигнала, таким образом, согласуют сигналы датчика 11 тока стабилизирующего диода 10 и элемента 2 И 23, На второй вход элемента 2 И 23 поступают импульсы генератора 27. Эти импульсы проходят на выход элемента И 23 только при наличии сигнала на выходе ограничителя 22, т.е. во время проводимости стабилизирующего диода 10. Счетчик 24 считает импульсы с элемента 2 И 23. При этом код на выходе счетчика 24 соответствует числу импульсов, поступивших на счетный вход счетчика 24 и, на каждом полупериоде работы инвертора, времени выключения тиристоров то. Цифроаналоговый преобразователь 25 преобразует код на выходе счетчика 24 в напряжение, которое поступает на вход устройства 26 выборки-хранения, Устройство 26 выборки- хранения переходит в режим выборки по сигналу с второго входа функционального преобразователя 15 при каждом очередном отпирании тиристоров 2, 5 или 3, 4 соответствующей диагонали. Этим же сигналом после выборки устройства 26 осуществляется сброс счетчика 24 в нулевое состояние, Все остальное время устройство 26 выборки- хранения находится в режиме хранения. Таким образом, на выходе функционального преобразователя 15 в каждый полупериод и выходного напряжения имеется сигнал напряженияа(п) = Ь оп),пропорциональный времени выключения тиристоров то(п) на предыдущем полупериоде выходного напряжения п. Функциональный, преобразователь 16 содержит переключатель 28 полярности, входы которого соединеныс первым, вторым и третьим входами преобразователя 16, а выходы - с входами блока 29 умножения, раэностного блока 30, первым входом сумматора 31, Выход разностного блока 30 соединен с входом блока 32 умножения, выход которого подключен к второму входу сумматора 31, а вход задания коэффициента умножения блока 32 умножения соединен с четвертым входом преобразователя 16. Вход задания коэффициента умножения блока 29 умножения соединен с выходом блока 32 задания.Работает преобразователь 16 следующим образом. Переключатель 28 полярности осуществляет поканальное переключение полярностей входных сигналов 1, 1 с, Ос в момент изменения полярности напряжения на нагрузке 0, Переключатель 28 может быть выполнен, например, с использованием нуль-органа, регистрирующего полярность напряжения нагрузки 8, 9 и каналов переключения полярности. Каждый канал выполнен с использованием двух противофазных ключей и инвертирующего звена, причем ключи, управляемые нуль-органом, подают на выход канала прямой или инвертированный входной сигнал канала. Таким образом, на выходах переключателя 28 полярности имеются сигналы Ян, Яс, ЯОс. На выходе блока 29 умножения имеется сигнал 2 Яь, на выходе разностного бгока 30 - сигнал 5 с, на выходе блока 32 умножения - сигнал К/а)Ь(Я - 2 Яь)/с, на выходе сумматора 31 - управляющее напряжениекозО = - тэЯс - 2 Ьн)/с+30 с =(с - 2 н)+1 с)Яа асЭто напряжение поступает на выход функционального преобразователя 16,Способ управления параллельным инвертором тока со стабилизирующим диодом обеспечивает высокую устойчивость .и надежность работы инвертора за счет более точной стабилизации времени выключения тиристоров при изменении нагрузки, в пусковых режимах и поддержания минимальной реактивной мощности инвертора при его работе.На фиг, 3 приведены зависимости времени выключения тиристоров при пуске, Кривые соответствуют поедварительному заряду компенсирующей батареи 7 до напряжения 0,7 от номинального значения, входному току инвертора 0,1 от номинального и номинальному сопротивлению нагрузки 8, 9. Видно, что при пуске инвертора,.Моргентал Состав Техред Б,Федот ректор Н.Ревская Подписноеениям и открытиям при КНТ ССкая наб. 4/5 каз 4614 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изобрет 113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушс Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 10