Устройство для управления преобразователем

Союз Советских Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 12 1.1963 ( 813182/24-7)с присоединением заявкиКл, 21 с)2, 12/О ПриоритетОпубликовано К Н 02 Комитет по зобретений и открытий 621.314.26 (088.8та опубликования описания 11.Л.1968 Авторыизобрете А. А. Сакович, С, Б. Одицкий и М. И. Абрамовичсоюзный электротехнический институт им. В, И. Ленина Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ОДНОФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО ТОКА В ТРЕХФАЗНЫЙ ТОК РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫПредложенное устройство для управленияпреобразователем однофазного переменноготока в трехфазный ток регулируемой частотысодержит, как и известные, задающее устройство, узел пересчета на трансформаторах насыщения и управляемых вентилях, блок деления частоты импульсов, фазосдвигающий блоки блок трансформаторов насыщения на выходе,10Новым в этом устройстве является то, чтов качестве задающего устройства использовансельсин, воздействующий на узел пересчета,блок деления частоты импульсов и на фазосдвигающий блок, что обеспечивает гибкое и 15качественное бесконтактное управление. Дляизменения последовательности чередованияфаз выходного напряжения узел пересчета может быть совмещен с блоком деления частотыимпульсов и содержать в каждом из транс Оформаторов насыщения по две обмотки выходного сигнала для изменения направленияпересчета. Для обеспечения избирательногодействия трансформаторов насыщения на выходе они имеют обмотки подмагничивания по 25числу каналов пересчета,На фиг. 1 изображена силовая схема преобразователя; на фиг. 2 - схема управленияэтим преобразователем; на фиг. 3 - кривыеизменения напряжений на выходе преобразо- ЗО вателя при рабочей частоте равной, например, /з частоты питающего напряжения.Преобразователь состоит из управляемых полупроводниковых вентилей В 1 - В 12 и реактора РР с тремя обмотками, со средних точек которого снимается выходное напряжение (зажимы а - Ь - с), Преобразователь питается от сети переменного тока (зажимы д - е).При работе в выпрямительном режиме вентилей В 1 и В 2 образуется положительная полуволна напряжения рабочей частоты фазы а, отрицательная полуволна получается при работе в выпрямительном режиме вентилей ВЗ и В 4.Вследствие индуктивного характера,нагрузки, которой является, например, двигатель, ток в фазах рабочей частоты отстает от напряжения, Поэтому при работе одной пары вентилей в выпрямительном режиме, другая пара переводится в инверторный режим, с целью обеспечения возврата реактивной мощности на шины питания. Вследствие того, что отдаваемая реактивная мощность отдельных фаз сдвинута на 120, основная составляющая реактивного тока нагрузки замыкается внутри преобразователя и не выходит в питающую сеть,Схема управления преобразователем обеспечивает подачу выпрямительных и инверторных импульсов на вентили В 1 - В 12, с циклическим переходом вентилей из режима в режим, в соответствии с заданнои рабочей частотой на выходе,Управляющие импульсы:подаются на зажимы 1 - 24 силовой схемы с зажимов 1 - 24 схемы управления (фиг. 2).Для получения требуемого направления вращения, а также требуемой ступени выходной частоты и:величины напряжения,на выходе, предусмотрено задающее устройствосельсин, воздействующий на блок БФ сдвига фаз, блок БД 4 деления частоты, узел пересчета УП и блокирующий тороидальный реактор РБ.Ограничение тока и отключение устройства при коротком замыкании обеспечивается с помощью блока ограничения тока БО и блока отключения БВ.Генератор инверторных импульсов содержит тороидальный насыщающийся сердечник ТИ, две первичные обмотки которого питаются от переменного напряжения через омические сопротивления Я Р и конденсатор С,. Благодаря этому на вторичных обмотках сердечника ТИ возникают импульсы напряжения, опережающие момент перехода питающего напряжения через, нуль.Генератор выпрямительных импульсов содержит тороидальный насыщающийся сердечник ТВ. Одна первичная обмотка, питающаяся через конденсатор С и сопротивление Рв, сдвигает управляющие импульсы вторичной обмотки сердечника ТВ. Другая первичная обмотка питается через блок,ВФ сдвига фазы, ток которого перемещает управляющий импульс в сторону уменьшения угла регулирования. Сердечник ТВ имеет дополнительные обмотки %в замыкаемые накоротко при срабатывании блока отключения тока БВ. При этом управляющие импульсы выпрямительного режима снимаются.,Вторичные обмотки насыщающихся сердечников ТИ и ТВ питают электроды управления вентилей ВУ ВУ ВУ, и ВУ, усилителя им,пульсов.Конденсаторы Св, С 4, С Св этого усилителя заряжаются от обмотки В трансформатора ТПУ. При поочередном отпирании вентилей ВУь ВУ, ВУ ВУ 4 происходит разряд указанных конденсаторов через обмотки трансформаторов управления ТУ 1 - ;ТУ 12. Возникающие на трансформаторах управления импульсы подаются на управляющие электроды вентилей силовой схемы.Отпирание управляемых вентилей ВУ, - :- в : ВУ 4 сфазировано в противофазе с напряжением заряда конденсаторов с тем, чтобы не происходило короткого :замыкания обмоток трансформатора ТПУ,В цепь усилителя инверторных импульсов включены первичные обмотки трансформато,ра Т,УД для управления вентилем ВУ, делителя частоты. На анод вентиля ВУ: подается положительное напряжение от конденсатора С 7, заряжаемого от выпрямительного устрой 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 4ства через сопротивление Я и индуктивность У 1. При отпирании вентиля ВУ,; проходит импульс тока через обмотки трансформаторов ТП 1 - ТП 6 узла пересчета. Током вентиля ВУ 6 заряжается конденсатор Св, по окончании заряда ток прекращается и вентиль ВУб запирается, Напряжение конденсатора Св создает отрицательное смещение в цепи управления, вследствие чего импульсы, идущие от обмотки трансформагора ТИ через трансформатор ТУД не могут повторно открыть вентиль. Конденсатор Св разряжается через сопротивление Рв и цепь блока сдвига фаз ВФ, который изменяет время разряда конденсатора. Когда конденсатор С, разрядится, вентиль ВУ: может повторно открыться импульсом управления. Скорость разряда конденсатора определяет частоту циклов и частоту выходного напряжения,Пересчетное устройство имеет шесть каналов, работающих поочередно, При работе канала подмагничиваются в определенном направлении сердечники насыщающихся трансформаторов управления, ТУ 1 - ТУ 2, что обеспечивает исключение выпрямительных или инверторных импульсов в целях соответствующих вентилей силовой схемы. Каждый канал содержит один управляемый кремниевый вентиль (ВУ - ВУ) и трансформатор пересчета (ТП 1 - :ТП 6). При работе одного из каналов ток работающего вентиля обтекает обмотку а трансформатора данного канала и обмотки б трансформаторов всех каналов. Обмотка а имеет вдвое больше витков, чем обмотка б. Вследствие этого сердечник трансформатора работающего канала будет насыщаться при одном направлении магнитного потока, остальные - при противоположном. На обмотки 8 подается импульс от делителя частоты, ампервитки которого, вызывают перемаг ничивание сердечника трансформатора работающего канала и не изменяют потока в остальных сердечниках, намагничивание которых совпадает по направлению. Поэтому импульс появляется только на обмотках г и д транаформатора работающего канала. От обмотки г импульс подается через один из диодов нечетной группы Лв, Д 5, Й 7 Л 9, Л 11 Д 1 з на электрод управления следующего вентиля; от обмопки д через один из диодов четной группы Л 4 Дв дв, Д 1 о, д 1 а, А 4 на электрод управления предыдущего вентиля. Общие точки обмоток г и д через конденсаторы С, и Сприсоединены к катодам вентилей ВУ, - ВУ. Путем подачи отрицательного смещения на конденсаторы С, или С соот. ветствующее направление пересчета исключается, Отрицательное смещение на эти конденсаторы подается от фазочувствительного выпрямителя ФВ. Для коммутации тока с одного канала пересчета на другой служит конденсатор С, перезаряжаемый через сопротивления Я 7 и ЛвУправляющий сельсин СУ создает во вторичной обмотке напряжение, величина и на 2131605 10 15 20 25 30 35 40 правление фазы которого определяется положением ротора сельсина. На обмотки трансформаторов ТФВг и ТФВ, подается напряжение от сельсина, суммирующееся с переменным напряжением с прямым и обратным направлением фаз. При повороте ротора в одну сторону напряжение на трансформаторе ТФВ, возрастает, а на трансформаторе ТФВ падает, при повороте в другую - возрастает на втором и падает на первом. Напряжения от трансформаторов ТФВ, и ТФВз, выпрямленные диодами Д,;, - Д, через стабилитроны СТг и СТ, подаются на цепи, исключения пересчета, Напряжения пробоя стабилитронов выбираются так, чтобы при нулевом положении сельсина оба направления пересчета были закрыты, при небольшом смещении сельсина соответствующее направление открывалось,Блок БФ сдвига фаз содержит выпрями- тельный мост на диодах Д, - Д включенный в цель одной из первичных обмоток сердечника ТВ генератора выпрямительных импульсов. Цепь выпрямленного напряжения замыкается через управляемый кремниевый вентиль ВУ сопротивления Р Рг. При омической нагрузке вентиль ВУ,з после каждого полупериода тока будет запираться, поэтому можно регулировать величину переменного тока в цепи моста, управляя моментом зажигания вентиля ВУ,з. На цепь управления ВУ,з подается напряжение от вторичной обмотки сельсина СУ, выпрямляемое мостом из диодов Д,.з - Дзз. Момент подачи,отпирающего импульса определяется моментом, когда напряжение на конденсаторе С,з достигнет величины напряжения отпирания вентиля - переключателя ВПУ. Это время при данной емкости конденсатора Сгз и величине сопротивления Р,г зависит как от величины напряжения, определяемого положением сельсина, так и от сопротивления утечки Р. Сопротивление утечки шунтируется блоком ограничения тока БО.Изменение тока, проходящего через диод ВУ,з, изменяет падение напряжения на сопротивлении Р,. Это напряжение сглаживается емкостью Сгз и подается на делитель частоты таким образом, что при увеличении этого напряжения конденсатор Сз быстрее ,разряжается, и частота увеличивается,Напряжение от вторичной обмотки сельсина СУ, выпрямленное мостом из диодов Дзз - Дзз, подается в цепь тороидального блокировочного реактора РБ, состоящую из стабилитрона СТз, сопротивления Ргз и заградительного реактора РЗ, При нулевом положении сельсина, а также при положениях, когда выпрямленное напряжение меньше пробивного для СТз, сердечник реактора не подмагничивается, индуктивность его вторичной обмотки велика и выпрямительные импульсы генератора ТВ запираютбся. Когда выпрямленное напряжение моста становится больше пробивного для СТ 4, в цепи обмотки РЗ потечет ток, обеспечивающий насыщение сердечника, и в схеме появятся импульсы выпрямительного режима.Вторичное напряжение трансформатора ТО блока ограничения тока, питаемого от трансформатора тока ТТ силовой схемы, подается на сопротивление Рг 4, Падение напряжения на этом сопротивлении пропорционально току в первичной обмотке. Когда ток достигает значения ограничения, пробивается стабилитрон СТ 4, сопротивление Р шунтируется, и момент отпирания вентиля ВУ,; задерживается, что увеличивает угол регулирования вентилей В, - В. силовой схемы и ограничивает ток.При коротком замыкании напряжение на сопротивлении Р,4 резко возрастает, вследствие чего пробивается стабилитрон СТ и подается отрицательное смещение на катод вентиля ВУ,з. При этом проходит ток через диод Дзг и ВУгз откроется.Лнодная цепь ВУгз питается от постоянного напряжения выпрямителя ВУ.Постоянный ток, проходя через диоды Дзз, Дзз и Лзо шунтирует обмотки трансформатора ТВ, вследствие чего будут сняты импульсы выпрямительного режима,Для повторного включения преобразователя необходимо отключить и вновь подать питающее напряжение. Предмет изобретения 1, Устройство для управления преобразователем однофазного переменного тока в трехфазный ток регулируемой частоты, содержащее задающее устройство, узел пересчета на трансформаторах насыщения и управляемых вентилях, блок деления частоты импульсов, фазосдвигающий блок и блок трансформаторов насыщения на выходе, отличающееся тем, что, с целью обеспечения гибкого бесконтактного управления, в качестве задающего устройства использован сельсин, воздействующий на узел пересчета, блок деления частоты импульсов и на фазосдвигающий блок.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем,что, с целью изменения последовательности чередования фаз выходного напряжения,узел пересчета совмещен с блоком деления частоты импульсов и содержит в каждом из трансформаторов насыщения по две обмотки выходного сигнала для изменения направления пересчета.3. Устройство по пзь 1 и 2, отличающееся тем, что, с целью избирательного действия трансформаторов насыщения на выходе, они имеют обмотки подмагничивания по числу каналов пересчета, 21316 О213160 Ьмзы а РфазыС едактор Струве Техред Л. Я. Левина Корректоры: Н. И, Быстрова и И. Л. КирилловаПодписное Совете Министров СССР