Способ управления инвертором и устройство для его осуществления

ОП ИСАЙКЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ 11 743160 Союз Советск наСоциапмсткческинРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ)М, Кл.Н 02 Р 13/18 оударстввннын комите СССР о делам изобретенийотнрытнн ата опубликования описания 28 06 80 2) Автор изобретен и А, Мариннче) Заявите 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ И УС ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ТВО ионную устойчиеспечнвает к домым н на тнцессо увеличение надежуменьшения велиель нзобретенн ости ннвертора пу Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности, к веавтономным инверторам тока, управляемым выпрямителям, выполненнымристорах,Известен способуправления инвертором5тока, содержащим коммутатор и компенсатор реактивной мощности, состоящий втом, что формуют серию управляющихимпульсов от задающего генератора,тОподают ее на вентили компенсатора, фЬрмнруют серию управляющих импульсов,синхронизированных по фазе с выходнымнапряжением инвертора, и подают ее навентили коммутатора 1 ). Недостатком этого способа является1 теобходимость в регулировании фазы вьходного напряжения н в дополнительномустройстве для пуска ннвертора. Крометого, для некоторых схем инверторовприменение такого способа управлення,приводит к плохому качеству переходныпроцессов при изменении нагрузки н не вость инвертора,Известен также способ управленияинвертором , содержащим коммутатор нкомпенсатор, состояшийв том, что фор"мнруют две серии управляюших импульсов от задающего генератора и подаютнх на вентили коммутатора я компенсатора 2. Этот способ является наиболееблизким по технической сушности и достигаемому результату к предлагаемому.Способ осушествляют с помощью устройства, содержащего задающнй генератор, к выходу которого подключены формирователи импульсов компенсатора нкоммутатора (3,Недостатком указанного способа является то, что инвертор с такой системой управления в дннамнческих режимахимеет низкую коммутационную устойчивость н плохое качество переходных прочины переЬапряжения в динамическихрежимах работы.Это достигается тем, что формируютдополнительную серию управляющих импульсоесинхронизированных с переменным небрежением коммутатора в фазе,соответствующей углу опережения, прикотором величина переменного напряжения инвертора не превышает допустимой,и подают нх на вентили коммутатора навремя, при котором угол опережения больше допустимой величины, причем фазу дополнительной серии импульсов управлениярегулируют в функции входного напряженияинвертора,Такой способ может быть осуществленс помощью устройства, содержащего формирователь импульсов коммутатора и формирователь импульсов компенсатора, входы которык подключены к выхоцу задающего генератора, которое снабжено дополнительным формирователем импульсов иформирователем синхроимпульсов, причемдополнительный формирователь управленияподключен к формирователю импульсовуправления коммутатора и к шинам постоянного тока и через формирователь синхроимпульсов - к шинам переменного токакоммутатора. На фиг, 1 представлена функциональная схема параллельного инвертора тока с устройством управления, реализующим предложенный способ; на фиг. 2 - схема формирователя импульсов коммутатора и формирователя дополнительной серии импульсов; на фиг. 3 - диаграммы изменения линейного напряжения коммутатора и сигналов в схеме формирователей импульсов коммутатора.Постоянное напряжение ОД от источника поступает через дроссель 1 на коммутирующий блок, состоящий из тиристоров 2-7, включенных по трехфаэной мостовой схеме. На стороне переменного тока коммутатора подключены коммутирующие конденсаторы 8-10 и компенсатор реактивной мощности, состоящий из дросселей 11-13 и последовательно с ними включенных тиристоров 14-19.Устройство управления содержит задающий генератор 20, формирователь 21 импульсов коммутатора, формирователь 22 импульсов компенсатора, формирователь 23 дополнительной серии импульсов и формирователь 24 синхроимпульсов. Формирователь 21 для двук противофазных каналов коммутатора, в свою очередь, содержит фаэосмещаюшее устройство 25,5 10 15 25 30 35 40 45 50 55 служащее для преобразования непрерывного сигнала регулятора Ор во временной интервал задержки импульсов, управления тиристорами 2-7 относительно импульсов задающего генератора 20, и соединенный с ним триггер 26, к которому подключены первые входы элементов 27 и 28 совпадения, Триггер 26 служит для распределения импульсов по противофазным каналам. Вторые входы элементов 27 и 28 подключены к формирователю 23, а выходы подключены к выходным усилителям 29 и 30, формирующих импульсы управления тиристорами, работающих в противофазе. формирователь 23 дополнительной серии импульсов содержит фазосмешаюшее устройство 31, служащее для преобразования сигнала 3 во временной интервал задержки импульсов относительно синхроимпульсов формирователя 24. Выходы устройств 31 и 24 подключены ко входу. триггера 32, служащего для распределения импульсов по противофазным каналам.Данное устройство, содержащее генератор, фазосмешаюшие узлы, распределители импульсов и выходные усилители, выполнено по многоканальной схеме, в каждом канале которой формируют два противофазных импульса. Аналогичным образом устройство может быть выпол- нено по одноканальному принципу управления тиристорами преобразователя. Б качестве задающего генератора могут быть использованы известные схемы генераторов прямоугольных импульсов.фазосмешаюшие устройства могут быть выполнены на основе регулируемых одно вибраторов, блокинг-генераторов и множества других схем фазосмешения, выполняемых по вертикальному принципу с различной формой кривой опорного напряжения. Показанный на фиг. 2 распре-делитель выполнен на основе Д-К триггерано может быть выполнен и на других типах триггеров, имеюших входную логику, или на дешифраторах. формирователь синхроимпульсов строится на основе компараторов, позволяющих формировать импульсы в определенной фазе по отношению к кривой переменного напряжения.В нормальных режимах работы, преобразователя на выходе фазосмешаюшего устройства 25 формируются импульсы - О ф, передние фронты которых совпадают с фронтами импульсов О., а дли-. тельность их СС определяется сигналоМрегулятора 0 р . Эти импульсы поступают.на синкронизирующий вход С триггера26,На входы Э и К этого триггера подаются противофазные сигналы Ог, Переключение триггера происходит по,звднему фронту ЦфС в моментыикоторые соответствуют формированию импульсов коммутатора при угле опережения (, задаваемому сигналом цр . Вэто время в формирователе 24 формиру- Оются импульсыс которые запускают фазосмещающее устройство 31. Поддействием этик импульсов на выходе устройства 31 формируются импульсы Офсу которых передние фронты совпадаютс фронтами импульсов 0(пс., а длительность их С( зависит от величины Ц,Импульсы О фс поступают на вход Стриггера 32, а противофазные импульсыЦ( х.- на входы Э и К, Переключение триггера происходит по заднемуфронту Офс в моментыи ф., соответствующие формированию управляющихимцульсов коммутатора при максимальнодопустимом угле опережения Ъсх, В 25усилителях 29 и 30 под действием передних фронтов импульсов ОЧ. и 0 ,поступающих от элементов 27 и 28, формируются импульсы управления тиристорами коммутатора О и 0 . В этом слуЧ 2 4чае угол опережения инвертора соответствует сигналу регулятора Ор для данногорежима работы преобразователя и будетравен ,В динамических режимах работы преобразователя:(например, при сбросе нагрузки) кривая напряжения нв коммутаторе 0 смещается вправо и. увеличиваетсяпо амплитуде как показано на фиг. 3 после момента Ь 5 . Так как изменения в криф 0вой напряженияпроисходят, достаточнобыстро, а сигнал регулятора Ор не успевает изменить задержку с(, импульсовна требуемую величину, то амплицгС 14туда напряжения Ц может значительнопревзойти цопустимую для установленныхв преобразователе элементов (тиристоров,конденсаторов, трансформаторного оборудования).Введение в схему управления дополнительных формироватедей 23 и 24 импульсов 0(до, позволяет устранить этот недостаток. На диаграммах фиг, 3 показано,что при изменении фазы и амплитуды кривой напряжения ц соответствующим об- ф 5разом изменяется фаза импульсов Ор,поа,Твк как задержка в устройствах 25 и 31сокрвняется прежней Д. и с(,то передний фронт сигнала Ос,к,2 будет опережать задний фронт сигнала 0. В результате передние фронты сигналов Оу и О формируются не в моменты В и , соответствующие сигналам Оги, а в моменты 1 и 1 . В этомЪГ Д.режиме усилители 29 и 30 формируют импульсы управления коммутатора в моменты . и , соответствующие максимально допустимому углу опережения фц, Величина максимального углавыбирается из условия обеспечения допустимой величины перенапряжений и обеспечивается соответствующей настройкой компвраторов 24 и фаэосмещающего устройства 31. Для того, чтобы величина перенапряжения была одинакова при всех значениях входного напряжения д, длительность с( импудьсов О,с, регулируется в зависимости от величины Од . Причем большим значением Од соответствуют большие значения ДТаким об(азом, в динамических режимак работы инвертора, когда угол опережения коммутатора больше максимально допустимого, управление вентилями коммутатора осуществляют от дополнительной серии импульсов, синкронизированных с напряжением на коммутаторе. Такая синхронизация обеспечивает работу инвертора с максимально допустимым углом опережения. Так как величина переменного напряжения на коммутаторе ( при =СО 56 обратно пропорциональная величине СОБ(5, а угол опережения не может быть больше максимально допустимого, то величина этого напряжения также не может быть больше допустимой величины. Это свойство данного способа обеспечивает уменьшение перенапряжения и увеличение надежности инвертора.Формула изобретения1, Способ управления инвертором, содержащим коммутатор и компенсатор, состоящий в том, что формируют две серии управляющих импульсов от задающего генератора и подают их на вентили коммутатора и компенсвтора, о т л и - чаю щ ийс я тем, что, сцельюуведичения надежности инвертора путем уменьшения величины перенапряжения в динамических режимах работы, формируют дополнительную серию управляющих импульсов, синхронизированных с переменным напряжением коммутатора в фвэе,7 74 соответствующей углу опережения, при котором величина переменного напряжения аввертора не превышает допустимой, и подают их на вентили коммутатора на время, при котором угол опережения больше допустимой величины, причем фазу аощанительной серии импульсов управления регулируют в функции входно. го напряжения инвертора.2. Устройство для осуществления способа управления инвертором по и. 1, содержащее шины постоянного и перемен-, ного тока, задающий генератор, к выходу которого подключены формирователь импульсов компенсатора и формирователь , импульсов коммутатора, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что оно снабжено дополнительным формирователем импульсов ун 3160 8равления и формирователем синхроимпульсов, причем дополнительный формирователь импульсов управления подключен к, формирователю импульсов управления ком-,мутатора и к шинам, постоянного тока ичерез формирователь синхроимпульсов -к шинам переменного тока коммутатора.Источники информации,принятые во внимание при экспертизеО 1, Авторское свидетельство СССРЖ 2592561 кл. Н 02 М 1/08 з 1964.. 2. Раскин Л. Я., Стабилизированныеавтономные инверторы тока на тиристорах,М, Энергия," 19701 б Э. Ковалев Ф, И, и др. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидальным выходным напряжением, М.,Энергия, 1972.6 7 П Патент, г. Ужгород, у 1 ИП йднан Заказ 3482 743160 78 дписн ектная, 4