Устройство для управления -фазным вентильным преобразователем

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциалистическихРеспублик пц 9555 О 2(1) М. Кл.з Н.02 Р 13/16 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторыизобретения В.Ю. Розов и Д.М. Титов иФ Харьковское отделение Всесоюзного научноисследовательского института электромехан ю.УПРАВЛЕНИЯ в-ФАЗНЫМ: :ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ1 Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам . для управления ведомыми сетью инверторами, непосредственными преобразователями частоты, работающими от автономных источников энергии при глубоких изменениях частоты и ампли-, туды питающего напряжения. Известно устройство для управления вентильным преобразователем, работающее по вертикальному принципу с пилообразным опорным напряжением, содержащее синхронизированные с напряжением питающей сети генераторы опорного напряжения, устройства сравнения, распределители, выходные усилители. Это устройство позволяет обеспечить надежную работу вентиль- ного преобразователя в переходных режимах, функционирование вентидьного преобразователя в режиме прерывистых токов, на реактивную нагрузку с переменным коэффициентом мощности, так как отпирающие импульсы по длительности соответствуют длительности приложения к силовым тиристорам положительных анодных напряжений как в статических, так и в динамических режимах 1 . Однако оно не обеспечивает работо способности вентильного преобразователя при глубоких изменениях частоты питающего напряжения. Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство для управления и-фаэнымвентильным преобразователем, содержащее выходной усилитель, подключенный к питающей сети синхронизатор,каждый изи выходов которого подключен к одному из а генераторов пилообразного напряжения и к входампреобразователя частоты в напряжение, выход которого соединен с другими объединенными входами генераторов пилообразного напряжения,выход каждого из которых подключенк входу каждого иэ в компараторов,другие входы которых объединены исоединены с источником управляющегосигнала, а выходы компараторовподключены к входам в-фазного распределителя. Это устройство за счетиспользования преобразователя частоты в напряжение обеспечивает работоспособность вентильного преобразователя при глубоких изменениях частоты 30 питающего напряжения Г 2.Недостаток устройства заключается в том, что при его использованиипроцесс запирания тиристора начинается сразу же после снятия управляющего импульса. При этом в управляющей базе тиристора накоплен избыточный заряд, для рассасывания которого необходимо некоторое время,что увеличивает время. запирания тиристоров и может послужить причинойаварии преобразователя, работающегов инверторном режиме.Цель изобретения - повышение надежности устройства.Поставленная цель достигаетсятем; что устройство для управлениящ-разным вентильным преобразователемснабжено делителем, сумматором, щдополнительными. компараторами, ищ элементами И, причем дополнительные компараторы подключены к выходамсоответствующих генераторов пилообразного напряжения, элементы Ивключены между распределителем ивыходным усилителем, делительвключен между преобразователем частоты в напряжение и одним входомсумматора, другой вход которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход подключен к общемувходу дополнительных компараторов,выход каждого из которых соединенс входом каждого из элементов И опережающей фазы.На фиг. 1 представлена схемаустройства для управления щ-фазнымвентильным преобразователем; наФиг. 2 - временные диаграммы работыустройства,Устройство для управления .щ-фазным вентильным преобразователем(Фиг. 1) содержит щ-фазный синхронизатор 1, подключенный к питающейсети. Каждый из щ выходов синхронизатора 1 подключен к входам преобразователя 2 частоты в напряжение икаждому из щ генераторов ЗА, ЗВЗщ пилообразного напряжения, выходкаждого из которых подключен к входукаждого из щ компараторов 4 А, 4 В4 щ .управления и каждого из допол-,нительных компараторов 5 А, 5 В5 щ, Другие входы компараторов управления объединены и соединены с источником б управляющего сигнала ивыкодом сумматора 7. Между выходомпреобразователя и другим входом сумматора 7 включен делитель 8,а выходсумматора соединен с объедийеннымивходами компараторов. Выходы компараторов управления подключены к щвходам распределителя 9, каждый изщ выходов которого подключен к каждому из щ элементов И 10 а, 10 В10 щ, выходы которых подключены квходам выходного усилителя 11.Выход каждого из дополнительныхкомпараторов подключен к входу каж 0 ПЧн К 1 1, (1)где К 1 - коэффициент передачи;Г - частота напряжения питающей сети,.На выходе генераторов .3 пилообразного напряжения (ГПН) формируют ся напряжения, синхронизированныес питающей сетью и представленныедля фаз А и В на графике 16, 17(фиг. 2), Закон изменения линейнойчасти этих напряжений описывается 25 выражением Гпн РсВх ЯС (1 30где ЙС постоянйая времени ГПН.;текущее значение угла(рад.);0 х =-К 11,1 в соответствии с (1).При равенстве мгновенных значений выходного напряжения генератора3 пилообразного напряжения и выходного напряжения источника б управляющего сигнала (Опр , график 16, 17, 40Фиг. 2), компараторы 4 переключаются (график 18, 19, фиг. 2). Фронтпереключения компараторов 4 соответствует углу управления тиристорамивентильного преобразователя, величина которого может быть определена 45 из (2) какаС 27 0 ЧПРЧ" Р (3) либо во временной мере как50пр Как следует из (3), Ф р не зависит55 от Г 1, На выходе распределителя 9Формируются сигналы (график 20, 21,фиг. 2), фронт которых соответствуетуглу управления соответствующей фазы,а срез - углу управления последую 6( щей фазы(соответствуют интервалампроводимости тиристоров вентильногопреобразователя). На выходе делителя8 формируется сигнал 0 ПЧН Кг65 дого из элементов 10 опережающейфазы(5 В к 10 А; 5 щк 10 щ; 5 щ к 10 А)устройство работает следующимобразом.На выходах синхронизатора 1 форми.руются сигналы (график 12, 13, 14,фиг. 2), соответствующие переходамчерез нуль соответствующего напряжения питаищей сети. На выходе преобразователя 2 частоты в напряжение 10 формируется напряжение Опчн (график15, фиг. 2), пропорциональное частоте питающей сетигде К - коэффициент передачи делителя 8,На .выходе сумматора 7 формируется напряжение (график 17, фиг. 2) О = ОКл РлЕ - Чпр Дополнительные компараторы 5 переключаются в моменты времени (график 22, фиг. 2), определяемые соотношением, получаемым путем преобразования (5) и (б)(О- - " ) йСКк. К Р151На выходах логических элементов И 10 формируются сигналы (график 23, 24, фиг. 2), длительность которых меньше интервала проводимости тиристоров вентильного преобразователя на величину 3 , которая может бить определена в соответствии с (4) и 7) как 10 О -" с Оупр РС "Ч К(8) 8 1 ур М(9)КдКак следует из (8), величина о не зависит от Оупр, Г 1 и при неизменных 35 значениях КС и К является постоянной величиной.Окончательно сформированные по длительности импульсы (график 23,.24, фиг. 2) поступают на выходной 40 усилитель 11 и далее на управляющие переходы тиристоров вентильного преобразователя.Для улучшения режима запирания тиристоров вентильного преобразовате ля, величина 3 выбирается для конкретного типа выходного усилителя- формирователя отпирающих импульсов и типа используемых тиристоров исходя из условия рассасывания за время б избыточного заряда в управляющей базе тиристора. При этом обеспечивается спрямяениевольт-аиперной характеристики тиристоров на всевремя приложения положительного анодного напряжения и создаются оптимальные условия для запирания тиристораначиная с конца интервала 5 (при включении очередного тиристора). Независимость величины д от текущих значений Гл и Оупр позволяет сохранитьоптимальные условия для запираниятиристоров в процессе изменения частоты питающего напряжения и регулирования угла управленияФормула изобретенияустройство для управления в-фазным вентильным преобразователем,содержащее выходной усилитель,синхронизатор, каждый из в выходовкоторого подключен к одному из вгенераторов пилообразного напряжения и к входам преобразователя частоты в напряжение, выход которогосоединен с другими объединеннымивходами генераторов пилообразногонапряжения, выход каждого из которыхподключен к входу каждого из щ компараторов управления, другие входыкоторых объединены и соединены с1источником управляющего сигнала, авыходы компараторов подключены квходам в-фазного распределителя,о т л и ча ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности, оноснабжено делителеМ, сумматором,е дополнительными компараторамии в элементами И, причем дополнительные компараторы подключены квыходам соответствующих генераторовпилообразного напряжения, элементыИ включены между распределителеми выходным усилителем, делительвключен между преобразователемчастоты в напряжение и одним входомсумматора, другой вх 4 д которого соединен с источником управляющего сигнала, а выход подключен к общемувходу дополнительных компараторов,выход каждого из которых соединенс входом каждого иэ элементов И опережающей Фазы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Швейцарии 9 493158,кл. Н 02 Р 13/16, 1970.2. Авторское свидетельство СССР9 611284, кл. Н 02 Р 13/16, 1975.ное к ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектн 472/76 Тираж 72 ВНИИПИ Государстве по делам изобре 13035, Москва, Ж, Подного комитета СССений и открытийРаушская наб., д.