Способ управления тиристорным преобразователем частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХсаи люмивипРЕСПУБЛИК аа (1 И Зд) Н 02 Р 13/30 САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ27Е.М,Дубча на поли етия Ве кой рев Ле -50 хоиции Тиристорныестоты с непосред "Энергия", 197 о СССР1978. тельс 13/30 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИтЕт СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский орденанический институт имОктябрьской социалистич(54) (57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЬЗМПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, питающимсяот переменного напряжения, полученного как результат биений двух близкихчастот, состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие тиристоры преобразователя,отличающийся тем, что, сцелью упрощения и повышения надежности преобразователя, выделяют несущуючастоту питающего напряжения, сдвигают фазу сигналов управления относительно фазы несущей частоты в сторонуопережения на угол, равный сумме углов коммутации и восстановления запирающих свойств тиристоров.Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано дляуправления преобразователями частоты,работающими .по принципу преобразования биений напряжения.5Известен способ управления тиристорными преобразователями частоты,прикотором частоту, фазу и форму напряжения управления формируют в соответствии с требуемой частотой выходного Осигнала, его гармоническим составом,режимом работы вентильных групп, сигналами от защитных устройств 1 1.,Недостатком этого способа является сложность формирования напряжения 5управления требуемой формы, возможность возникновения аварийных режимовтипа опрокидывания инвертора при малейшем сбое управления или резком изменении характера нагрузки, перерыв 20в управлении преобразователем при работе на нагрузку с противо-ЭДС,Наиболее близким по техническойсущности к изобретению является способ управления тиристорным преобразо вателем частоты, питающимся от переменного напряжения, полученного какрезультат биений двух близких частот,состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжениемЗ 0биений и подают их на соответствующие.тиристоры преобразователя 2 .Недостатками известного способа являются сложность системы управления,требующей контроль за фазой тока припеременном соэ Ы нагрузки, при наличии противо-ЭДС и низкая надежность.Целью изобретения является упрощение и повышение надежности работы преобоазователя частоты.40Поставленная цель достигается тем,что согласно способу управления тиристорным преобразователем частоты,.питающимся от переменного напряжения,полученного как результат биений двух 45частот, состоящий в том, что формируютсигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие тиристоры преобразователя, выделяют несущую частоту питающего напряжения, сдвигают фазу сигналов управления относительно фазы несущей частоты в сторону опережения на угол, равной сумме углов коммутации и восстановления запирающих свойств тиристоров.На фиг.1 показаны диаграммы, по"цсняющие работу устройства; на фиг.2 . силовая часть одной фазы многофаэного преобразователя частоты ссистемой управления, на фиг.З - развернутая схема системы управления, на фиг.4 преобразователь частоты бесконтактной системы возбуждения асинхронного генератора с системой управления.На фиг.1 обозначены: а - биения напряжений, б - напряжение несущей частоты, в - напряжение управления, синхронизированное с напряжением несущей частоты, г - сигналы управления, сдвинутые в сторону опережения напряжения несущей частоты, д - напряжение 0 , на выходе преобразователя частоты при совЫ =1, е - напряжение О ,5 ЫХи ток , ,.;на выходе преобразователячастоты при наличии противо-ЭДС в цепи нагрузки преобразователя.Преобразователь частоты состоит из источника 1 биений напряжения и реверсивного выпрямителя 2. Нагрузка 3 преобразователя содержит активное сопротивление, индуктивность и противо-ЭДС. Система управления состоит из датчика 4 несущей частоты, фаэосдвигающего устройства 5 и распределителя 6 сигналов управления.В качестве источника 1 биений напряжения можно использовать выходные обмотки асинхронных возбудителей-преобразователей. Силовыми вентилями реверсивного выпрямителя 2 могут быть встречно-параллельные тиристоры, а нагрузкой - обмотка возбуждения асинхронного генератора.В качестве датчика 4 несущей частоты может быть использовано балансный преобразователь частоты.Фазосдвигающее устройство выполнено по схеме (фиг.З) и включает в себя генератор 7 пилообразного напряже-. ния на транзисторе 8 и конденсаторе 9 и узел сравнения на операционном усилителе 10.С помощью источника 11 задающего напряжения 0 можно изменять угол сдвига сигналов управления.Распределитель 6 сигналов управления может быть выполнен по схеме (фиг.З) и состоять из вспомогательного Усилителя (ВУ) 12, инвертора 13и двух элементов 14 и 15.Для системы возбуждения асинхронного генератора датчик 4 несущей частоты и фазосдвигающее устройство 5могут быть объединены и выполнены в виде обращенного синхронного генератора с продольно-поперечным возбужде11046394В выпрямительном режиме работы е- реверсивного выпрямителя 2 сдвиг сигналов управления в сторону опережения не оказывает никакого влияния нием на статоре, ротор которого жест ко связан с ротором асинхронного ген ратора (и возбудителей) (фиг.4) .Несущая частота биений напряжения в этом случае определяется по форму- ле Г: 1+ п(1- 51, (З 1 где Р- число пар полюсов возбудителя для двухполюсного асинхронного генератора, 5 - скольжение. Если числоО пар полюсов возбудителя Р =1,.то Ен = =2(1-5)=21 , т.е. несущая частота в два раза превышает частоту вращения ротора генератора. При условии выполнения синхронного генератора ДНЧ с числом пар полюсов РнЧ =2 частота на выходе генератора ДНЧ совпадает с несущей частотой биений напряжения.фазовый сдвиг сигналов управления осуществляется изменением величины 20 напряжения на одной из обмоток возбуждения синхронного генератораИз биений напряжения 0 на выходе источника 1 биений с помощью датчика 25 4 несущей частоты выделяют несущую частоту О, с которой синхронизируют напряжение управления Ор Фазу сигналов управления(О , 0 )1 Ь П с помощью фазосдвигающего устройства 5 сдвигают в сторону опережения напряжения несущей частоты Оц на угол, постоянный во всех режимах работы преобразователя частоты. С помощью распределителя 6 сигналов управления производят селекцию сигналов управления по симисторам 16 и 17 реверсивного выпрямителя 2. При совпадении полярности напряжения несущей частбты 0 н с полярностью сигналов управле ния О, 0 подается сигнал уп 16лравления на включение встречно-параллельных тиристоров (сии.сторов) 6 и 17 соответственно. на момент включения симистора подключаемой фазы, переключение произойдет, когда выровняются потенциалыточек А и Ь или Б и В соответственно. В инверторном режиме работы реверсивного выпрямителя 2 упреждениеначала коммутации позволяет избежатьаварии - опрокидывания инвертора, Величина угла упреждения должна превышать некоторый минимальный угол рзависящий от времени восстановлениязапирающих свойств вентиля б и угла коммутации 31 оПредлагаемый способ управленияпозволяет осуществлять безаварийныйрежим работы преобразователя на нагрузку, содержащую противо-ЭДС. Приэтом резко упрощается система управления преобразователем, особенно вслучае использования в качестве датчика несущей частоты и фазосдвигающего элемента синхронного генератора,вращающегося со скоростью вращенияротора асинхронного генератора. Боль-.шое значение имеет постоянство угласдвига вне зависимости от режима работы реверсивного выпрямителя. Преобразователь автоматически отслеживаетмомент включения вентилей - при наличии сигналов управления на вентиляхкоммутация начнется только при равенстве потенциалов на анодах тиристоровкоммутируемых фаз.За счет этого повышается надежность работы преобразователя частоты,что особенно важно в случае использования предлагаемого способа управления в преобразователях частоты бесконтактной системы возбуждения мощныхасинхронных турбогенераторов, 1104639НИ ФигЯ аказ 5339/42 Тирак 667 П