СПОСОБ КОМБИНИРОВАННОГО УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ Российский патент 1997 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорным преобразователем частоты, работающим по принципу преобразования биений напряжения.

Известен способ управления тиристорным преобразователем частоты с источником биения напряжений и двумя группами встречно-параллельно включенных тиристоров, питающимся от трехфазной сети (авт. св. N 1104639, H 02 P 13/00, 1983), заключающийся в том, что выделяют из напряжения питающей сети напряжение несущей частоты биений, формируют и подают на группы встречно-параллельно включенных тиристоров сигналы управления.

Недостатком этого способа являются невысокие энергетические показатели преобразователя частоты за счет искажений выходного напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ управления тиристорным преобразователем частоты с источником биения напряжений и с двумя группами встречно-параллельно включенных тиристоров, питающимся от трехфазной сети (авт. св. N 1339821, кл. H 02 M 5/42, 1985), заключающийся в том, что задают уставку тока нагрузки, измеряют ток нагрузки и, если ток нагрузки превышает уставку тока, подают сигналы управления на одну группу тиристоров в соответствии с требуемой полярностью выходного напряжения, а если ток нагрузки меньше уставки тока, то сигналы управления подают на обе группы тиристоров одновременно.

Недостатком этого способа является сложность его реализации, обусловленная тем, что измерение тока нагрузки производится при частотах меньших частоты скольжения, близких или равных нулю, то есть в диапазоне частот, где техническая реализация измерения тока при необходимости развязки электрических силовых цепей и цепей управления затруднена.

Цель изобретения упрощение реализации способа управления тиристорным преобразователем частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в способе комбинированного управления тиристорным преобразователем частоты с двумя группами встречно-параллельно включенных тиристоров, питающихся от III-фазной сети с источником биения напряжений, заключающемся в том, что выделяют из напряжения питающей сети напряжение несущей частоты биений, формируют синфазно несущей частоте импульсы синхронизации, задают сигналы управления тиристорами преобразователя частоты, формируют и подают на группы встречно-параллельно включенных тиристоров импульсы управления с углом, задают уставку тока нагрузки, измеряют фазный ток на входе двух групп встречно-параллельно включенных тиристоров и, если уровень тока на входе одной группы тиристоров, пропорциональный току нагрузки, превышает уставку, соответствующую уставке тока нагрузки, снимают импульсы управления с другой группы тиристоров.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемый способ комбинированного управления тиристорным преобразователем частоты отличается:
новой совокупностью действий, а именно при отсутствии тока в цепи нагрузки или при токе, меньшем тока уставки (например, при запуске системы с активно-индуктивной нагрузкой), сигналы управления подают на встречно включенные тиристоры, управление осуществляется по несущей частоте;
новой совокупностью элементов, а именно при измерении фазного тока на входах групп тиристоров применяются датчики тока, позволяющие осуществить развязку силовых цепей и цепей управления.

Это дает возможность сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной и других областях техники не позволило выявить в них признаки в той совокупности, в которой они отличают заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг.1 приведена блок-схема преобразователя частоты; на фиг.2 - принципиальная схема преобразователя частоты в однофазном исполнении; на фиг.3 временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя частоты.

Тиристорный преобразователь частоты (фиг.1), управление которым может быть осуществлено предлагаемым способом, содержит источник m-фазного напряжения 1, модулятор 2, тиристорный переключатель 3, состоящий из двух n-фазных групп тиристоров 4 и 5, выполненных в виде встречно включенных мостовых или нулевых групп тиристоров, фазосдвигающий элемент 6, синхронизатор 7, датчики тока 8 и 9, элементы сравнения 10 и 11, реле 12 и 13, размыкающие контакты 14 и 15 которых включены в цепи, подающие сигналы управления на входы тиристорного переключателя 3, и нагрузку 16. В качестве модулятора 2 может быть использована асинхронная машина (фиг.2), m-фазная обмотка ротора 17 которой присоединена к источнику m-фазного напряжения 1, а n-фазная статорная обмотка 18 соединена через датчики тока 8 и 9 с выходами тиристорного переключателя 3.

Способ комбинированного управления преобразоваталем частоты (например, изображенным на фиг.2) реализуется следующим образом.

Напряжение сети 1 (фиг.3, а) поступает на обмотку фазного ротора 17 модулятора 2, в статорных обмотках 18 которого наводится ЭДС, промодулированная по частоте вращения (фиг.3, б), напряжение сети 1 в фазосдвигающем элементе 6 сдвигается в сторону упрощения (фиг.3, в) и синхронизируется в синхронизаторе 7 таким образом, что передний фронт сигнала управления сдвинут относительно нуля напряжения несущей частоты биений напряжения на угол А, причем на тиристоры 19, 22 и 23, 26 тиристорного переключателя 3 поступают сигналы управления, изображенные на фиг.3, г, а на тиристоры 20, 21 и 24, 25 сигналы управления, изображенные на фиг. 3,д. На входе блоков 4 и 5 тиристорного переключателя 3 протекают токи, изображенные на фиг. 3,е и 3,ж. Указанные токи измеряются датчиками тока 8 и 9, причем выходные сигналы датчика тока 8 поступают на один из входов элемента сравнения 10, а датчика тока 9 на один из входов элемента сравнения 11, на вторые входы элементов сравнения 10 м 11 подаются сигналы уставки тока I (фиг.3,е,ж). При превышении тока на входе одной из групп тиристоров 4 или 5 величины уставки 1 на входе соответствующего элемента сравнения 10 (11) появляется сигнал, включающий соответственно реле 12 или 13, что проводит к размыканию соответствующего размыкающего контакта 14 или 15 в цепи управления, при этом снимается сигнал управления с соответствующей группы тиристоров 4 или 5, зона подачи управляющих сигналов на группы тиристоров 4 и 5 больше 180 и меньше 360 (фиг. 3,з и 3, и), сигналы управления показаны на фиг.3,к и 3,л. По нагрузке 16 протекает ток, изображенный на фиг. 3,м.

Таким образом, предлагаемое техническое решение позволяет осуществить реализацию способа комбинированного управления тиристорным преобразователем частоты при частоте меньшей частоты скольжения и электрической развязки силовых цепей и цепей управления.

Использование: в электротехнике для управления тиристорным преобразователем частоты, работающим по принципу преобразования биений напряжения. Сущность изобретения: способ комбинированного управления тиристорным преобразованием частоты с двумя группами встречно-параллельно включенных тиристоров, питающихся от m-фазной сети с источником биения напряжений, заключающийся в том, что выделяют из напряжения питающей сети напряжение несущей частоты биений, формируют синфазно несущей частоте импульсы синхронизации, задают сигналы управления тиристорами преобразователя частоты, формируют и подают на группы встречно-параллельно включенных тиристоров импульсы управления с углом, опережающим импульсы синхронизации на заданный угол, задают уставку тока нагрузки и если ток нагрузки превышает уставку тока, то подают импульсы управления на одну группу тиристоров в соответствии с необходимой полярностью выходного напряжения. С целью упрощения реализации способа управления измеряют фазный ток на выходе двух групп встречно-параллельно включенных тиристоров, и, если уровень тока на входе одной группы тиристоров, пропорциональный току нагрузки, превышает уставку, соответствующую уставке тока нагрузки, то снимают импульсы управления с другой стороны тиристоров. 3 ил.

Способ комбинированного управления тиристорным преобразователем частоты с двумя группами встречно параллельно включенных тиристоров, питающихся от m-фазной сети с источником биения напряжений, заключающийся в том, что выделяют из напряжения питающей среды напряжение несущей частоты биений, формируют синфазно несущей частоте импульсы синхронизации, задают сигналы управления тиристорами преобразователя частоты, формируют и подают на группы встречно параллельно включенных тиристоров импульсы управления с углом, опережающим импульсы синхронизации на заданный угол, задают уставку тока нагрузки и, если ток нагрузки превышает уставку тока, то подают импульсы управления на одну группу тиристоров в соответствии с необходимой полярностью выходного напряжения, отличающийся тем, что измеряют фазный ток на входе двух групп встречно параллельно включенных тиристоров и, если уровень тока на входе одной группы тиристоров, пропорциональный току нагрузки, превышает уставку, соответствующую уставке тока нагрузки, то снимают импульсы управления с другой группы тиристоров.