Устройство синхронизации параллельно работающих @ -фазных автономных инверторов тока Советский патент 1983 года по МПК H02P13/16 H02M7/515 

иг./ Изобретение относится к промьлилен ной электронике и может быть использовано, например, в установках бесперебойного питания потребителей переменного тока, где с целью увеличения мощности или повышения надежноети используется параллельная работа нескольких инверторов тока с комбинированным или : ависимым управлением В агрегатах бесперебойного питания применяются автономные инверторы тока, устойчивые к перегрузкам и коротким замыканиям в нагрузке, которые подключаются к нагрузке последовательный реактор 1 и 2. При параллельной работе, когда возникают перегрузки или короткие замыкания в нагрузке, такие инверторы попадают в аномальный режим, ко торый не является следствием их поврел(,цения 3 , . Для предотвращения аномального ре жима известно устройство, предполагающее наличие в системе питания тиристорных ключей переменного тока. При возникновении аномального режима, когда резко снижается напряжени нагрузки, тиристор Ые ключи переводятся на импульсное синфазное управ ление с двойной частотой по .отнсяиению к частоте задающих генераторов Heдocтaт oм устройства 4 являе ся обязательное наличие тиристорннх ключей переменного тока с усложненной системой управления. Однако практически йозможны стру турные схемы электроснабжения, когд при параллельной работе инверторов не требуется наличие -тиристорных кл чей..Тогда устройство 4 становитс экономически нецелесообразным. Цель изобретения - повышение надежности системы питания путем предотвращения противофазного режима. Поставленная цель достигается те что . известное устройство синхрони зации параллельно работающих щ-фазных автономных инверторов тока, содзржащих коммутаторы с системой.управления ,включающей в себя блоки си хронизации, а также блоки параллельн конденсаторов, блоки компенсации С системой управления и реакторы, вы полнено в виде m цепочек,из двух последовательно включенных резисторов каледая, причем эти цепочки подключены между одноименными фазными выходными выводами коммутаторов, а точки соединения резисторов цепочек через введенные ключи подключенык входам блоков их синхронизации. На фиг, 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 временные диаграммы, поясняющие его работу. Инверторы 1 и 2 тока с т-фазньш вьисодом (фиг, 1) подключены на общу нагрузку 3 через трансформаторы 4. и 5, Каяадый инвертор, как и в 4, состоит из коммутатора 6(7) с системой 8(9) управления, включающей блок 10(11) синхро.низации, блока 12(13) параллельных к.онденсаторов вентильного компенсирующего устройства 14(15) с системой управления, включающей синхронизированные задающие генераторы, сглаживающего реактора 16(17) и последовательного реактора 18(19), В режиме нормальной параллельной работы частота и фаза напряжений инверторов стабилизируются с помощью вентильных компенсируквдик устройств, а при изменении нагрузки и постоянного напряжения с помощью систем 8 и 9 управления стабилиз ируется напряжение на шинах нагрузк. Для предотвращения противофазного режима, возникающего при перегрузках когда тиристоры компенсирующего устройства полностью закрЕзШаются, предлагается синхронизировать системы управления коммутаторов параллельно работающим инверторам одним общим напряжением, . С этой целью выходы коммутаторов инверторов соединяются через резисторы 20 и 21, Напряжение синхронизации (Коммутаторов берется с общей точки последовательно включенных резисторов (провод А), С помощью контактов 22 и 23 можноразделить напряжеВИЯ синхронизации каждого инвертора при выводе инверторов из параллельной работы. В случае мощность каждого резистора может быть выбрана не превышающей 2 Вт, Поясним на примере, как происходитсинхронизация.- Пусть два инвертора работают на. общее симме.тричное короткое замыкание нагрузки. Тогда при обычной синхронизации коммутаторов от своего выходного ,напряжения каждый инвертор будет работать с кратнсэстью частоты по отношению к номинальной (Kjj; 1), определяемой следующей формулой: l no-rtg-cfW ( 4- I , Ч О1Ч 1 Т5/ п где а -эквивалентная проводимость потерь инвертора, отнесенная к про водимости фазы блока конде.нсаторов, Еф Зы, С - оссносительная величина сопротивления последовательного реактора на номинальной частоте, . Из-за некоторого отклонения параметров силовой схемы и. системы управ:ления частоты инверторов также будут отличаться, т.а, коммутаторы работают несинхронно. При общем напряжении синхронизации коммутаторов предположим, что напряжение первого коммутатораи KI дв опережает по фазе напряжение второго коммутатора (де, , к-ак показано на диаграмме (фиг, 2). Тогда напряже ние общей точки синхронизации Uc де изменяется, как показано пунктиром. Пусть далее пилообразные/ напряжения задатчиков угла коммутаторов инверторов совпадают по величине JuiUn -Uvi (по фазе они совпадают из-за общего напряжения синхронизации) . Тогда при одновременном формирований импульсов управления обоих, коммутаторов углы з.апирания тиристоров оказываются различными. Угол запирания тиристоров первого коммутатора с(, напряжение которого опережает по фазе напряжение синхронизации JcAв оказывается меньше угла запирания второго коммутатора (fa. . Это приводит к тому, что в соответствии с приведенной формулой .для К частота первого .инвертора должна быть меньше частоты второго инверто ра. Таким образом, образована отрицательная обратная связь, которая при водит к устойчивой синхронной работе, коммутаторов и при коротком замы кании, устранена возможность противофазной работы инверторов. Кроме того, общее напряжение синхронизаци коммутаторов препятствует относител ному смещению импульсов одноименных групп тиристоров . (анодных и катодны коммутаторов, благодаря чему не происходит усиление второй гармоники .тока. Необходимость исключения второй гармоники вызвана тем, что собственная резонансная частота LC-контура, образованная выходными цепями параллельно работающих инверторов, близка к нэй . . Подтверждение эффективности предлагаемого устройства синхронизации проводилось на физических моделях инверторов со следующими параметрами силовой схемы, которые соответствовали параметрам серийно выпускаемых инверторов унифицированной серии преобразователей частоты для агрегатов бесперебойного питания: L(16,17) 11,7 мГн; С(12,13)306 мкФ,Ь (14 ,15)25,7 мГн;.L(18,19)3,54 мГн; R(3). (14., 30 м,- СОБЧцо, 0/8 Р (20,21 )470 Ом. Эквивалентные активные и индуктивные сопро±ивления нагрузки были включены параллельно, уровень напряжения нагрузки выбран равным 220 В, что соответствует номинальной мощности инвертора 4 кВА. Входное напряжение изменялось в пределах 130-190 В, что соответствует 200-280 В реальных инверторов. Величина L(l8,19) дана с ; учетом 5%-ного напряжения короткого замыкания трансформаторов на выходе инверторов.

УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ т-ФАЗНЫХ АВТОНОМНЫХ ИНВЕРТОРОВ ТОКЛ, .Оодерхсащих коммутаторы с системой управления, включающей в себя блоки;синхронизации, а также блоки параллельных конденсаторов, блоки компенсации с системой управления и реакторы, о т л ичающеес я тем, что, с целью повышения надежности путем предотвращения возникновения противофазного режима, оно выполнено в виде m цепо.чек ИЗ двух последовательно вклю.ченных резисторов каждая, причем эти цепочки подключены между одноименными фазными выводами коммутаторов, а С ТОЧКИ соединения резисторов цепочек да через введенные ключи подсоедине)ы к входам блоков их синхронизации. bhT55fei тда