Устройство для электроснабжения Советский патент 1984 года по МПК H02M7/515 H02J3/00 

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для организации системы электроснабjкeния разнотипных массовых потребителей (например, цехов и заводов) на частотах как правилоотличающи сря о общепромышленной с применением тиристорных преобразователей.

Известно использование инверторов для компенсации реактивной мощности l - з .

Известен также тиристорный преобразователь, содержащий инвертор и компенсатор, обеспечиваквдий стабилизацию выходного напряжения путем изменения фазы управляющих импульсов 4j .

Недостатком системы электроснабжения, построенной на базе этого Преобразователя, являются ограниченные функциональные возможности,

Известны также система электроснабжения на основе тиристорных преобразователей, включаемых на параллельную работу ЭЗ .

Однако они имеют ограниченные функциональные возможности для построения источников централизованного питания либо из-за сложности их реализации, либо вследствие ухудшения ряда энергетических характеристик, например, искажения кривой выходного напряжения, возникающего при :включении регулирующих элементов г-южду выходами преобразователей и общими шинами нагрузки.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является групповой преобразователь, содержа.щий N объединенных по выходу инверторов, регуляторы постоянного напряжения в цепи питания каждого инвертора с установленными на их выходах LC-фильтрами, блоки управления регуляторами, датчики тока в цепи питания каждого инвертора и узел сравнения сигналов, а также сумматор,делитель и блок умно:хитёлей сигналов датчиков тока 10 .

Недостатком известного устройства Является большая установленная мощность силового оборудования системы компенсации реактивной мощности,обеспечивающей стабилизацию выходного напряжения. Это связано с тем, что в устройстве не предусматривается изменение структуры вентильного комплекта в зависимости от величины и характера нагрузки.

Цель изобретения - уменьшение усг тановленной мощности силового оборудования системы электроснабжения,состоящей из N преобразователей, подключаемых к общей выходной сети.

Указанная цель достигается тем, что в преобразователь, содержащий последовательно соединенные регулятор постоянного напряжения с блоком

управления, имеющим управляющий вход LC-фильтр и тиристорный мост с блоком формирования управляющих импульсов, реактором в цепи пита-ния и багтареей коммутирующих конденсаторов на выходе, а также задающий генератор , дополнительно введены ключевой элемент, соединякмдий шины питания тиристорного моста, и фазосдвйгакхций узел, имеющий вход синхронизации и вход управления, причем выход задаюvnero генератора соединен с входом Ьинхронизации фазосдвигаюдего узла, выход которого подключен к входу блока формирования управляющих импульсо

Причем ключевой элемент выполнен в виде диода, включенного в непроводящем направлении по отношению к питаюи(ему напряжению.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 и 3 принцип работы устройства в составе группы преобразователей, включаемых на параллельную работу.

Устройство содержит регулятор 1 постоянного напряжения с блоком 2 управления, имеющим управляющий вход 3, LC -фильтр 4, тиристорный мост 5 с блоком б формирования управляющих импульсов, реактором 7 и батареей 8 коммутирующих конденсаторов, задающий генератор 9, ключ 10, выполненны в виде силового диода, и фазосдвиганвдий узел 11 с входом 12 синхронизации и входом 13 управления.

Предлагаемое устройство может работать как в режиме инвертирования, так ив режиме компенсации.

Оперативный перевод преобразователя из одного режима в другой производится без применения какой-либо силовой контактной аппаратуры подачей необходимых управляющих воздействий на управляющие входы 3 и 13 блока 2 управления и фазосдвигающего узла 11 Необходимые силовые связи осуществляются за счет диода 10, который включен встречно по отношению к питгшхцему напряжения, но согласно-последовательно с тиристорами моста. 5.

Работу устройства в составе аналогичных преобразователей, подключенных к общей выходной сети, поясняет фрагмент силовой схемы, представленный на фиг.2.

Схема содержит два параллельно работающих мостовых: инвертора с тиристорами 14-19 и 20-25.

При работе преобразователей в режиме инвертирования управлякицие импульсы на одноименные тиристоры обоих мостов поступают одновременно. В этом случае диоды 10 закрыты и на работу устройства влияния не оказывают. При сбросе нагрузки высвобожда-т ется избыточная, реактивная мощность ;коммутирующих конденсаторов, что ве.дет к возрастанию угла запирания р тцристоров и, следовательно,, увеличе нию выходного напряжения. Для компен сации реактивной мощности конденсато ров с целью стабилизации угла запита ния на уровне ц можно перевести один из тиристорных мостов, например 20-25 в режим компенсации, для чего необходимо запереть его регулятор 1 постоянного напряжения воздействием на управляющий вход 3, а импульсы уп равления, подаваемые на тиристоры Vi (6 Н,6), сдвинуть в сторону опережения на угол fu ) it - рц относительно импульсов улравлен ия, подаваемых на тиристоры V(j( и :(,6) подачей управляющего сигнала на вход 13 фазосдвигающего устройства 11. Коэффициент ) зависит от схемы компенсатора и равен 1/2 для мостовой схемы. Распределение импульсов управле|Ния для этого случая показано на фиг.З. Компенсатор при этом оказывается нагруженным через диод 10 на реактор 7, что обеспечивает компен-сацию избыточной емкостной мощности. Перевод преобразователя из режима компенсации в режим инвертировани осуществляется в обратном порядке. На- управляющий вход 13 фазосдвигающего узла 11 подают сигнал на перемещение импульсов управления в сто рону отставания до совмещения по фазе с импульсами управления тиристора ми мостов, работающих в режиме инвертирования. На управляющий а блока 2 управления подают сигнал отпирания тиристоров.регулятора 1,восстанавливающий питаю1дее напряжение инвертора. Положительный эффект от использования предлагаемого устройства по отношению к известному состоит в том, что каждый вентильный преобразователь, работающий на изменяющуюся нагрузку (в том числе и в известном) содержит помимо инвертора еще и дополнительное оборудование системы компенсации реактивной мощности ( например, управляемый вентильный мост, нагруженный на реактор), обеспечивающий требуемое качество ряда характеристик преобразователя. По сравнению с известным предлагаемое устройство позволяет резко уменьшить требуемое количество компенсаторов и суммарную установленную мощность оборудования системы компенсации. Дело в том, что при номинальной загрузке всех вентильных преобразователей, работающих на общую сеть, требуется компенсатор относительно небольшой мощности, обеспечивающий стабилизацию угла fi, при уменьшении нагрузки лишь до определенного значения. По мере сброса нагрузки часть инверторов может переводиться в режим компенсации и обеспечивать компенсацию высвобождающейся реактивной мощности конденсаторов.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ, содержа1цее последовательно соединенные регулятор постоянного напряжения с блоком управления. Имеющим управляющий вход, LC -фильтр и тиристорный мост с блоком формирования управляющих импульсов, реактором в цепи питания и батареей коммутирующих конденсаторов .на выходе, а такде задающий генератор, отличающееся тем, что, с целью уменьшения установленной мощности оборудования при использовании устройства в системе электроснабжения из N преобразователей, работающих на общую сеть, оно снабжено ключевым элементом, соединяющим шины питания тирис е торного моста, и фазосдвигакядим узсл лом, имеющим вход синхрониза1 ии и вход управления, причем выход задаюcz щего генератора соединен с входом синхронизации фазосдвигающего узла, выход которого подключен к входу блока формирования управляющих импульсов . 2. Устройство ПОП.1, отличающееся тем, что ключевой элемент выполнен в виде диода, вклюо ченного в непроводящем направлении по о.тношению к питающему напряжению. со

--50Ги

8

-4 М

НН

Фиг f

Фиг 3