Устройство для управления вентильным непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1984 года по МПК H02P13/30 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными непосредственными преобразователями частоты предназначенными для питания асинхронных двигателей.

Известно устройство для управления преобразователем, содержащее задающий генератор, систему импульсно-фазового управления (СИФУ) и датчик напряжения, причем генератор и датчик напряжения подключены к входу СИФУ. Фаза импульсов, вырабатываемых СИФУ, зависит от соотношения выходного напряжения и напряжения задающего генератора l ,

Недостаток известного устройства заключается в ненадежности работы при наличии нагрузки с ЭДС вращения

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления вентильны непосредственным преобразователем частоты, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к первому входу регулятора напряжения причем выход регулятора подсоединен к входу системы импульснр-фазового управления вентилями преобразователя, и датчик выходного напряжения преобразователя, выход которого связан с вторым входом регулятора напряжения 2j .

Недостатком данного устройства является ненадежная работа в режиме прерывистых токов в фазе асинхронного двигателя.

В моменты отсутствия тока тиристорный преобразователь заперт, а в сигнале обратной связи по напряжению, получаемом с датчика напряжения, присутствует только ЭДС вращения двигателя. С регулятора напряжения на вход системы импульснофазового управления преобразователем поступает при этом ложная информация. Вследствие зтого трехфазная нулевая схема реверсивного тиристорного преобразователя, работающего на фазу асинхронного двигателя в составе непосредственного преобразователя частоты становится практически неработоспособной.

. Цель изобретения - повышение точности и надежности регулирования напряжения при прерывистых токах и наличии ЭДС вращения в фазэ асинхронного двигателя.

Указанная цель достигается тем, что устройство: снабжено, датчиком тока нагрузки Нреобразователя, блоком контроля нуля тока и ключевым элементом, причем к выходу датчика тока нагрузки подключен вход блока дсонтроля нуля тока, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента, а коммутирующая

цепь ключевого элемента включена между выходом датчика выходного напряжения и преобразователя и суммирующим входом регулятора напряжения .

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 принципиальная схема ключевого элемента и блок определения нуля тока; на фиг. 3 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит задающий генратор- 1, регулятор 2 напряжения, систему 3 импульсно-фазового управления, силовую часть 4 реверсивного тиристорного непосредственного преобразователя. К выходным зажимам силовой части реверсивного тиристорного преобразователя подключен датчик 5 напряжения, а также последвательно включенные фаза 6 статора асинхронного двигателя и датчик 7 тока нагрузки тиристорного преобразователя. Выход датчика тока подключен к входу блока 8 определения нуля тока, выход которого подключен к управляющему входу ключевого элемента 9. Коммутирующая цепь ключевого элемента включена между датчиком напряжения и суммирующим входом регулятора напряжения.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 1 вырабатывает эталонный сигнал регулируемой частоты и амплитуды, который сравнивается с сигналом обратной связи по напряжению преобразователя, поступаюцим через коммутирующую цепь ключевого элемента 9, управляемого от блока 8 определения нуля тока в фазе 6 статора асинхронного двигателя. Отклонение напряжения на выходных зажимах силовой части 4 ревесивного тиристорного преобразовател от эталонной величины выделяется на регуляторе 2 напряжения и функционально преобразуется в нем, например, интегрируется при астатическом управлении, а затем поступает на систему 3 импульсно-фазового управления, которая вырабатывает в соответствующие моменты времени импульс включения тиристоров силовой частот 4 и управляет напряжением на выходе преобразователя. Наличие бестоковых пауз фиксируется блоком 8 определения нуля тока, выполненным на двух компараторах (фиг. 2), что совпадае с интервалами напряжения (фиг. 3 в) на выходе блока 8, равного нулю. Этот сигнал используется для управлния коммутацией обратной связи по напряжению ключевым элементом 9 (фиг. 2), исполнительным органом которого является полевой транзисто Кривые силового тока (фиг. За) и напряжения (фиг. 3 б) и сигнал (фиг. 3 в) на выходе блока определения нуля тока представляют собой осциллограммы, записанные на одной фазе системы НПЧ-АД, в которой НПЧ состоит из трех реверсивных трехпульсных тиристорных преобразователе с раздельными управлением группами вентилей, каждый из которых управляется с помощью предлагаемого устройства. Из осциллограмм видно, что в пери оды прерывания тока статора на зажимах преобразователя выделяется ЭДС вращения (на фиг. 3 б,дополнительно указана пунктирной линией). Если в такие моменты времени обратную связь по напряжению не разрывать, то на регулятор напряжения попадает ложный сигнал о напряжении на выходе преобразоватетеля, что приведет к ошибке регулирования тем большей, чем больше длительность бестоковых пауз, которая зависит от числа фаз сети, пульсности силовой схемы, способа управления тиристорным преобразователем и частоты эталонного сигнала. Предложенноеустройство устраняет это явление. Технико-экономический эффект от внедрении предлагаемого устройства заключается в том, что оно позволяет даже в простейших схемах силовой части реверсивных преобразователей, входящих в непосредственный преобразователь частоты, и раздельном управлении группами вентилей обеспечить достаточную точность отработки эталонного сигнала, а также расширить диапазон регулирования частоты выходного напряжения и увеличить надежность работы непосредственного преобразователя частоты с целом.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, предназначенным для питания асинхронного двигателя, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к первому входу регулятора напряжения, причем выход последнего подсоединен к входу системы импульсно-фазового управления вентилями преобразователя, и датчик выходного напряжения преобразователя, выход которого связан с вторым входом регулятора напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности регулирования напряжения при прерывистых токах и наличии ЭДС вращения в фазе асинхронного двигателя, оно снабжено датчиком тока нагрузки преобразователя, блоком контроля нуля тока и ключевым элементом, причем к выходу датчика тока подключен вход блока контроля нуля тока, выход которого подключен к управляюi щему входу ключевого элемента, а коммутируквдая цепь ключевого эле(Л мента включена между выходом датчика выходного напряжения преобразоС вателя и суммирующим входом регулятора напряжения. Ч С СП м

/

.лЛААЛАл

Mt

I/vyv

ОППППППП ПППППППП

s

fui.J

CJlf