Способ управления тиристорным преобразователем частоты Советский патент 1984 года по МПК H02P13/30 

4

о: Од ;о Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями частоты работающими .по принципу преобразования биений напряжения. Известен способ управления тиристорными преобразователями частоты,при котором частоту, фазу и форму напряжения управления формируют в соответствии с требуемой частотой выходного режимом работы вентильных групп, сиг налами от защитных устройств 1 J. .Недостатком этого способа является сложность формирования напряжения управления требуемой формы, возможность возникновения аварийных режимов типа опрокидьшания инвертора при малейшем сбое управления или резком изменении характера нагрузки, перерыв в управлении преобразователем при работе на нагрузку с противо-ЭДС. . Наиболее близким по технической . сущности к изобретению является способ управления тиристорным преобразователем частоты, питающимся от переменного напряжения, полученного как результат биений двух близких частот состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие .тиристоры преобразователя и 2. Недостатками известного способа яв ляются сложность системы управления, требующей контроль за фазой тока при переменном cos Ы нагрузки, при наличии противо-ЭДС и низкая надежность. Целью изобретения является упрощение и повьшение надежности работы пре обоазователя частоты. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления тиристорным преобразователем частоты, питающимся от переменного напряжения, полученного как результат биений двул частот, состоящий в том, что формирую сигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие тиристоры преобразователя, выделяют несущую частоту питающего напряжения, сдвигают фазу сигналов уп равления относительно фазы несущей частоты в сторону опережения на угол, равной сумме углов коммутации и восстановления запирающих свойств тирис торов. На фиг.1 показаны диаграммы, по дсняюнще работу устройства; на фиг.2 силовая часть одной фазы многофазного преобразователя частоты ссистемой управления на фиг.З - развернутая схема системы управленияi 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 выходе преобразователя частоты при cosoi 1, е - напряжение и ток на выходе пргеобразователя частоты 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, фазосдвигающего устройства 5 и распределителя 6 сигналов управления. В качестве источника 1 биений напряжения можно использовать выходные обмотки асинхронных возбудителей-преобразователей. Силовыми вентилями реверсивного вьшрямителя 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 вьшолнено по схеме (фиг.З) и включает в себя генератор 7 пилообразного напряжения на транзисторе 8 и конденсаторе 9 и узел сравнения на операционном yctrителе 10. С помощью источника 11 задающего напряжения Uo можно изменять угол сдвига сигналов управления. Распределитель 6 сигналов управления может быть выполнен по схеме (фиг.З) и состоять из вспомогателього усилителя (ВУ) 12, инвертора 13 двух элементов 14 и 15. Для системы возбуждения асинхроного генератора датчик 4 несущей часоты и Фазосдвигающее устройство 5 огут быть объединены и вьтолнены в иде обращенного синхронного генераора с продольно-поперечньлм возбужде31нием на статоре, ротор которого жестко связан с ротором асинхронного гене ратора (и возбудителей) (фиг.4). Несущая частота биений напряжения в этом случае определяется по формуле. )(1-5) , (3) где Р - число пар полюсов возбудителя для двухполюсного асинхронного генератора, 5 - скольжение. Если число пар полюсов возбудителя Р-,1, то f 2(1-5),ч. т.е. несущая частота в ,др, i.e. несущая частота два раза превышает частоту вращения ротора генератора. При условии выполнения синхронного генератора ДНЧ с числом пар полюсов Р. частота на выходе генератора ДНЧ совпадает с несущей частотой биений напряжения. Фазовьй сдвиг сигналов управления осуществляется изменением величины напряжения на одной из обмоток возбуждения синхронного генератора. Из биений напряжения U на выходе источника 1 биений с помощью датчика 4 несущей частоты выделяют несущую частоту UHU которой синхронизируют напряжение управления wp Фазу сигналов управления(U с помощью фазосдвигающего устройства 5 сдвигают в сторону опережения напряжения несущей частоты на угол постоянный во всех режимах работы пр образователя частоты. С помощью распределителя 6 сигналов управления производят селекцию сигналов управле ния по симисторам 16 и 17 реверсивно го вьтрямителя 2. При совпадении полярности напряжения несущей частоты с полярностью сигналов управления U- и подается сигнал управления на включение встречно-парал лельных тиристоров (сикисторов) 16 и 17 соответственно. 9 В выпрямительном режиме работы реверсивного выпрямителя 2 сдвиг сигналов управления в сторону опережения не оказывает никакого влияния на момент включения симистора подключаемой фазы, переключение произойдет, когда вьфовняются потенциалы точек А и В или Б и В соответственно. В инверторном режиме работы реверсивного вьшрямителя 2 упреждение начала коммутации позволяет избегать аварии - опрокидывания инвертора. Величина угла упреждения должна превышать некоторый минимальный угол /i п зависящий от времени восстановления (f-Q И угзапирающих свойств вентиля ла коммутации jcПредлагаемый способ управления позволяет осуществлять безаварийный режим работы преобразователя на нагрузку, содержащую противо-ЭДС. При этом резко упрощается система ynpdBления преобразователем, особенно в случае использования в качестве датчика несущей частоты и фазосдвигающего элемента синхронного генератора, вращающегося со скоростью вращения ротора асинхронного генератора. Большое значение имеет постоянство угла сдвига вке зависимости от режима работы реверсивного выпрямителя. Преобразователь автоматически отслеживает момент включения вентилей - при наличии сигналов управления на вентилях коммутация начнется только при равенстве потенциалов на анодах тиристоров коммутируемых фаз. За счет этого повышается надежность работы преобразователя частоты, что особенно вгокно в случае использования предлагаемого способа управления в преобразователях частоты бесконтактной системы возбуждения мощных асинхронных турбогенераторов.

0tlZ.1

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, пииаю1Щ1мся от переменного напряжения, полученного как результат биений двух близклх частот, состоящий в том, что формируют сигналы управления синхронно с напряжением биений и подают их на соответствующие тиристоры преобразователя, отличающийс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности преобразователя, ввделяют несущую частоту питающего напряжения, сдвигают фазу сигналов управления относительно фазы несущей частоты в сторону опережения на угол, равный сумме углов коммутации и восстановления запирающих свойств тиристоров. (Л