Способ управления автономным параллельным инвертором тока Советский патент 1985 года по МПК H02M7/521 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления автономными параллельными инверторами тока.

Целью изобретения является повышение надежности.

На фиг. 1 приведена схема автономного параллельного инвертора тока с устройством для реализации способа; на фиг. 2 - схема блока, фиксирующего внешнее двухфазное короткое замыкание, осуш,ествляюш,его выбор каналов управления вентилей инвертора, подачу и снятие запрета; на фиг. 3 - структура каналов управления (КУ) вентилями инвертора на примере одного канала и логические связи между каналами управления и устройством, представленным на фиг. 2.

Устройство содержит вентили инвертора 1-6, сглаживаюш.ий реактор 7, коммутируюш,ие конденсаторы 8-10, реакторы компенсатора 11 -13, последовательные реакторы 14-16, блок 17 управления инвертора, регулятор 18 напряжения, блок 19 управления компенсатора, задающий генератор 20, блок 21, фиксирующий внещнее двухфазное короткое замыкание, осуществляющий выбор каналов управления вентилей инвертора, подачу и снятие запрета. Этот блок содержит датчики 22-24 напряжения, элементы И-НЕ 25-30. Канал управления инвертором состоит из блока 31 фазосмещения, формирователя 32 длительности импульса, элементов И-НЕ 33 и 34, усилителя 35 и блока 36, фиксирующего внешнее двухфазное короткое замыкание и осуществляющего выбор каналов управления вентилями инвертора, подачу и снятие запрета. Кроме того, силовая часть устройства содержит вентили компенсатора 37-42.

Приводим один из возможных вариантов выполнения узлов устройства управления, реализующего предлагаемый способ.

:Блок 17 (фиг. 1) содержит шесть идентичных каналов управления, структура которых представлена на фиг. 3. На вход блока 31 подаются опорное синусоидальное напряжение Uon, пропорциональное напряжению на выходе инверторного моста на вентилях 1-6 и результирующее напряжение управления U,,, определяемое суммой напряжения, пропорционального выпрямленному трехфазному выходному напряжению инвертора,и пилообразного напряжения, пропорционального напряжению регулятора 18. Формирование пилообразного напряжения производится с помощью напряжения синхронизации, отстающего от опорного напряжения канала управления на 60 эл. град. Указанные напряжения подаются на вход нуль-органа. Импульс на выходе нуль-органа появляется в момент равенства напряжений Don и и,,.

Формирователь 32 выполнен на основе RC-цепи с заданной постоянной времени.

С помощью элемента 33 обеспечивается подача сигнала на сдваиван.ие Uta.-i в канал управления предыдущего по включению вентиля инвертора и блокировка канала при двухфазном коротком замыкании, а с помощью элемента 34 - сдваивание импульса, выработанного в своем канале управления, и импульса .2 от канала управления последующего вентиля, отстающего от импульса своего канала на 60 эл.град.

Выходной усилитель 36 содержит усилительный транзисторный каскад и разделительный трансформатор.

Регулятор 18 содержит измерительный орган выходного напряжения, интегратор, на вход которого подается напряжение от измерительного органа, и согласующий усилитель. Интегратор и согласующий усилитель выполнены на операционных усилителях.

Формирование импульсов управления вентилями компенсатора производится щестью идентичными каналами управления, каждый из которых состоит из фазосмещающего устройства, формирователя длительности импульса и усилителя, выполненное аналогично соответствующим узлам блока управления инвертора. На вход фазосмещающего устройства подается напряжение смещения и напряжение регулятора фазы, которые сравниваются с пилообразным опорным напряжением, формирование которого производится с помощью напряжения задающего генератора частоты.

Задающий генератор частоты состоит из автогенератора колебаний напря-жения прямоугольной формы, выполненного на операционном усилителе по схеме мультивибратора, и делителя частоты, выполненного на счетных триггерах.

В состав устройства, фиксирующего внещнее двухфазное короткое замыкание (фиг. 2), осуществляющего выбор каналов управления вентилей в зависимости от того, между какими фазами произошло короткое замыкание, на которые подает, а после отключения короткого замыкания снимает запрет, входят три датчика 22-24, на входы которых подаются соответственно линейные напряжения инвертора Uu«ae, LiuRic и UuncaКаждый датчик включает в себя трансформатор, выпрямитель и пороговый элемент. Выходные сигналы датчиков подаются на логический блок, состоящий из элементов 25-30 и вырабатывающий сигналы Ujan.i, Ujan.2, Usons, с помощью которых осуществляется блокировка импульсов управления инвертора.

Способ управления осуществляется следующим образом.

В рабочем режиме инвертора на входах всех датчиков 22-24 формируется сигнал логического «О, а на входах элементов 25-27 сигнал логической «1. При этом все выходные сигналы устройства Узап.,, UiQn.2, Ui«n.3 принимают значение логической «1. Они подаются в каналы блока управления инвертора и разрешают прохождение импульсов, формируемых в каналах управления. В режиме трехфазного короткого замыкания все напряжения на выходе инвертора становятся равными нулю. Сигналы на выходах датчиков принимают значение логической «I, на выходах элементов 25- 27 - логического «О, а на выходах элементов 28-30 сигналы сохраняют значение логической «1. Аналогичные сигналы формируются на выходе блока при неработающем инверторе и, следовательно, не препятствуют нормальному пуску. При двухфазном коротком замыкании, например, между фазами А и В напряжение уменьшается ниже заданного уровня в частном случае до О- На выходе датчика 22 формируется логическая «1, а на выходе элемента 25 - логический «О. На выходах датчиков 23 и 24 сохраняется логический «О, а на выходах элементов 26 и 27 - логическая «1. В результате на элемент 28 проходит три логических «1, а сигнал на его выходе Uon-i превращается в логический «О. Два других сигнала Use,.2 и Uian.3 сохраняют значение логической «1. Из фиг. 3 видно, что сигнал Usan.i блокирует каналы управления вентилей 1, 3, 4, 6, подключенных к фазам, между которыми произошло короткое замыкание. При принятой системе сдваивания импульсов на вентили 3 и 6 импульсы управления не подаются, и они сохраняют запертое состояние в течение всего короткого замыкания. Импульсы от двух оставшихся в работе каналов вентилей 2 и 5 подаются на вен тили 1, 2 и 4, 5. В результате обеспечивается переход инвертора из трехфазного режима работы в однофазный. При этом в случае короткого замыкания между фазами А и В конденсатор 10 оказывается включенным последовательно с контуром короткого замыкания (фиг. 1), что повышает коммутационную устойчивость инвертора, ограничивая ток короткого замыкания. Аналогично обеспечивается блокирование нужных каналов управления при коротком замыкании между другими фазами. При срабатывании защитной аппаратуры короткозамкнутого потребителя он отключается от выхода инвертора, на зажимах которого восстанавливается трехфазное напряжение. В результате сигналы изяп.|, иип.2 и Узап.з принимают значение логической «1, блокировка с каналов управления снимается и восстанавливается работа трехфазного параллельного инвертора. Использование предлагаемого способа управления, заключающегося в переводе инвертора на время существования внешнего двухфазного короткого замыкания из режима параллельного трехфазного инвертора в режим параллельно-последовательного однофазного инвертора, управление которым производят одиночными импульсами, делает его устойчивым к внешним двухфазным коротким замыканиям. Это обстоятельство позволяет использовать указанный тип инвертора в качестве источника гарантированного питания для потребителей с разветвленными цепями, где возрастает вероятность возникновения двухфазных коротких замыканий.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ПАРАЛЛЕЛЬНЫМ ИНВЕРТОРОМ ТОКА, содержащим трехфазный мостовой инвертор, трехфазный компенсатор реактивной мощности и последовательные реакторы в цепи переменного тока, заключающийся в том, что моменты формирования импульсов управления вентилями инвертора синхронизируют с выходным напряжением, а импульсов управления вентилей компенсатора реактивной мощности - с заданными моментами, формируют два узких импульса управления вентилями инвертора с интервалом 60° между ними за период, первый импульс соответствует моменту включения вентиля, а второй - моменту включения последующего включаемого вентиля, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, задают минимальный уровень линейного выходного напряжения, измеряют линейные выходные напряжения и сравнивают их с заданным минимальным уровнем, фиксируют возникновение двухфазного короткого замыкания при уменьшении одного из измеренных выходных линейных напряжений ниже заданного минимального уровня, определяют опережающую и отстающую поврежденные фазы, между которыми произошло короткое замыкание, запрещают формирование первого и второго им§ пульсов управления двух вентилей инвертора, подключенных к отстающей поврежсл денной фазе, запрещают формирование первого импульса управления двух вентилей инвертора, подключенных к опережающей поврежденной фазе, запрещают формирование второго импульса управления двух вентилей инвертора, подключенных к неповрежденной фазе, фиксируют исчезновение двухфазного короткого замыкания при превыщении линейным выходным напряжением заданного уровня, после чего снимают засо со прет на формирование импульсов управления.