Тиристорный преобразователь частоты для электропривода Советский патент 1986 года по МПК H02M5/45 H02H7/12 

телем 1, на включение короткозамыка- теля вьшрямителя через формирователь 10 импульсов управления плечами одной фазы и на перевод инвертора в ни верторный режим. Цри этом в выпрямителе 1 ток реактивного накопителя 2 энергии переходит на тиристоры одного плеча либо сразу, либо -спустя время не более длительности двух тактов работы выпрямителя. При этом ток уменьшается до нуля, т.к. реак- накопитель 2 энергии подключается на встречную ЭДС, равную напряжению на Н1инах постоянного тока

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах управления и защиты вентильных преобразователей.

Цель изобретения - уменьшение ус- тановленной мощности вентильного и реактивного накопительного оборудования преобразователя частоты.

На чертеже представлена схема ти- ристорного преобразователя частоты дли электропривода.

Преобразователь частоты содержит последовательно включенные выпрямитель 1, реактивный накопитель 2 энергии и инвертор 3 системы 4 управления выпрямителем, выходами подключенную к управляющим входам выпрямителя 1 и состоящую из формирователя 5 импульсов управления, выходы которого служат выходами системы управления, входом подключенного к выходу элемента 6, блокирующего им- пупьсы управления, и выходам распределителя 7 импульсов управления, вход которого через формирователь 8 угла управления подключен к выходу элемента 9 перевода системы управления выпрямителем в инверторный режим и формирователя 10 импульсов управления плечами одной фазы, подключен- ного выходами к управляющим перехода тиристоров соответствующей фазы выпрямителя 1. Преобразователь также содержит ,блок 11 защиты выпрямителя, выходом подключенный к входу первого релейного элемента 12, систему 13

59436

инвертора 3. В результате время, в течение которого ток в реактивном накопителе 2 энергии и проводящих тиристорах преобразователя уменьшается до нуля, будет значительно уменьшено. Отключение преобразователя происходит при нулевых токах на: входных и выходных выводах преобразователя . Аналогичным образом происходит отключение преобразователя, если срабатьюает блок защиты ин - вертора 3. При этом вьэтрямитель I и инвертор 3 меняются ролями. 1 ил,

2

управления инвертором, выходами подключенную к управляющим входам инвертора 3 и состоящую из формирователя 14 управляющие ; импульсов, выходы которого служат выходами системы управления инвертором, входом подключенного к выходу элемента 15, блокирующего импульсы управления, и выходам распределителя 16 импульсов, вход которого через формирователь 17 угла управления подключен к выходу элемента 18 перевода в инверторный режим систе1Ф1 управления инвертором, и формирователя 19 импульсов управления плечами одной фазы, подключенного выходами к управляющим переходам тиристоров соответствующей фазы инвертора 3. Кроме того, устройство содержит блок 20 защиты инвертора, выходом пЪдкпюченный к входу второго репейного элемента 21, блок 22 контроля напряжения собственных нужд преобразователя, выходами подключенный к одним входам элементов 6 и 15, блокирующих импульсы управления, системы управления выпрямителем и системы управления инвертором, другие входы которых подключены соответственно к выходам первого релейного элемента 12, входу Формирователя 10 импульсов управления плечами одной Фазы системы управления выпрямителем входу элемента 18 перевода в инверторный режим системы управления инвертором, первому выходу блока 23 пуска и отключения преобразователя и

3

к выходу второго релейного элемента 21, входу формирователя 19 импульсов управления плечами одной фазы системы управления инвертором, входу элемента перевода в инверторный режим системы управления выпрямителем и второму выходу блока 23 пуска и отключения преобразователя.

Вход выпрямителя t через первый выключатель 24 подключен к источник 25 питания, а выход инвертора 3 через второй выключатель 26 подключен к нагрузке 27. Входы управления первого 24 и второго 26 выключателей связаны с соответствующими выходами блока 23 пуска и отключения.

Тиристорный преобразователь частоты работает следукяцим образом.

При наличии напряжения в силовой цепи и э системах управления регули рование оборотов электроприводного агрегата осуществляется за счет изменения напряжения на выходе выпрмителя одним из известных способов.

Нормальное отключение преобразо- вателя осуществляется за счет перевода управляемого выпрямителя в ин- верторньй режим. Аварийное отключен преобразователя осуществляется трем способами в зависимости от причин аварии.

При срабатывании блока 11 защиты выпрямителя на его выходе появляетс единичный сигнал, что приводит к включению первого релейного элемент t2, на выходе которого появляется нулевой потенциал. По нулевому сигнлу первого релейного элемента 12 подается команда на блокирование импульсов управления выпрямителем, на включение короткозамыкателя выпрямителя через формирователь 10 импульс управления плечами одной фазы и на перевод инвертора в инверторный режим.

При этом в выпрямителе 1, в зависимости от текущего значения угла управления ij , ток реактивного накопителя 2 энергии переходит на тиристоры одного плеча либо сразу, либо через время, не более длительности двух та.ктов работы выпрямителя.

После перехода тока на тиристоры одного плеча выпрямителя ток уменьшается до нуля, так как реактивный накопитель 2 энергии подключается на встречную ЭДС, равную напряжению

на шинах постоянного тока инвертора 3. Скорость уменьшения тока в реактивном накопителе энергии определяется не столько падением напряжения на его активных элементах и проводящих ток тиристорах преобразователя, сколько противо-ЭДС инвертора, которая значительно превьпиает эти падения напряжения.

Поэтому время, в течение которог ток в реактивном накопителе энергии и приводящих тиристорах преобразователя уменьшается до нуля, значительно меньше, чем при включении в этом режиме тиристоров одного плеча инвертора. Отключение преобразователя происходит при нулевых токах на входных и выходных выводах преобразователя.

Аналогичным образом происходит отключение преобразователя, если срабатывает блок защиты инвертора. При этом выпрямитель и инвертор меляют- ся ролями.

При включении второго релейного элемента 21 подается команда на блокирование импульсов управления инвертором на включение короткозамыкателя инвертора и на перевод выпрямителя в инверторный . Ток реактивного накопителя 2 энергии переходит на тиристоры инвертора 3 одной фазы либо сразу, если инвертор работает в ин- верторном режиме, либо через время, не более длительности двух тактов ег работы, если инвертор работает в выпрямительном режиме.

После перехода тока на тиристоры одной фазы реактивный накопитель энергии оказывается подключённым- к выпрямителю, работающему в инвертор- ном режиме, т.е. на встречную противоЭДС. Под действием этой ЭДС ток в реактивном накопителе и проводящих тиристорах уменьшается до нуля, причем скорость уменьшения тока до нуля определяется в основном этой ЭДС, и это время значительно меньше, чем было бы при включении в этом режиме тиристоров одной фазы выпрямителя 1, а не при переводе его в инверторный режим.

В обоих случаях гарантируется отключение преобразователя практичес- ки без перегрузки тиристорного оборудования по току независимо от вида аварии в элементах преобразователя, так как при аварии в выпрямителе, он

выводится из работы за счет блокирования его. импульсов управления и включения короткозамыкателя, а энергия , накопленная в реактивном накопителе энергии, быстро переходит в электродный агрегат. Наоборот, при аварии в инверторе (сюда же можно отнести и аварии в самом электропроводном агрегате) он исключается из работы, а энергия реактивного накопителя 2 быстро возвращается в сеть, питаюцую преобразователь.

К указанньм видам аварий относятся И короткие замыкания на соответствующих гальванически или диодно развязанных питающих шинах систем управления выпрямителем и инвертором. При посадке напряжения питания собственных нужд преобразЪвателя, в том числе связанной и с одновременным пробоем отдельных элементов системы управления выпрямителем и инвертором, сигнал с блока 22 контроля напряжения собственных нужд преобразователя поступает на входы элементов, блокирующих импульсы управления выпрямителем 1 и инвертором 3.

При этом в проводящем состоянии в вьшрямителе и инверторе остаются тиристоры, которые проводили ток до момента блокирования всех импульсов управления, и к реактивному накопителю энергии со стороны выпрямителя оказывается подключённьм линейное напряжение между какиьш-либо двзшя фазами питающей сети, а со стороны нагрузки - линейное напряжение между какими-либо фазами на выходе инвертора. Ток в реактивном накопителе энергии определяется током, который протекает в нем до момента; блокирования импульсов управления, и током, вызванным разностью напряжений, приложенных к входу и выходу накопителя.

Ток, определяемый разностью напря- зкений, представляет собой переменный ток, который, как правило, суммируясь с ранее протекавшим током, приводит к обнулению тока в реактивном накопителе энергии. В процессе обну- Ден11Я тока в реактивном накопителе Эйергки и проводяпшх вентилях, он мозкет и Возрасти (из-за колебательного характера обнуляющего в накопите- .nte тока), но поскольку зтот процесс существенно менее длителен по сравнению, например, с процессом обнулеo

s

0

5

0

5

5

0

5

ния тока при подаче после блокировки импульсов управления в этом режиме на тиристоры одной фазы выпрямителя и инвертора, то энергия, вьщеляемая в тиристорах преобразователя при таком отключении преобразователя, существенно ниже энергии, вьщеленной . в тиристорах преобразователя, выполненного по известным схемам.

Формула изобретения

Тиристорньй преобразователь частоты для электропривода, содержащий последовательно включенные выпрямитель, реактивный накопитель энергии и инвертор, блок защиты выпрямителя, блок защиты инвертора, блок контроля напряжения собственных нужд преобразователя, первый и второй релейные элементы, вьгходами соединеннью- с управляющими входами блока пуска и отключения преобразователя, систему управления выпрямителем и систему управления инвертором, выходы которых подключены к управляющим входам соответственно выпрямителя и инвертора, причем каждая из указанных систем управления включает в себя формирователь импульсов управления, выходы которого использованы в качестве выходов системы управления, элемент, блокирующий импульсы управления, подключенный к соответствующему входу формирователя импульсов управления, формирователь импульсов управления плечами одной фазы, выходы которого подключены к управляющим переходам тиристоров соответствующей фазы преобразователя, распределитель импульсов, выходы которого подключены к соответствующим входам формирователя импульсов управления, а вход - к выходу элемента перевода в инверторный режим через формирова- тел гла управления, о т .л и Ч а - ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощности вентильного и реактивного накопительного оборудования преобразователя, выход блока защиты выпрямителя подключен к управляющему входу первого релейного элемента, выход блока защиты инвертора подключен к управляющему входу второго релейного элемента, выход блока контроля напряжения собственных нужд преобразователя подключен к первым входам элементов, блокирующих импульсы управления выпрямителя и

712594368

инвертора, причем второй вход элемен-элемента, блокирующего импульсы упта, блокирукщего импульсы управленияравления инвертором, подключен к вывыгфямителя, подключен к выходу пер-ходу второго релейного элемента, вывого релейного элемента, входу формы-ходу формирователя импульсов управлерователя импульсов управления плечами 5имя плечами одной фазы системы управодной фазы системы управления выпря-ления инвертором, входу элемента пемителем, входу элемента перевода вревода в инверторнь( режим системы

инверторный режим системы управленияуправления выпрямителем и второинвертором, к первому выходу блокаму выходу блока пуска и отклюпуска и отключения, а второй входчения.

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах управления и защиты вентильных преобразователей. Целью изобретения является уменьшение установленной моврости вентильного и реактивного накопительного оборудования преобразователя частоты. При срабатывании блока 11 заа сты выпрямителя на его выходе появляется единичный сигнал, что приводит к включению первого релейного элемента 12, на выходе которого появится нулевой потенциал. Го этому нулевому сигналу подается команда на блокирование импульсов ущ авления выпрямисл 1C ел QD 1 СО О)