Устройство электроснабжения Советский патент 1986 года по МПК H02M7/515 H02J3/00 

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для организации систем электроснабжения на частотах, отличающихся, как правило, от общепромышленной. Целью изобретения является упрощение устройства. На фиг. 1 показана блок-схема пре длагаемого устройства; на фиг. 2 схема тиристорного моста; на фиг. 3 и 4 - диаграммы, поясняющие работу устройства, Устройство электроснабжения (фиг.1) содержит тиристорный мост с блоком 2 формирования управляющих импульсов, реактором 3 в цепи питания , батареей коммутирующих конденсаторов 4 на выходе, и ключевьш эле-i ментом на входе, выполненным в виде диода 5, которьш включен в непроводящем направлении по отношению к питающему напряжению. Схема устройства включает в себя также задающий генератор 6, фазосдвигающий узел 7, имеющий вход 8 синхронизации и вход 9 управления, источники 10 и 11 опор ных напряженийJ ключи 12 и 13, имею 1цие информационные входы 14 и 15 и входы 16 и 17 управления соответственн логический элемент НЕ 18у элемент 19 за держки, четырехвходовый логический элемент И 20 и формирователь 21 запирающих импульсов . В рассечку щи.н питания устройства электроснабжения включены тир.исторные ключи блока 22, который имеет входы 23 и 24. Вход логи ческого элемента НЕ 18 образует упТ аш1яюиулй вход 25 устройства электро снабжения. Мост 1 включает в себя тиристоры 26-31. Предлагаемое устройство представляет собой универсальный силовой мо дуль, который обладает способностью работать как в режиме преобразования постоянного напряжения в переменное так и в.режиме компенсации реактивной мощности. Это устройство является составной частью преобразователя частоты с явно вьфаженным звеном постоянного тока и подключается к выходу регулятора постоянного напряжения через сглаживающий фильтр. Как правило, между звеном постоянного тока и инверторной частью преобразователя включается блок быстро действуюа1ей защиты, который может быть выполнен, например, в виде тиристорных,ключей, включенных в рассечку шин питания. -Поэтому блок 22 устройства может быть совмещен с блоком защиты. При этом, если питание универсальных модулей, входящих в многомостовой преобразователь частоты, осуществляется от гальванически развязанных источников постоянного напряжения, то выполнение блока 22 в виде двух тиристоров является необязательным. При питании модулей от одного источника постоянного напряжения обязательно наличие двух тиристоров, так как в противном случае при переводе модуля в режим компенсации возникают силовые связи, исключающие нормальную работу устройства. Так как блок 22 используется только для связи универсального модуля со звеном постоянного тока и имеет два рабочих состояния Включено и Вьжлючено, то необходимость в управлении этим блоком как регулятором постоянного напряжения отсутствует. Поэтому запирающие импульсы на вход 23 блока 22 поступают только при переводе модуля из режима инвертирования в режим компенсации. Если функции блока 22 выполняет тиристорный ключ блока быстродействующей защиты. то вход 23 совмещается с управляющим входом исполнительного органа системы защиты. Функциональная перестройка устройства из режима инвертирования в режим компенсации и наоборот производится путем изменения логического состояния на управляющем входе 25. При наличии на этом входе сигнала логической единицы ключ 13 открыт, в результате чего напряжение U опорного источника 11 поступает на управляющий вход 9 фазосдвигающего узла 7. Одновременно с этим на входе 16 клю-ча 12 присутствует сигнал логического нуля, вследствие чего этот ключ закрыт. Если при построении фазосдвигающего узла 7 использован вертикальный принцип, то при условии и U,j, и указанном состоянии на входе 25 управляющие импульсы на тиристоры моста 1 поступают в фазе, соответствующей работе моста в режиме инвертирования. При этом наличие сигнала логической единицы на входе 25 обу-словливает подачу отпирающих импульсов на вход 24 блока 22 в моменты подачи управляющих импульсов на соответствующие тиристоры моста 1. Клагодаря этому в каждую шестую часть периода выходного напряжения образуется цепь для передачи активной мощности от источника постоянного напря жения в нагрузку. При изменении состояния входа 25 на противоположное на входе 17 появляется сигнал логического нуля, а на входе 16 - логической единицы. Ключ 13 закрывается, а ключ 12 откры вается. При открывании ключа -12 на входе 9 фазосдвигающего узла 7 появляется потенциал, под действием которого последовательность импульсов на входе блока 2 сдвигается в стороS IN ну опережения, на угол где - наперед заданная величина, угла запирания. Сигнал логического нуля поступает также на один из входов логического элемента И 20 и инвертируется логическим элементом НЕ 18 Подача отпираюи{их импульсов шестикра ной частоты на вход 24 блока прекращается, одновременно на вход 23 пода ется запирающий импульс, сформирован ный блоком 21 при появлении сигнала логической единицы на выходе элемента НЕ 18. Тиристоры блока 22 закрываются, и устройство переводится в режим компенсации избыточной реактив ной мощности коммутирующих конденсаторов 4 Необходимые силовые цепи образуются при этом с помощью диода 5.. На временных диаграммах (фиг.-З и4), поясняющих работу устройства при переводе его из режима инвертирования в режим компенсации и наоборот, .обозначены: U , U-,, U,g и U gвыходные сигналы соответствующих блоков; Ujj , Uj - сигналы на соответствующих входах, U импульсы управления тиристорами 26-.3 моста 1; ij - ток реактора 3. Переходный процесс начинается (фиГ|3) в момент работы тиристоров 29 и 30. Процесс перевода устройства из режима компенсации в режим инвертирования начинается (фиг.4) в момен работы тиристоров 26 и 29. Так как в предлагаемом устройстве при переводе из режима инвертирования в режим компенсации входное напряжение благодаря блоку 22 снимается скачкообразно, то проблема перегрузки по току в этом переходном режиме отсутствует. В результате этого перевод импульсов в положение, соответствующее работе устройства в режиме компенсации, может осуществляться без принятия специальных мер по ограничению входного тока. В известном устройстве эти меры принимаются в связи с тем, что после поступления команды на перевод из режима инвертирования в режим компенсации скорость уменьшения входного напряжения определяется инерционностью сглаживающего фильтра. Из фиг. 4 видно, чтоперевод из режима компенсации в режим инвертирования занимает время, большее, чем период выходного напряжения, При этом в Процессе изменения фазы управляющих импульсов возможно совпадение во времени импульсов, поступающих с выхода задающего генератора 6, и импульсов на выходе фазосдв-тгающего устройства в результате чего возможно появление импульса на входе 24 блока 22 и соответствующее отпирание тиристоров этого блока до окончания перемещения управляющих импульсов. Для исключения этого в схему устройства введен элемент 19 задержки, поэтому импульсы на выходе элемента И 20 появляются только спустя заданное время t после поступления команды на перевод из режима компенсации в режим инвертирования. Для надежной работы устройства необходимо, чтобы время t- было не меньше периода выходного напряжения. Таким образом, при наличии в . структуре мпогомостового преобразователя частоты блоков быстродействующей защиты, выполненных в виде тиристорных ключей, схема управления устройством электроснабжения может быть упрощена при сохранении динамических характеристик. Формула изобретения Устройство электроснабжения, содержащее тиристорный мост с блоком формирования управляющих импульсов, реактором в цепи питания, батареей коммутирующих конденсаторов на выходе и ключевым элементом на входе, выполненным в виде диода, который включен в непроводящем направлении по отношению к питающему напряжению, а также двухвходовый блок тиристорных ключей, включенных в рассечку шин питания,, задающий генератор, фазосдвигающий узел, имеющий вход синхронизации и вход управления, два источника опорньпс напряжений, два ключа, имеющие входы управления и логический- элемент НЕ, причем выход задающего генератора соединен с входом синхронизации фазосдвигающего узла, выход которого подключен к входу формирования управляющих импульсов, а информационные входы ключей соединены с выходами соответствующих источников опорных напряжений, при этом управляющий вход первого ключа подключен к выходу логического элеме нта НЕ, вход которого соединен с управляющим входом второго ключа и образует управляющий вход устройства электроснабжения, а управляющий вход фазосдвигающего узла подключен к выходам ключей, отличающееся тем, что, с целью упрощения, оно снабжено блоком формирования запирающих импульсов., элементом задержки и четырехвходовым логическим элементом И, при этом блок формирования запирающих импульсов включен между выходом логического элемента НЕ и первым входом блока тиристорных ключей, выход логического элемента И соединен с вторым входом блока тиристорных ключей, первый вход логического элемента И подключен к выходу фазосдвигающего узла, второй вход к выходу задающего генератора, третий вход - к выходу элемента задержки, вход которого соединен с четвертым входом элемента И и подключен к входу логического элемента НЕ.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для организации систем электроснабжения на частотах, отличающихся от общепромьш о ленной. Цель изобретения - упрощение устройства. Устройство содержит тиристорный мост 1 с блоком формирования управляющих импульсов 2. В-рассечку шин питания включены тиристорные ключи блока 22 защиты. Блок 22 имеет входы 23 и 24, подключенные соответственно к формирователю запирающих импульсов 21 и четырехвходовому логическому элементу И (ЛЭ) 20, Для исключения появления импульса на входе 24 блока 22 при переводе из режима компенсации в режиме инвертирования введен блок 19 задержки. При этом импульсы на выходе ЛЭ 20 появляются только спустя заданное время (Л после поступления команды на перевод из режима компенсации в режим инвертирования. Наличие быстродействующей защиты позволяет уп- ростить систему управления устройством. 4 ил.

n6 П8 7зо

ачлЗ