Групповой преобразователь частоты Советский патент 1986 года по МПК H02M5/44 H02M7/48 

которых текущее значение потребля- емого тока превышает значение текущей уставки, напряжение, подаваемое на вход -соответствующего инвертора, уменьщается, что приводит к уменьшению тока и уменьшению абсолютной величины рассогласования. Таким об1267563 разом, вьшолняется условие равномерного распределения нагрузки между параллельно работающими в данный момент блоками. Из всей совокупности блоков первый является ведущим, ос тальные - ведомыми. 2 ил.

Изобретение относится к преоб разовательной технике и может быть использовано в тиристорных комгшек сахо Целью изобретения является улу чтение эксплуатационных показателей С выходов датчиков 5, установленных в цепях постоянного тока инверторов 1,сигналы поступают на входы сумма-: тора 7, сигнал с выхода которого является входным для первого и второго делителей 8 и 9. На выходе делителя 8 получают сигнал уставки, который сравнивается с сигналом, пропорциональньгм величине тока, потребляемого инвертором I данного блока. Сигнал рассогласования поступает на вход узла 4 управления регулятором с 2.Узел 4 работает таким образом, 0 что для тех преобразователей, для Ю О5 СП О5 со

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в тиристорньгх комплексах для электроснабжения предприяти на повышенных частотах о Цель изобретения - улучшение экс плуатационных показателей о На фиг. 1 показана схема предложенного преобразователя; На фиг. 2 диаграммы напряжений, поясняющие его работу. Групповой преобразователь состоит из N блоков, каждый из которых содержит инвертор 1, регулятор 2 входного напряжения, фильтр 3, уяел 4 управления регулятором, датчик 5 тока, узел 6 сравнения, сумматор 7, кроме того, первый и второй делители 8, 9 напряжения, первый и второй компараторы 10 и П, источник 12 опорного напряжения, реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, N-2 элементов 15 ИЛИ, в каждый из N блоков входят два силовых ключа 16 и 17, элемент И 18, переключение ступеней деления в делителях 8 и 9 осуществл ется управляемым ключом 19, Устройство работает следующим об разоМо Мощности, потребляемые инвертора ми, равны U N), где и 1 - входное напряжение i-ro инвертора 1, снимаемое с фильтра 3; Ij, - среднее значение тока, по ребляемого i-M инвертором Величина Ij. зависит от эквивалентного активного сопротивления RJ цепи постоянного тока соответствую- щего инвертора. Так как велич2 на весьма мала, то напряжения питания инверторов незначительно отличаются. одно от другого. Регулируя их с помощью регуляторов 2 можно добиться соответствующих значений токов Т.- , которые должны потребляться при требуемом распределении нагрузки. Информа 1 ;ия о величине токов Tj. поступает от датчиков 5, установленных в цепях постоянного тока инверторов 1 о Так как токи Ij- - знакопостоянные величины, то датчики могут быть выполнены в виде шунтов. Сигналы ij, , пропорвдональные величинам потребляемых токов Ij. , с выходов датчиков 5 поступают на входы сумматора 7, на выходе которого по- и лучается сигнал Ij Z Ij. « Этот сигнал является входным для первого и второго делителей 8 и 9, выполненных по схеме инвертирующего масштабного усилителя. На выходе первого делителя 8 получается сигнал . IT - f т k d - k J; которьи представляет собой текущую автоматически вычисляемую установку системы распределения токов о Здесь k - число инверторов, включенных в текущий момент времени на параллельную работу Узел 6 1.-го плока производит сравнение сигнала Ij., пропорционального величине тока, потребляемого инвертором I данного блока с сигналом текущей уставки I, , и формир ет сигнал рассогласования Ы,. Tj, - I., О) Oi1 пропорциональный отклонению текущего значения тока, потребляемого i-м инвертором Ij. от среднеарифметического значения токов, потребляемых работающими в данный момент инвертора ми. Сигнал рассогласования ulj; с выхода узла 6 поступает на вход уз ла 4 управления регулятором 2. Регу лятор, 2 может быть выполнен на осно ве широтно-шмаульсного преобразова- теля постоянного напряжения с питанием от сети переменного тока через неуправляемый выпрямитель, а также на базе управляемого вьтрямителя. Узлы 4 могут использоваться для регулирования величины выходных напряжений регуляторов 2 с целью стабилизации выходного напряжения каж дого блока. В этом случае сигналы рассогласования ilj. , подаваемые с выходов узлов 6, складываются в узлах 4 с сигналом рассогласования основного контура регулирования (т.е. с сигналом обратной связи сис темы стабилизации выходного напряже ния ). Узел 4 работает таким образом, что для тех преобразователей,для ко торых текущее значение потребляемог тока превышает значение текущей уставки, напряжение U. , подаваемое на вход соответствующего;инвертора, уменьшается, что приводит к уменьше нию тока Ij. и уменьшению абсолютно величины рассогласования Alj. , Таким образом, выполняетсяусловие равномерного распределения нагрузки мезвду параллельно работающими: в данный момент блоками. Из всей Совокупности блоков первый является ведущим, остальные (N0 - ведомыми. Включение группового преобразователя производится подаче управлякицего сигнала Uu , который не посредственно подключает ключи 16 и 17 ведущего блока На выходах первого и второго управляемых делителей 8, 9 соответст- венйо формируются сигналы -, г-XIj К 1Г1 k-1 Источником 12 и I, задается сигнал I , общий для всех инверторов. Он соответствует значению тока, потребляемого отдельным инвертором в номинальном режиме. Ч Сравнение I. и; I,j С11„ осуществляется соответственно первым и вто рым компараторами 10 и 11. По мере роста нагр: зки выполняется неравенство 1 0 2 и на выходе пер- 634 вого компаратора Ю формируется сигнал единичного уровня, как показано на фиг. 2, с появлением которого реализуется алгоритм включения очеред- ного агрегата на параллельную работу. По мере уменьшения нагрузки выполняется неравенство 1 1 - д1 и на вькоде второго компаратора 11 появляется сигнал единичного уровня (фиг. 2), который приводит к отключению одного из группы пар аллельно работающих блоков. Здесь Д1, , величины, расширяющие диапазон, характеризуемый постоянством структуры силовой схемы группового преобразователя. Они задаются напряжением сме- ш.ения Uj.,y , подаваеьп 1м на прямой вход первого компаратора 10 и инверсный вход второго компаратора 1. Бведе™ низ их вызвано тем, что .1, и 1 обладают некоторой погрешностью, определяемой датчиками 5, сумматором 7 и делителями 8 и 9. Алгоритм включения (отключения) отдельного преобразовательного агрегата реализуется следующим образом. Сигнал единичного уровня.с выхода первого 10 (второго 11) компаратора поступает на суммируюп1ий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 13, разрядность которого равна - ближайшему целому для log2 (N-l). Новое двоичное слово, значение которого оп ределяет число блоков, включаемых на параллельную работу, с выхода счетчика 13 поступает на вход дешифратора 14. Единичный сигнал на его соответствующем выходе через логические элементы 15 обеспечивает разрешение уровня на ключах 16, 17 и элементах 18 соответствующего числа параллйль- но работающих блоков. Этими же уровнями обеспечиваются необходимые коэффициенты деления управляемых делителей8 и 9 путем замыкания соответствующих .ключей 19. Соответствующие уровни сигналов делителей 8 и 9 при линейном изменении мощности нагрузки от нуля до номинального значения Р для случая, когда общее количество агрегатов N 4, показаны на фиг. 2. Сплошными линиями изображены уровни сигналов, соответствующие росту нагрузки, а пунктирными - ее уменьшение. Из приведенных графиков видно, что включение агрегатов на параллельную работу шэоизводится в точках Р, Р, Р, а отключение -.в точках Р , Р , Р/ . В этих точках происходит изменение ко эффициента деления делителей 8 и 9. На диаграмме также приведены выходные сигналы элементов 15 и (N-I) го выхода дешифратора 14, единичное состояние которого означает включени всех N блоков на параллельную работу В известном устройстве обеспечи- вается заданная загрузка произвольно го количества объединенных по выходу инверторов во всем диапазоне изменения параметров нагрузки. Работа на нагрузку, меньше номинальной, приводит к эксплуатации преобразовательных агрегатов в неэкономичных режимах, характеризующихся низким коэффициентом использования Предложенный преобразователь обеспечивает равномерное распределение мощности нагрузки между инверторами и отключение избыточного числа пре- образователей, в результате чего коэффициент использования силового оборудования.у оставшихся в работе поддерживается на высоком уровне. При этом время неработки отдельного инвертора меньше общего времени функ ционирования группового преобразователя. Это позволяет рационально использовать рабочий ресурс отдельных блоков, увеличивая длительность работы всей системы. Использование перестраиваемой структуры позволяет также повысить надежность системы электроснабженияj используя отключенные преобразователи как резервные. Формула изобретения Групповой преобразователь частоты содержащий N блоков, включенных параллельно по входу и выходу, каждый из которых содержит регулятор входно ,го напряжения, выход которого через фильтр и датчик тока подключен к вхо ду инвертора, узел сравнения, выход которого соединен с входом узла управления регулятором, выход датчика тока подключен к первому входу узла сравнения, второй вход которого подключен к выходу первого делителя напряжения, общего для всех N блоков преобразователя, выходы всех N датчиков тока через сумматор подклкчены к входу первого делителя напряжения, отличающийся тем, что, с целью улучшения эксплуатационных показателей, он снабжен вторым делителам напряжения с N-1 управляющими входами и N -1 ступенями деления, двумя компараторами, источником опорного напряжения, реверсивным счетчиком, дешифратором, N -2 элементами Ш1И, каждый блок преобразователя снабжен двумя силовыми ключами и элементом И, первьй делитель напряжения выполнен управляемым с N -1 управляющими входами и N ступенями деления, причем вход каждого из N блоков через первьй силовой ключ . подключен к входу регулятора входного напряжения, выход инвертора через второй силовой ключ подключен к выходу блока, управляюшзнй вход регулято- ра входного напряжения соединен с выходом элемента И, первый вход ко- торого подключен к выходу узла управления регулятором, второй вход элемента И соединен с управляющими входами обоих силовых ключей и является управляющим входом блока, вход вто- рого делителя напряжения подключен к выходу сумматора, выход первого делителя напряжения соединен с прямым входом первого компаратора, вь ход второго делителя напряжения соединен с инверсным выходом второго компаратора, инверсный вход первого и прямой вход второго компаратора соединены с источником опорного напряжения, выход первого компаратора соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход второго паратора соединен с вычитающим входом реверсивного, счетчика, выходы которого подключены к входам дешифратора, 1- (N -1), 2- (и -1),.о (N -2)- (N -1) Е выходы которого подключены соответственно к входам 1, 2,..,,(N-2) элементов ИЛИ, выход каждого элемента ИЛИ соединен с соответствующим управляющим входом их делителей напряжения, (Н-1)-й управляющий вход которых соединен с (N -1)-м выходом дешифратора, управляющий вход первого блока предназначен для подачи внешнего управляющего сигнала, управляющий вход N-ro блока подключен к (N -1)-му выходу дешифратора, а управляющие входы каждого из остальных (N -2)-х блоков подключены к выходу соответствующего элемента ИЛИ.