Преобразователь частоты Советский патент 1986 года по МПК H02M7/515 

ля не меньше половины номинальной, то обе секции включаются в параллельную работу. В этом случае они осуществляют преобразование постоянных напряжений, подаваемых с выходов регуляторов 7 и 8 через ЬС--фильтры 5 и 6 на входы трехфазных тиристорных мостов 1 и 2, в трехфазное переменное напряжение. При нагрузке преобразователя, меньшей половины номинальной, регулятор 3 второй сек1щи запирается, а трехфазный тиристорный мост 2 с диодным мостом 13 и дросселем 11 переводится в режим компенсации избыточной реактивной мощности конденсаторов 9. Введение в устройство узлов для измерения тока компенсирующих дросселей по.зволяет производить перестройку структуры преобразователя в зависимости от величины нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к силовой преобразовательной т&хнике и может быть использовано для источников электропитания на повьшенных частотах. Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик преобразователя частоты. Устройство для управления преобразователем частоты позволяет производить перестройку структуры силовой части в зависимости от величины нагрузки. Силовая часть включает ведущую и ведомую секции. Если нагрузка преобразовате(Л 1C СП

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для создания источников электропитания на повышенных частотах. Целью изобретения является улучшение энергетических характеристик преобразователя частоты. На чертеже показана схема преобразователя частоты с устройством управления. Объект управления содержит трехфазные тиристорные мосты 1 и 2, выводы постоянного тока которых через сглаживающие дроссели 3 и 4 и LCфильтры 5 и 6 подключены к выходам регуляторов 7 и 8, а выводы перемен ного тока соединены между собой через конденсаторы 9 и через дроссели 10 и 11 - с выводами переменного то ка мостов 12 и 13 обратных диодов. Устройство для управления преобразо вателем частоты содержит задакиций генератор 14, выход которого соединен с управлякяцим входом моста 1 и через фазосдвигаюпщй узел 15 - с уп равляющим входом моста 2, датчики 16 и 17 тока в цепях питания мостов 1 и 2, узлы 18-20 сравнения сигна нов, усилители 21 и 22, блоки 23 и 24 управления регуляторами, суммато ры 25 - 27, источник 28 опорного на ряжения, датчик 29 выходного напря жения, трансформаторы тока 30, выпрямитель 31, фильтр 32, делите,пь 33 пороговый элемент 34 и коммутаторы 35-37. В цепь питания моста 2 .включен в прямом направлении диод 38 Один из возможных вариантов реализации регуляторов 7 и8 - зпправляемые выпрямители, выполненные по симметричной или несимметричной схемам. В этом случае блоки 23 и 24 управления могут быть построены по известным схемам импульсно-фазового управления. Питание выпрямителей i в регуляторах 7 и 8 может осуществляться, например, через согласующий трансформатор с двумя вторичными обмотками. Другой возможный вариант реализации регуляторов 7 и 8 - импульсные преобразователи постоянного напряжения. Устройство для управления преобразователем частоты позволяет производить перестройку структуры его силовой части в зависимости от величины нагрузки. Силовая часть преобразователя включает в себя две секции, каждая из которых содержит регулятор постоянного напряжения,сгла-живающий фильтр и инвертор тока с вентильно-реакторными цепями компенсации реактивной мощности. Верхняя по схеме секция является ведущей, нижняя - ведомой. Если нагрузка преобразователя, оцениваемая по величине токов в цепях питания мостов, не меньше половины номинальной, то обе секции включаются на параллельную работу. В этом случае они осуществляют преобразование- постоянных напряжений, подаваемых с выходо регуляторов 7 и 8 через фильтры 5 и 6 на входы мостов 1 и 2, в трехфазное переменное напряжение. При

нагрузке преобразователя, меньшей половины номинальной, регулятор 8 второй секции запирается, а тиристо ньш мост 2 с диодным мостом 13 и дросселями 11 переводится в режим компенсации избыточной реактивной мощности коммутирующих конденсаторов 9.

В любом случае практической реализации регуляторов 7 и 8 выходное напряжение и, (k 1,2) соответствующего регулятора является монотонно возрастающей функцией параметра на управляющем входе -блока управления, причем Ujj О при Рц 0.

Управляющие воздействия р формируются сумматорами 25 и 26.При этом, если сумма токов 1. , Ij , потребляемых мостами 1 и 2 больше, чем номинальное значение тока Ij

d ном каждого из мостов, то

1 и„ - ,,,- -I, )

и„ - К„,и,,„+ K(), где Ujj - напряжение опорного источника 28;

К - коэффициент передачи датчика 29 выходного напряжения;

К - коэффициент передачи канала, включающего датчик тока 16 (17) и усилитель 21 (22);

Ij , Ij - средние значения токов, потребляемых соответственно мостами 1 и 2. Если нагрузка преобразователя такова, что Id + Id/Id,««. ™ . -К„Л.ь.х °

Последнее условие достигается отключением управляющего входа блока 24 от выхода коммутатора 37 с последуюпщм его закорачиванием. В силу указанного принципа построения регуляторов 7 и 8 напряжение U становится равным нулю.

Включение преобразователя частоты для централизованного электроснабжения осуществляется, как правило, на холостом ходу и уже в дальнейшем производится подключение потребителей. Поэтому в начальный момент работы преобразователя коммутаторы 35 - 37 находятся в положении, указанном на схеме, т.е. коммутатор 35 соединяет выход делителя 33 с инверсным входом узла 20 сравнения.

коммутаторы 36 и 37 закорачивают входы соответственно усилителей 21 к 22 к блока 24 управления. В результате на управляющий вход фазосдвигающего узла 15 поступает разность выходных напряжений датчика 29 и делителя 33. Выходное напряжение датчика 29 пропорционально выходному напряжению преобразователя частоты, а напряжение, снимаемое с делителя

33,пропорционально амплитуде токов в цепях компенсации реактивной мощности, верхней по схеме секции.

Под действием указанной разности сигналов фазосдвигающий узел 15 сдвигает последовательность управляющих импульсов, подаваемую на тиристоры моста 2, в сторону опережения на такой угол , чтобы амплитуда токов в дросселях 10 при изменении нагрузки оставалась постоянной. Цепь постоянного тока моста 2 отсекается от фильтра 6 с помощью диода 38, поэтому при подаче импульсов управления на тиристоры моста 2 образуются каналы для протекания только тока компенсации через соответствующие дроссели 11.

Если величина загрузки преобразователя достигает половины номинальной, срабатывает пороговый элемент

34,который управляет коммутаторами 35 - 37. Коммутатор 35 замыкает вход узла 20 сравнения, коммутатор 36 подключает входы усилителей 21 и 22 к выходу узла 18 сравнения, а коммутатор 37 соединяет вход блока 24 управления с выходом сумматора 26. После срабатывания коммутатора 35 датчик тока дросселей 10 отключается от узла 20 сравнения, в результате чего

на управляю1ций вход фазосдвигающего узла 15 поступает только сигнал с датчика 29 напряжения. Под действием этого сигнала угол сдвига между последовательностями управляющих импульсов мостов 1 и 2 уменьшается до нуля Одновременно с этим при замыкании коммутаторов 36 и 37 включается регулятор 8 и система балансировки токов потребляемых мостами 1 и 2. Сигнал пропорциональной разности токов Ij и Ij суммируется с сигналом контура регулирования в блоке 26 и вычитается из него в блоке 25. В результате этого выходные напряжения регуляторов 7 и 8, как записано выше, определяются как величиной опорного напряжения источника 28, так и разбалансом токов Ij ,. I cj . Ясли напри мер, в npoi;ecce работы преобразователя ток Ij стал больше, чем Ij , то напряжение Uj , подаваемое с выхода регулятора 7, уменьпшется, а напряжение Uj - увеличивается. В результате разность токов Ij , стремится к ьгулю, При параллельной работе преобразовательных секций компенсация избыточной реактивной мощности ко:ммутирующих конденсаторов 9 осуществля ется в основном мостом 12 с дросселями 10. Индуктивность последних выбирается много меньшей, чем индук тивность дросселей 11. При снижении нагрузки в поддержании баланса реак тивной мощности участвуют уже две системы. Первая система является быстродействующей, причем ее действие имеет ярко выраженный импульсны характер. Вторая система, управляющее воздействие которой формируется рядом узлов, обеспечивает компенсацию медленных изменений параметров нагрузки, однако имеет преимь щества в смысле использования силовых элементов по току. Сочетание двух систем позволяет рационально решить вопросы быстродействия и минимизаци установленной мощности. Перестройка структуры силовой ча ти преобразователя частоты в зависи мости от величины нагрузки позволяе совместить функции преобразования постоянного напряжения в переменное и компенсации реактивной мощности в одних и тех же компонентах схемы. При этом угол проводимос ти тиристоров второго моста при работе в режи ме компенсации может быть приближен к 180 эл.град. соответствующим выбо ром параметров компенсирующих дросселей 11 . Формула изобретени Преобразователь частоты, содержа щий объединенные по выходу трехфазные тиристорные мосты, вьшоды посто янного тока каждого из которых через сглаживающий дроссель и LCфильтр подключены к выходу соответствующего регулятора постоянного на ряжения, а выводы переменного тока соединены через конденсаторы между 11 собой и через дроссели - с выводами переменного тока соответствующего моста обратных диодов, выводы постоянного тока которого подключены к выводам постоянного тока данного тиристорного моста, задающий генератор, выход которого соединен с управляющим входом первого тиристорного моста и через фазосдвигающий узел с управляющим входом второго тиристорного моста, датчики тока в цепях питания тиристорных мостов, два узла сравнения сигналов, два усилителя, блоки управления регуляторами, два сумматора, источник опорного напряжения и датчик выходного напряжения, причем входы первого узла сравнения соединены с выходами датчиков тока, один вход второго узла сравнения подключен к выходу источника опорного напряжения, другой к выходу датчика напряжения, выход второго узла сравнения соединен с одними из входов сумматоров, другие входы которых подключены к выходам усилителей, при этом выход первого сумматора соединен с входом соответствующего блока управления, о т л и,чающийся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик преобразователя частоты, он снабжен диодом, трансформаторами тока, первичные обмотки которых соединены последовательно с дросселем первого моста, выпрямителем с фильтром и делителем, третьим узлом сравнения, третьим сумматором, пороговым элементом и тремя коммутаторами, фазосдвигающий узел снабжен управляюijuifiM входом, причем диод включен в прямом направлении в цепь питания второго тиристорного моста, вторичные обмотки трансформаторов тока подключены к входу выпрямителя, выход которого через последовательно соединенные фильтр, делитель и первый коммутатор подключен к одному из входов третьего узла сравнения, другой вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а выход подключен к управляющему входу фазосдвигающего узла, второй коммутатор включен между выходом первого узла сравнения и входами усилителей, третий коммутатор - между выходом второго сумматора и входом соответствующего блока управления, при этом параллельно входам первого узла сравнения подключены входы третьего сумматора, выход которого через пороговый элемент соединен с управляющими входами коммутаторов.