Способ пуска параллельного инвертора тока Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам и устройствам пуска параллельного инвертора тока.

Цель изобретения - повьшение устойчивости и надежности пуска при работе инвертора на нагрузку с изменяющимся параметрами.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующего способ пуска параллельного инвертора тока; на фиг диаграмма процесса пуска; на фиг.З зависимость Sinin f(n).

Силовая часть параллельного инвертора тока (фиг, 1) содержит сгла живаю1Щй дроссель 1, включенный в цепь постоянного тока, тиристорный

мост, собранный на тиристорах 2-5, включенные в цепь переменного тока инвертора, компенсирующий конденсатор 6 и активно-индуктивная нагрузка 7.

В состав устройства 8 пуска входит датчик 9 тока (шунт), включенный в цепь постоянного тока инвертора, датчик 10 тока нагрузки (без- индуктивный шунт), включенный в цеп 7 нагрузки. Датчики 9 и 10 подключены выходами к входам компаратора 11. Устройство 8 содержит также усилитель 12 управляющих импульсов, выходом соединенный с управляюпщми электродами тиристоров 2-5, датчик 13 напряжения нагрузки (трансформатор напряжения), включенный параллельно с компеисирующим конденсатором 6, задатчик 14, дополнительный компаратор 15, коммутатор 16 с двум импульсными входами и входом управлния, причем датчик 13 напряжения наг-40 ному значению этого напряжения спорузки выходом подключен к первому входу дополнительного компаратора

15,на второй вход которого подключен выход задатчика 14, а выход дополнительного компаратора 15 подключен к входу управления коммутатора

16,на первый импульсный вход которого подключен выход компаратора 11, а выход коммутатора 16 подключен к входу усилителя 12 управляющих импульсов .

Пуск параллельного инвертора тока обеспечивается пусковыми импульсами, формируемыми устройством 8 пуска. Перед пуском инвертора, используя задатчик 14, формируют сигнал задания, пропорциональный предельно допустимому мгновенному значению напряжения на нагрузке 7 Unp (фиг. 3), которое

5

ограничивается классом применяемых тиристоров 2-5 и предельно допустимым напряжением на зажимах компенсирующего конденсатора 6. Предельные значения зтих напряжений рассчитывают по параметрам квазиустановившегося режима работы инвертора. Перед пуском выход коммутатора 16 соединен с его первым импульсным входом. При подаче сигнала на включение инвертора его система управления (не показана) формирует первый управляющий импульс. При этом включается например, пара тиристоров 2, 5. Образуется цепь для протекания тока в нагрузке 7 и компенсирующем конденсаторе 6. Так как активно-индуктивная нагрузка 7 совместно с компенсирующим конденсатором 6 образуют колебательный контур, То напряжение на компенсирующем конденсаторе 6 изменяется по закону, близкому к синусоидальному. Следующу пару силовых тиристоров 3,4 инвертор- ного моста, ранее находящуюся в выключенном состоянии, включают в момент t, , соответствующий максимальному мгновенному значению напряжения U(. на компенсирующем конденсаторе 6 (фиг. 2). В этот момент ток компенсирующего конденсатора 6 равен нулю, а мгновенное значение тока нагрузки 7 по абсолютной величине равно мгновенному значению тока, потребляемого от источника питания и гаертора. Так

5 как угол запирания тиристоров 2-5 зависит от величины напряжения на. компенсирующем конденсаторе 6, то включение тиристоров в момент, соответствующий максимальному мгновен0

5

собствует увеличению угла запирания. Для получения пускового управляющего импульса датчиком 10 измеряют ток в цепи нагрузки инвертора, а

45 датчиком 9 - ток, потребляемый инвертором от источника питания. Аналоговые сигналы, пропорциональные мгновенным значениям этих токов, поступают на входы компаратора 11.

50 В момент равенства по абсолютной величине мгновенньк значений этих токов на выходе компаратора 11 формируют управляющий импульс, которьй через коммутатор 16 и усилитель 12

55 поступает на управляющие электроды тиристоров 3 и 4. Следующий пусковой управляющий импульс получают акало гичньм образом и подают на тиристоры 2 и 5. Далее процессыповторяются.

31

Одновременно с процессом формирования пусковых импульсов непрерывно измеряют мгновенное значение напряжения на нагрузке 7, Аналоговый сигнал, пропорциональный этому напряжению, получают на выходе датчика .13 напряжения нагрузки. В компараторе 15 сравнивают сигнал поступающий с датчика 13 с аналоговым сигналом задатчика 14, В момент их равенства на выходе компаратора 15 формируется импульс запрета, кото- рьй поступает на вход управления коммутатора 16. При этом выход коммутатора соединяется с его вторым импульсным входом и подача пусковых импульсов на тиристоры инвертора прекращается. В дальнейшем на второй импульсный вход коммутатора 16 поступают импульсы управления Uyn (фиг. 1), формируемые системой управления инвертора в соответствии с принятым способом управления, реализующим процесс самовозбуждения. Инвертор работает в квазиустановившем- ся режиме.

Исследование процесса пуска инвертора по предлагаемому способу для распространенного режима работы преобразователя, когда Ч н -45° (, угол нагрузки), выполненное на математической модели, пок азало что частота следования пусковых управляющих импульсов превышает частоту управля- юпщх импульсов в квазиустановившем- ся режиме. Из анализа также следует, что минимальное значение угла запирания тиристоров на интервале пуска инвертора существенно зависит от числа пусковых управляющих импуль сов п, сформированных по предлагаемому способу. В качестве примера ни фиг. 3 приведена зависимость 6(| f(n), полученная расчетньм путем для значения добротности колебатель- ного контура, образованного нагрузкой 7 и компенсирующим конденсатором 6, и равной О 20, Видно, что преждевременное снятие пусковых управляющих импульсов приводит к умень шению угла запирания тиристоров,, снижению устойчивости пуска. В процессе пуска инвертора напряжение на нагрузке 7 возрастает, а при подаче пусковых управляющих импульсов после выхода процесса на квазиустановив- шийся режим напряжение превьш ает допустимые пределы и преобразователь отключается соответствующим устрой164

ством запщты. Существенное повьппение напряжения на нагрузке 7 в квазиус- тановившемся режиме объясняется тем, что включение тиристоров в соответствии с рассмотренным способом выполняется с углом опережения f) ОТ /2 относительно кривой выходного напряжения. Действительно, в квазиустано- вившемся режиме отношение напряжения на нагрузке (компенсирующем конденсаторе 6) к напряжению источника пи- тания инвертора равно

УС

Ui о,9 COS &

В режиме р - /2 напряжение на компенсирующем конденсаторе 6, а сле двательно, и на тиристорах инвертора велико и превьшает допустимые пределы.

Подачу пусковых управляющих импульсов прекращают в момент выхода пускового процесса на квазиустановив- шийся режим, когда мгновенное значение напряжения на нагрузку 7 (11 фиг. 3) достигает предельно-допустимого уровня (Unp ) . Этим обеспечивают достаточно большой угол запирания тиристоров и исключают перенапряже - ния. В квазиустановившемся режиме инвертор .работает с углом опережения ps ir/2.

Длительность пускового процесса зависит от параметров нагрузки инвертора (индуктивности, активного сопротивления) , которые в большинстве случаев изменяются. Соответственно изменяется и момент выхсэ ца пускового процесса на квазиустанов зшейся режим. В известном способе и устройстве пуска (см. прототип) не предусмотрело регулирование момента прекращения (подачи управляющих импульсов. Поэтому при пуске инвертора на нагрузку с изменяющимися параметрами возможно орро кидывание инвертора, связанное с уменьшением угла запирания тиристоров или отключение преобразователя устройствами защиты вследствие возникающих перенапряжений. Предлагаемые способ и устройство для его осуществления позволяют прекратить подачу пусковых управлякщих импульсов в момент выхода пускового процесса на KBазиустановившийся режим. При этом повышается устойчивость и надежность пуска, сокращается число несостоявшихся пусков,

ормула и

5

3 о

б р е т е

1283916 н и я

и НИ чт пу ря си д с м и и

Способ пуска параллельного инвертора тока, заключающийся в том, что, с момента поступления сигнала пус- 5 ка, формируют и поочередно падают на тиристоры параллельного инвертора тока пусковые импульсы, формируемые в моменты равенства входного тока параллельного инвертора тока и тока О нагрузки, снимают пусковые импульсы

6

и подают основные импульсы управле- . НИН, отличающийся тем, что, с целью повьшения надежности пуска при изменении нагрузки, измеряют напряжение на нагрузке, задают сигнал, соответствующий максимально допустимому напряжению на нагрузке, сравнивают указанные сигналы и в момент их равенства снимают пусковы импульсы и начинают подавать рабочие импульсы.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при пуске параллельного инвертора тока. Целью изобретения является по- вьшение устойчивости и надежности пуска при работе инвертора нанагрузку с изменяющимися параметрами. Одновременно с процессом формирования пусковых импульсов непрерывно измеряют мгновенное значение напряжения на нагрузке 7 и аналоговый сигнал, пропорциональный этому напряжению, сравнивают в компараторе 15 с сигналом задатчика 14. R момент их равенства на выходе компаратора 15 формируется импульс запрета пусковых импульсов. 3 ил. (Л L

Фи2.2

f 2 3 J ff Фиг. 5