Преобразователь частоты Советский патент 1988 года по МПК H02M5/27 

о

00

го

00

QO

к

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для построения тиристорных комплексов для централизованного электроснабжения больших групп потребителей, агрегатов бесперебойного питания и других преобразовательных устройств.

Цель изобретения - повьппение функциональной надежности преобразователя.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 - один из возможных ва- риантов выполнения исполнительного элемен- (га и его связи с блоками управления. I Преобразователь частоты содержит N рбъедипеных по выходу инверторов 1, ре- 1 уляторы 2 постоянного напряжения, выпол- ненные в виде несимметричных мостов с Совмещенной анодной группой, сглаживаю- ций реактор 3, фильтрующие конденсато- зы 4 и о(5щий конденсатор 5. В цепи титания инверторов 1 установлены датчики 5 тока. В схему преобразователя входят блоки 7 управления, узлы 8 сравнения, сум.матор 9, делитель 10 и усилители 11. Дополнительно введены N дио- .flOB 12, тиристор 13, транзистор 14 типа h-p-n, транзистор 15 типа р-п-р, резисторы is-19, датчик 20 тока и исполнительный элемент 21. Датчик 20 тока может быть Выпонен, например, в виде шунта либо на основе оптоэлектронных приборов. Испо- Нительный элемент 21, вариант схемы которого показан на фиг. 2, включает в себя маломощный тиристор 22, управляющий переход которого шунтирован резистором 23, а в анодную цепь включена обмотка реле 24 с нормально замкнутым | онтактом 25. Последний может быть вклю- чен в релейную схему пускового устройст- ba преобразователя (не показана). Анодная Цепь тиристора 22 запитывается через нормально замкнутый контакт 26, который Также входит в схе.му пускового устройства. Кроме указанных компонентов, в схему ис- | 1олнительного элемента входят также диод 27, резисторы 28, 29, транзистор 30 с резистором 31 в коллекторной цепи. К коллектору транзистора 30 подключен вход логического элемента НЕ 32, выход которого образует выход исполнительного элемента 21. Этот выход подключается к одним из входов логических элементов И 33, устанавливаемых в блоках 7 управления.

Особенности работы предлагаемого преоб разователя состоят в следующем.

Заданное распределение, нагрузки между инверторами 1 осуществляется путем сравнения входного тока J каждого из них

с величиной Ux YK / N и выработки управляющих воздействий блоками 7, про- порциональных полученным разностям. Для этого сигналы, пропорциональные токам Icu, с датчиков 6 поступают на сумматор 9

и далее - на делитель 10 с коэффициентом передачи 1/N. На выходе делителя 10 формируется сигнал, пропорциональный среднеарифметическому значению входных токов инверторов 1. Этот сигнал поступает на входы усилителей 11, количество которых равно N. Коэффициент передачи YK к-го усилителя 11 пропорционален номинальной мощности соответствующего инвертора. При этом Y« коэффициенты должны удовлетворять условию

м

25vK N,

K.j

Выходные сигналы Ux усилителей 11 сравниваются узлами 8 с выходными си| налами датчиков б тока. Получае.мые на выходе узлов 8 сравнения сигналы рассо.гласова- ния складываются с сигналом рассогласования основного контура регулирования по выходному напряжению. В результате этого угол управления ак для к-го регулятора представляет сумму двух составляющих

()4-. Асск,

где «о - составляющая, определяемая отклонением выходного напряжения преобразователя от заданного значения;

Лак - составляющая, определяемая отклонением тока 1, от величины I KНапряжения питания инверторов и , - подаваемые с выходов LC-фильтра, являются монотонно убывающими функциями углов ак. Поэтому, если ток Цк становится больше (меньше), чем величина 1 , то составляющая Лак возрастает (уменьшается), увеличивая (уменьшая) угол управления ак. В результате напряжение UC(K уменьшается (увеличивается), сводя величину рассогласования (,x ) к нулю.

Напряжение LJdK имеет вид -fAUdx, где

Udo - напряжение на конденсаторе 5; AUd-K - напряжение на к-ом конденсаторе 4.

При этом должно обеспечиваться условие

макс {AUa4 (0,05,...,0,1)

Выявление аварийной ситуации в преобразователе осуществляется путем анализа соотношения составляющих AUd и Ucb в структуре напряжений Udx .

При исправных элементах конденсатора 5 транзисторы 14 и 15 заперты, вследствие чего тиристор 13 также находится в закрытом состоянии. Напряжение между анодом и катодом указанного тиристора равно максимальному из напряжений АУсбк, которое выбирается диодами 12. Напряжение на делителе, состоящем из резисторов 17 и 16, равно максимальному из напряжений UdK. Разница напряжений на конденсаторе 5 и резисторе 16 прикладывается к эмиттерно-оазовому переходу транзистора 14. Выбором со11ротиг}лений делителя 16, 17 обеспечивается режим отсечки транзистора 14 при нормальной работе преобразователя.

При возникновении короткого замыкания в конденсаторе 5 потенциал на базе транзистора 14 относительно его эмиттера возрастает. Переход транзистора 14 в режим насыщения приводит к открыванию транзистора 15. Потенциал управляющего электрода тиристора 13 повышается, в результате чего последний отпирается и через диоды 12 закорачивает конденсаторы 4. Имнульс разрядного тока конденсаторов 4 фиксируется датчиком 20, сигнал с которого через исполнительный элемент 21 поступает на дополнительные управляющие входы блоков 7 управления. Последние блокируются и прекрапхают подачу управляющих импульсов на тиристоры регуляторов 2.

В представленном на фиг. 2 варианте выполнения исполнительного эле.мента 21 запирание регуляторов 2 обеспечивается путем под,ачи на один из входов логических элементов И 33 уровня логического нуля с выхода элемента НЕ 32. При поступлении импульса с датчика 20 тока на управляющий переход тиристора 22 последний отпирается и подключает обмотку реле 24 к источнику питания. Реле 24 срабатывает и своим нормально замкнутым контактом 25 разрывает цепь питания пускового устройства (не показано), отключая преобразователь от входной сети. Одновременно с этим на базу транзистора 30 через открытый тиристор 22, диод 27 и резистор 29 поступает отрицательный относительно эмиттера потенциал. Транзистор 30 переходит в режим насыщения и на резисторе 31, который включен параллельно входу логического эле.мента НЕ 32, появляется уровень логической единицы. Этот уровень инвертируется элементом 32

и олокирует прохождепно управ.1як)Н1Их импульсов на тиристоры регулятора 2. Восстановление пснолнитсмьного элемента 21 (фиг 2) в исходное состояние ocyniecTBляется размыканием контакта 26 в анодной цени тиристора 22.

Таким образом, возникновение короткого замыкания в конденсатор и)й батарее 5 не приводит к аварийной ситуации и выходу

из строя других элементов преобразователя. Тем самым обеспечивается более высокая функциональная надежность и 6o.iee длительный срок работы последнего.

15

Формул а изобретения

0

Преобразовател частоты по авт. св. № 1145430, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности, он снабжен N диодами, тиристором, первым и вторы.м транзисторами, первым, вторым, третьим и четвертым резисторами, дополнительным датчиком тока и иснолнитель- ным элементом, причем аноды диодов подключены к выводам постоянного тока катодных групп несимметричных мостов,

5 катоды диодов соединены с одними выводами второго и третьего резисторов, эмиттером второго транзистора и через дополнительный датчик тока подключены к аноду тиристора, катод которого соединен с эмиттером первого транзистора и обп1ей

0 точкой конденсаторов фильтра, управляющий электрод тиристора через четвертый резистор подк.чючен к коллектору второго транзистора, база которого соединена с коллектором первого транзистора и другим выводом третьего резистора, база первого

5 транзистора соединена с другим выводом второго резистора и через первый резистор подключена к общей точке силовых входов инверторов, при этом выход дополнительного датчика тока через исполнительный

0

элемент соединен с дополнительно введенными входами блоков управления.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для построения тиристорных ко.мплексов для централизованного электроснабжения больших групп потребителей. Целью является повышение надежности. Устройство содержит N инг ерторов I, регуляторы 2 постоянного напряжения. Исполнительный элемент 2 соединен с блоками управления (БУ) 7. При возникновении к.з. в конденсаторе 5 потенциа.ч на базе тран- зистора 14 возрастает, он переходит в режим насыщения, что приводит к OTinipa- нию транзистора 14. В результате отпирается тиристор 13 и через диоды 12 закорачивает конденсаторы 4. Импульс разрядного тока конденсаторов 4 фиксирует датчик 20, сигнал с которого через э.че- мепт 2 поступает на в.ходы БУ 7. БУ 7 блокируются и прекран ают подачу управ- ляющи. импульсов на тиристоры регуляторов 2. 2 ил.