Групповой преобразователь частоты Советский патент 1988 года по МПК H02M7/48 

(Л

с

N

со

00

fNJ

:

другой вход сумматора 22 через нелинейный элемент 21 соединен с выходом дополнительного узла 20 сравнения, один вход которого подключен к выходу датчика 5 тока соответствующего блока, а другой вход соединен

с источником 12 опорного напряжения, общим для всех блоков-преобразователя. Предлагаемое устройство позволяет исключить токовые перегрузки, могущие привести к перерыву в электроснабжении потребителя, 1 ил.

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназ - начено для питания нагрузки повьшен- ной частоты на базе параллельно работающих тиристорных преобразователей г частоты. Цель изобретения - повышение функциональной надежности. Сумматор 22 одним входом и выходом подключается между выходом узла 6 сравнения и входом узла 4 управления регулятором.

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, может быть использовано в системах централизованного электроснабжения пред- приятии на базе параллельно аботаю- ших тиристорных преобразователей частоты и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 1267563.

Целью изобретения является повыше- н«е функциональной надежнос- и путем у странения перегрузок в динамических режимах,

I На чертеже показана схема предпо- xijeHHoro преобразователя.

; Групповой преобразователь состоит из N блоков, каждый из которых со- f BpjKKT инвертор 1 , регулятор 2 вход- HJoro напряжения, фильтр 3, узел ff уп- р1авления регулятором, датчик 5 тока, 6. сравнения, сумматор 7, первый 8 и второй 9 делители напряжения, первый 10 и. второй 11 компаратора, источник 12 опорного напряжения, реверсивный счетчик 13, дешифратор 14, N-2 элементов ИЛИ 15, в каждый из К блоков входят два силовых ключа 16 ,и 17, элемент И 18, управляемый ключ 9, а также второй узел 20 сравнения нелинейный элемент 21 и сумматор 22. Переключение ступеней деления в делителях 8 и 9 осуществляется управляемым ключом 19.

Устройство работает следующим образом.

Мощности, потребляемые инверторами, равны:

3

и

dj J-dj

(j , N)

Uj. - напряжение питания j-го инJтч -ь.гг1.- -г оj-iTj lea iu(« о f OMSfT (

-di

вертора, снимаемое с емкости фильтра 3;

- среднее значение тока, по- требяемое j-м инвертором.

2

Величина Ij: зависит от эквивалентного активного сопротивления Rj. цепи постоянного тока соответствующего инвертора. Учитывая, что напряжения Uj мало отличаются друг от друга ввиду малости Rj;, то, используя их как регулирующий параметр, можно добиться заданных значений токов Ij-, которые должны потребляться при требуемом распределении нагрузки. I

Сигналы Ij; , пропорциональные величинам потребляемых токов Ij- , с выходов датчиков 5, которые могут быть выполнены в виде щунтов, поступают на входы сумматора 7, на выходе которого получается сигнал It

к

Ij- Этот сигнал является входJH J

ным для первого 8 и второго 9 делителей, выполненных по схеме инвертирующего масштабного усилителя. На выходе первого делителя 8 получается

1 Д- - сигнал I, --- Z Ij- которой явля I« J ется опорным в системе равномерного

распределения мощности нагрузки между включенными в текущий момент времени инверторами. Узел 6 сравнения j-ro преобразователя формирует сигнал рассогласования u(u Ij 1 пропорциональный отклонению текущего значения тока, потребляемого j-м мостом

от средне-арифметического значения токов, потребляемых работающими в данный момент инверторами.

На выходе второго узла 20 сравнения преобразователя имеет место сигнал ijHj lo Idj 0 сигнал, соответствующий значению тока, потребляемого отдельным инвертором в номинальном режиме. Он задается источником 12 и является общим

1432698

для всех N блоков. нелинейный элемент 21 сигнал ujuj поступает на один из входов сумматора 22, на другой вход которого приходит сигнал рассогласования &|U . На выходе сумматора 22 формируется сигнал

тавляющая общая для всех преобразователе ; oti - величина дополнительного угла регулирования, определяемая рассогласованием ,Блок А управления работает таким A(U: &nj1 + К„, .ДЛ. (I,.- I,) +образом, что для тех преобразовате« К (I - I ) которых текущее значение

потребляемого тока превьшает I, (т.е.

) величина ot j О и, следовательно, напряжение, подаваемое на вход соответствующего инвертора Uj; , .

цэ с Jj

где Кцд - коэффициент передачи нелинейного элемента.

В частности, при использовании в

качестве последнего диода, подключен- 15 уменьшается, что приводит к уменьше- ного катодом к выходу узла 20 сравне- нию тока Ij и уменьшению абсолютной ния, имеет место следующее равенство:... величины рассогласования AjU. Наоборот, при I(j- с I, имеем 6(Us О, и величина дополнительного угла i О,что 20 ведет к увеличению тока Ij- и уменьК

нэ

Iji

о cij

Тогда в номинальном и близком к нему режиме К, О, и. на выходе сумматора 22 будет сформирован сигнал рассогласования & fWj Ij; I / (U° , который поступает на вход блока 4 управления регулятором 2 постоянного напряжения. Регулятор может быть выполнен на основе ашротноимпульсного преобразователя постоян- ЗО и характера нагрузки подключение (оТного напряжения с .питанием от сети переменного тока через неуправляемый вьшрямитель, а также на база управляемого вьтрямителя.

В преобразователях, включенных на врззователя производится подачей уппараллельную работу, исходное назна-равляющего сигнала V, который непрчение блока 4 управления может сое-средственно подключает ключи 16 и 17

тоять в регулировании величины выход-ведущего блока.

На входах первого 8 и второго 9 управляемых делителей формируются соных напряжений регуляторов 2 с целью стабилизации выходного напряжения каждого преобразователя. В этом случае сигналы рассогласования bju; ,подаваемые с выходов сумматора 22, складываются в блоках 4 управления с сигналом рассогласования (И основного контура регулирования (т.е. с сигналом обратной связи системы стабилизации выходного напряжения).

При использовании в качестве регулятора 2 постоянного напряжения уп- равляемых выпрямителей угол регулирования вентипей j-ro выпрямителя равен

oij ci,

.

где Ы|5 - составляющая величины угла регулирования, определяемая стабилизацией выходного напряжения, причем эта составляющая общая для всех преобразователе ; oti - величина дополнительного угла регулирования, определяемая рассогласованием ,ок А управления работает таким ом, что для тех преобразоватеуменьшается, что приводит к уменьше- нию тока Ij и уменьшению абсолютной ... величины рассогласования AjU. Наоборот, при I(j- с I, имеем 6(Us О, и величина дополнительного угла i О,что ведет к увеличению тока Ij- и уменьшению абсолютной величины рассогласования.

Таким образом, выполняется условие равномерного распределения мощности нагрузки между параллельно работающими в данньй момент преобразовательными агрегатами.

В устройстве осуществляется автоматическое в зависимости от величины

ключение) силовых блоков.

Из всей совокупности первый блок является ведущим, остальные (N-1) - ведомыми. Включение группового преобведущего блока.

0

Q

5 о

5

На входах первого 8 и второго 9 управляемых делителей формируются со 1 - ответственно сигналы 1 --- Ij- и

к v.ri J

1 к

Т- - IJ-Z-Ij;- Сравнение I, и 1,

осуществляется соответственно первым 10 и вторым 1 компараторами. По мере роста нагрузки выполняется неравенство I, 1 + Д1, , и на выходе Первого компаратора 10 формируется сигнал единичного уровня, с появлением которого реализуется алгоритм включения очередного агрегата на параллельную работу. По мере уменьшения нагрузки выполняется неравенство Ij TO - Д1 и на выходе второго компаратора 1 поянпяется сигнал единичного уровня, который пр шодит.к отключению одного из группы параллельно работающих блоков. Здесь &,, М 5

величины, расширяющие диапазон постоянства структуры силовой части пре образователя. Они задаются напряжени ем смещения U, подаваемым на прямой вход первого компаратора 10 и ин версный вход второго компаратора 11 . Введение их вызвано тем, что 1, н 1 обладают некоторой погрешностью, оп- ;ределяемой,датчиками 5, сумматорами J7 и,делителями 8 и 9. j Алгоритм включения (отключения) Iотдельнёго преобразовательного агре- гата реализуется следующим образом. i Сигнал единичного уровня с выхода ;первого 10 (второго 11) компаратора I поступает на суммирукядий (вычитаю- ; щий) вход реверсивного счетчика 13, ; разрядность которого равна 1 - ближайшему целому для logi(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 и 17 и элементах 18 соответствующего числа параллельно работающих блоков. Этими уровнями обеспечиваются необходимые коэффициенты деления управляемых делителей 8 и 9 путем замыкания соответствукяцих ключей 19, В начальный момент пуска i-й секции преобразователя величины рассогласования Л(и;, u(U будут сравнимы с |1(д, так как 0. Однако при достижении величины 1 начинает ; работать нелинейный элемент 21 (К цд 1), Тогда величина рассогласования равна u(U, (, 1 . Пуск

326986

продолжается при соблюдении условия (ujU,):jUg, так как величины 1 и I, являются близк гми. Это исключает зна- р, чительные токовые перегрузки включаемого агрегата, В дальнейшем система распределения токов между преобразовательными секциями функционирует при О, исключая при этом сос- 10 тавляющую й(Ч- .

Таким образом, введение в схему каждого блока группового преобразователя частоты нелинейного элемента, а также дополнительного узла сравнения и с-умматора позволяет повысить функциональную надежность при включении отдельного преобразовательного агрегата путем исключения токовых перегрузок, могущих привести к пере15

20

рыву в электроснабжении потребителя. Формула изобретения

Групповой преобразователь частоты по авт, св. № 1267563, отличающийся тем, что, с целью повышения функциональной надежности путем устранения перегрузок в динамических режимах, каждый блок снабжен дополнительным узлом сравнения, нелинейным элементом и сумматором, выход узла сравнения соединен с входом узла управления регулятором через первый вход сумматора, второй вход сумматора через нелинейный элемент соединен с выходом дополнительного узла сравнения, один вход которого подключен к выходу датчика тока соответствующего блока, а второй вход соединен с источником опорного напряжения.