Групповой преобразователь частоты Советский патент 1988 года по МПК H02M5/44 

(Л

О5 tsD

СО О

Го

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано в системах централизованного электроснабжения предприятий на базе параллельно работающих тирис- торных преобразователей частоты и является усовершенствованием преобразователя по основному авт. св. jMb 1267563.

Цель изобретения - расширение области применения на произвольно меняющиеся во времени нагрузки.

На чертеже показана схема устройства.

Групповой преобразователь состоит из N блоков, каждый из которых содержит инвертор 1, регулятор 2 входного напряжения, фильтр 3, узел 4 сравнения управления регулятором, датчик 5 тока, узел 6 сравнения, связанный входами с сумматором 7, первый и второй делители 8 и 9 напряжения, подключенные к входам компараторов 10 и 11, источник 12 опорного напряжения, реверсивный счетчик 13 подключен к дешифратору 14, соединенному выходами с входами элементов ИЛИ 15, в каждый из силовых блоков входят два силовых ключа 16 и 17, элемент И 18. Переключение ступеней деления в делителях 8 и 9 осуществляется управляемым ключом 19. Кро.ме того, преобразователь включает первый и второй формирователи 20 и 21 импульсов управления, первый и второй элементы 2И 22 и 23, первый, второй и третий элементы 2 ИЛИ 24-26 соответственно и элемент 27 задержки.

Преобразователь работает следующим образом.

Мощности, потребляемые инверторами,

равны:

Idi., (i l,N)

где Ш.1-напряжение питания i-ro инвертора, снимаемое с емкости фильтра 3j

di -среднее значение тока, потребляемого i-M инвертором.

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

Сигналы I(i,, пропорциональные величинам потребляемых токов 1 , с выходов датчиков 5, которые могут быть выполнены в виде шунтов, поступают на входы суммато а 7, на выходе которого получается сигнал 1а..

Id. 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 If .- , который явN L-1

ляется опорным в систе.ме равного распреде

0

5

0

5

0

5

0

5

ления мощности нагрузки между К включенными в текущий момент времени инверторами.

Узел 6 сравнения i-ro преобразователя фс1рмир ует сигнал рассогласования лЦ l4i , пропорциональный отклонению текущего значения тока, потребляемого i-м инвертором от среднеарифметического значения токов, потребляемых работающими в данный момент инверторами.

Сигнал рассогласования л,( с выхода узла 6 сравнения поступает на вход блока 4 управления регулятором 2 постоянного на пряжения. Регулятор может иметь щиротно- импульсное регулирование.

В преобразователях, включенных на параллельную работу, исходное назначение блока 4 может состоять в регулировании и стабилизации выходного напряжения каждого преобразователя. В этом случае сигналы рассогласования л , подаваемые с выходов узлов 6 сравнения, складываются в блоках 4 с сигналом рассогласования основного контура регулирования (т.е. с сигналом обратной связи системы стабилизации выходного напряжения).

При использовании в качестве регуляторов 2 управляемых выпрямителей угол управления i-ro. выпрямителя равен oti cio b , где dLo-составляющая величины угла регулирования, определяемая стабилизацией выходного напряжения, причем эта составляющая общая для всех преобразователей; i - величина дополнительного угла регулирования, определяемая рассогласованием д Idi

Блок 4 работает таким образом, что для тех преобразователей, для которых текущ ее значение потребляемого тока превыщает Л (т.п. дЗс( 0), величина t О, и, следовательно, напряжение, подаваемое на вход соответствующего инвертора Щ;., уменьшается, что приводит к уменьщению тока laLj и уменьшению абсолютной величины рассог- ласов ния -Cildi. . Наоборот, при 1 -i-Tf имеем , величина дополнительного угла , что ведет к увеличению тока J. и уменьшению абсолютной величины рассогласования. Таким образом выполняется условие равномерного распределения мощности нагрузки между параллельно работающими в данный момент преобразовательными агрегатами.

В устройстве осуществляется автоматическое в зависимости от величины и характера нагрузки подключение (отключение) силовых блоков. Из всей совокупности первый блок является ведущим, остальные (N-1) - ведомыми. Включение группового преобразователя производится подачей управляющего сигнала Uo, который непосредственно подключает ключи 16 и 17 ведущего блока. На

выходах первого и второго управляемых делителей 8 и 9 формируются соответственно сигналы:

I,|ldL и1,.1 Id,.

Источником 12 задается сигнал 3 jjO6mHU для всех инверторов. Он соответствует значению тока, потребляемого отдельным ин- jsepTOpOM в номинальном режиме. Сравнение if и 12 с 1о осуидествляется соответственно первым и вторым компараторами 10 и 11. По мере роста нагрузки выполняется неравенство I %--fAl) , на выходе первого компаратора 10 формируется сигнал единичного уровня, с появлением которого реализуется алгоритм включения очередного агрегата на параллельную работу. По мере умень- 11ещ1Я на срузки выполняется неравенство la 1(3 - а Ig. и на выходе второго компаратора 11 появляется сигнал единичного уровня, который приводит к отключению одного ji3 грудд1Ы работающих блоков. Здесь д Ig, - величины, расширяющие диапазон постоянства структуры силовой части преобразователя. Они задаются напряжением смещения Ц , подаваемым на прямой вход первого компаратора 10 и инверсный вход второго компаратора, 11. Введение их вызвано тем, что 1 и 1д обладают некоторой погрешностью, определяемой датчиком 5, сумматором 7 и делителями 8 и 9.

Алгоритм включения (отключения) отдельного агрегата реализуется таким образом, что сигнал единичного уровня с выхода первого 10 (второго 11) компаратора через первый 20 (второй 21) формирователь и первый 24 (второй 25) элемент ИЛИ поступает на суммирующий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 13, разрядность которого равна 1 - ближайшему целому для l8gg.(N-1). Новое двоичное слово, значение которого определяет число блоков, включаемых на параллельную работу, с выхода счетчика 13 поступает на вход дешифратора 14. Единичный сигнал на его соответствующем выходе через элементы 15 обеспечивает разрещение уровня на ключах 16, 17 и элементах 18 соответствующего числа параллельно работающих блоков. Этими же уровнями обеспечиваются необходимые коэффициенты деления управляемых делителей

8 и 9 путем замыкания соответствующих ключей 19.

После подключения (отключения) отдельного преобразователя при наличии логической единицы на выходе первого 10 (второго 11) компаратора происходит очередное подключение (отключение) следующего преобразователя. Задержка, определяемая элементом 27, превышает время подключеQ НИИ (отключения). Этим обеспечивается последовательное подключение (отключение) необходимого катичества преобразователей. Импульс с выхода логического элемента 2 ИЛИ 26 через э аемент 27 задержки поступает на соответствующие

5 входы первого 22 и второго 23 элементов 2И, а единицы на одном из других входов через соответствующий элемент 2 ИЛИ 24 или 25 - на суммирующий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 13.

0 Предлагаемый преобразователь реализует подключение (отключение) необходимого числа преобразовательных агрегатов при изменении нагрузки в широких пределах, что исключает перегрузки работающих бло- ков и обеспечивает высокий коэффициент использования силового оборудования. Это позволяет включать предлагаемый преобразователь для питания различных видов нагрузки, расщирив тем самым область его применения.

0.

Формула изобретения

Групповой преобразователь .«частоты по авт. св. № 1267563, отличающийся тем, что, с целью расщирения области применения на произвольно меняющиеся нагрузки, он

5 снабжен первы.м и вторым формирователями импульсов, двумя элементами 2И, тремя элементами 2ИЛИ, элементом задержки, причем выходы первого и второго компараторов через первый и второй формирователи имQ пульсов и первые входы первого и второго элементов 2 ИЛИ, а также через первые входы первого и второго элементов 2 И и вторые входы элементов первого и второго элементов 2 ИЛИ соединены с суммирующим и вычитающим входами двоичного реверсивно5 го счетчика соответственно, выходы первого и второго элементов 2 ИЛИ через последовательно соединенные третий элемент 2 ИЛИ и элемент задержки соединены с вторыми входами эле.ментов 2 И.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах централизованного электроснабжения предприятий на базе параллельно работающих тиристорных преобразователей частоты. Целью изобретения является расширение области применения на произвольно меняющиеся во времени нагрузки. Введение двух формирователей 20, 21 импульсов, двух элементов 2И 22 и 23, трех элементов 2 ИЛИ 24, 25, 26, включенных между выходами компараторов 10, И и счетчика 13, позволяет исключить перегрузки преобразователя при произвольных изменениях параметров нагрузки. 1 ил. с