Устройство для управления тиристорным преобразователем частоты Советский патент 1988 года по МПК H02M7/00 

4

СО О5 Ю

оо

00

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для использования в системах управления и регулирования тиристорных преобразователей частоты с промежуточным выпрямлением при помощи управляемого выпрямителя.

Цель изобретения - повышение надежности работы преобразователя частоты.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы на элементах схемы устройства.

Устройство состоит из блока управления силовым выпрямителем 1, содержащего синхронизатор 2, фазосдвигающий блок 3, управляющий через электронный коммутатор 4 генератором 5 пачек импульсов, с выхода которого импульсы через выходные усилители 6, шинами питания связанные с вторичной обмоткой высокочастотного трансформатора 7, установленного на выходные шины инвертора 8, поступают на силовые тиристоры выпрямителя 1. Сюда же относится и вспомогательный маломощный выпрямитель 9, обеспечивающий условия для предварительного заряда фильтровых конденсаторов инвертора 8.

Кроме того, устройство включает блок управления инвертором, содержащий задающий генератор 10, управляемый пересчет- но-распределительный блок 11, который может быть реализован системой счетчик-дешифратор с запретом счета, выходные усилители-формирователи 12, обеспечивающие необходимые параметры импульсов управления силовых тиристоров инвертора 8, компаратор 13, одним входом связанный через датчик 14 напряжения с щинами питания инвертора 8, другим входом - с блоком 15 уставки опорного уровня, а выходом -- с предустановочным входом D-триггера 16, синхронизирующего запуск преобразователя с питающей сетью, выход которого подключен к управляющему входу пересчетно-распределительного блока И.

Устройство также включает датчик 17 тока, который может быть установлен как в цепи постоянного, так и в цепи переменного высокочастотного тока, блок 18 автоподстройки частоты, входом связанный с датчиком 17 тока, а выходом - с управляемым задающим генератором 10, командный блок 19, управляемый кнопками «Пуск и «Стоп и управляющий работой синхронизирующего D-триггера 16, генератора 5 пачек импульсов и через элемент 20 задержки (который, например, может быть реализован в виде интегрирующего звена) электронного коммутатора 4.

Устройство работает следующим образом.

При подаче питающего напряжения начинает работать вспомогательный маломощный выпрямитель 9, обеспечивая предварительный заряд фильтровых конденсаторов инвертора 8. Сигнал, пропорциональный

5

уровню напряжения на фильтровых конденсаторах, от датчика 14 напряжения поступает на вход компаратора 13, при превышении этим сигналом уровня напряжения,

выставленного в блоке 15 уставки опорного уровня, компаратор 12 срабатывает и снимает блокирующий сигнал с предустановоч- ного входа Д-триггера 16, подготавливая тиристорный преобразователь частоты к пуску.

При нажатии кйопки «Пуск срабатывает командный блок 19, после чего первый же синхроимпульс, поступивший с выхода синхронизатора 2, переводит D-триггер 16 во включенное состояние, обеспечивая запуск

С инвертора синхронно с сетевым напряжением, что обеспечивает минимальные переходные процессы в фильтровом контуре автономного инвертора при пуске, а также делает максимальной вероятность успешного пуска. При наличии сигнала разрешения за0 пуска с выхода D-триггера 16 начинает работать пересчетно-распределительный блок 11 и выходной усилитель-формирователь 12, обеспечивая включение инвертора.

Одновременно с этим сигнал запуска с командного блока 19 поступает на блокирующий вход генератора 5 пачек импульсов, деблокируя и запуская генератор, тот же сигнал запуска поступает на элемент 20 задержки, где задерживается на время порядка 10 мс, обеспечивая на это время отQ ключение фазосдвигающего блока 3 элек- троннЬм коммутатором 4, с целью формирования угла управления силовыми тиристорами выпрямителя 1 эл. град. Это необходимо для облегчения запуска силового выпрямителя 1 в пусковом процессе.

5 Поскольку фильтровые конденсаторы инвертора 8 уже заряжены, на силовые тиристоры инвертора поступают импульсы управления, инвертор 8 запускается, на его выходе появляется высокочастотный ток, который преобразуется высокочастотным транс0 форматором 7 тока и поступает на клеммы питания выходных усилителей 6 блока управления выпрямителем. Усилители начинают работать, обеспечивая включение силового выпрямителя 1, который «подхватыс вает напряжение на фильтровых конденсаторах, преобразователь частоты начинает работать. Через 10 мс срабатывает электронный коммутатор 4, подключается фазосдвигающий блок 3, обеспечивая необходимый угол управления тиристорами выпрямите0 ля 1.

Если тиристорный преобразователь частоты работает на резонансную нагрузку, то блок автоподстройки частоты, получая информационный сигнал с выхода датчика 17 тока, который может быть установлен как в

5 цепи постоянного тока, так и в цепи переменного высокочастотного тока, начинает перемещать рабочую точку преобразователя по нагрузочной характеристике в сторону имеющегося резонанса. Подстройка частоты будет происходить до тех пор, пока блок авторегулирования не найдет оптимальную частоту управления задающего генератора 10 по критерию максимально возможной в данный момент времени мощности, отдаваемой в нагрузку при солюдении условия достаточной коммутационной устойчивости инвертора тока.

При нажатии на кнопку «Стоп происходит возврат командного блока 19 в исходное состояние, при этом блокируется генератор 5 пачек импульсов, на тиристоры выпрямителя 1 не поступают импульсы управления, силовой выпрямитель 1 выключается, мощности вспомогательного выпрямителя 9 недостаточно, чтобы поддержать высокое напряжение на фильтровых конденсаторах, и оно быстро снижается, при этом возвращается в исходное состояние компаратор, предустанавливая D-трнггер и блокируя работу пересчетно-распределительного блока. Инвертор 8 останавливается, после чего напряжение на фильтровых конденсаторах восстанавливается, и преобразователь вновь готов к работе.

При возникновении аварийной ситуации (например, «сбой в блоках управления, срыв инвертирования, обрыв нагрузки) прерывается высокочастотный ток на выходе инвертора ,8, снимается питание с выходных усилителей 6 блока управления выпрямителем, прекращается поступление импульсов на силовые тиристоры выпрямителя 1, выпрямитель закрывается, нйпряже- ние на фильтровых конденсаторах снижается и происходит останов инвертора.: Затем происходит восстановление напряжения и преобразователь вновь готов к работе. Если короткое замыкание не будет устранено, то вспомогательный выпрямитель 9 не сможет восстановить напряжение на фильтровых конденсаторах, а обслуживающий персонал сможет это обнаружить по показаниям контрольно-измерительных приборов преобразователя.

Таким образом, предлагаемым устройством реализуется принцип безусловной защиты. Кроме того, при любом способе отключения (аварийный или оперативный останов) не возникает перенапряжений на тиристорах инвертора, поскольку отключение преобразователя производится отключением силового выпрямителя, а разряд фильтровых

конденсаторов инвертора носит апериодический характер. Простота и надежность предлагаемого устройства позволяет легко вcтpaивafь тиристорные преобразователи частоты в технологические комплексы, работающие на резонансную нагрузку.

Формула изобретения

Устройство для управления тиристорным

преобразователем частоты, включающим в себя силовой управляемый выпрямитель и инвертор, содержащее вспомогательный маломощный выпрямитель, блок управления выпрямителем, составленный из последова5 тельно включенных синхронизатора, фазо- сдвигающего блока, управляемого генератора пачек импульсов и выходных усилителей, блок управления инвертором, составленный из последовательно включенных задающего генератора, управляемого пересчетно0 распределительного блока и выходных усилителей-формирователей, блок автоподстройки частоты с датчиком тока и командный блок, отличающееся тем, что, с целью повыщения надежности работы тиристорного

5 преобразователя частоты, оно снабжено высокочастотным трансформатором тока, датчиком напряжения, компаратором, блоком уставки опорного уровня, О-триггером, электронным коммутатором и элементом задержки, причем первичной обмоткой высоко0 частотный трансформатор тока включен в выходную щину тиристорного преобразователя частоты, а вторичной обмоткой подключен к клеммам питания выходных усилителей блока управления выпрямителем, вход датчика лапряжения подключен к выходу

5 силового выпрямителя, а его выход - к одному из входов компаратора, другой вход которого соединён с блоком уставки опорного уровня, а выход - с предустановочным входом )-триггера, выход которого соединен с входом разрещения работы пересчетно-распределительного блока, С-вход D-триг- гера связан с выходом синхронизатора, а )-вход - с выходом командного блока, выход командного блока подключен также к блокирующему входу генератора пачек им5 пульсов и входу элемента задержки, выход которого подключен к управляющему входу электронного коммутатора, установленного в тракте блока управления выпрямителем между фазосдвигающим блоком и генератором пачек импульсов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразователях частоты. Цель изобретения - повышение надежности. Блок управления выпрямителем 1 содержит последовательно соединенные синхронизатор 2, фазосдвигаю- щий блок 3, электронный коммутатор 4, генератор пачек импульсов 5. Блок управления инвертором содержит задаюш,ий генератор 10, пересчетно-распределительный блок П. При возникновении аварийной ситуации прерывается ток на выходе инвертора 8 и снимается питание с выходных усилителей 6 блока управления вьщрямителем, прекра- ш,ается поступление импульсов на тиристоры выпрямителя 1 и он закрывается. Напряжение на фильтровых конденсаторах снижается, происходит останов инвертора 8. 2 ил. с ё (Л