Устройство для управления преобразователем частоты Советский патент 1989 года по МПК H02M7/00 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорным преобразователем частоты со звеном постоянного тока, нагруженным на последовательный колебательный контур, индуктивно связанный с одним или более колебательными контурами, потребителями энергии, в частности также преобразователи применяются в качестве источников питания тяговых сетей бесконтактного электровозного транспорта.

Цель изобретения - повьшение надежности и упрощение устройства.

На чертеже пред,ставлена функциональная схема устройства для управления преобразователем частоты.

Преобразователь частоты 1 со звеном постоянного тока содержит выпрямитель 2, инвертор 3 и нагрузку 4, состоящую из нескольких последовательно включенных однотипных потребителей 5, Цоследние имеют цепь регулирования мощности, состоящую из задатчика 6 мощности, блока 7 сравнения, регулятора В. Задатчик 6 через блок 7 соединен с регулятором 8 и потребителем 5. Цепь регулировасл to

со

со

ч1

о:

ния тока в цепи нагрузки преобразователя состоит из датчиков 9 и 10 выходного напряжения и выходного тока, преобразователя частоты 1, первого и второго масштабных усилителей 11 и 12, которые своими входами подключения соответствующего к датчикам 9 и 10, а выходами к блоку вычитания 13, последовательно к которому подключе-, ны блок переключения 14;, интегратор 15 и регулятор 16 выходного тока инвертора, который предназначен для подключения к управляющим входам вы- ;прямителя 2 и инвертора 3.

Коэффидиенты усиления датчиков напряжения 9 и тока 10 соответственно равны k коэффициенты усиления масштабных усилителен 11 и 12

соответственно k,j и k ределяются из условия ,

4

которые оп

R

Мни и

(I)

35

де Н „„,,,, минимальное сопротивление 25

лЛи п И

нагрузки преобразователя частоты .1 в случае отсутствия потребления мощности всеми потребителями 5, определяемое -только зо паразитными потерями в тяговой сети между преобразователем 1 и потребителями- 5,

Устройство работает следующим об- разом.

При последовательном включении потребителей 5 и расположении ,их на большом расстоянии от преобразователя 1 целесообразно регулировать выходную мощность преобразователя в зависимости от изменения сопротивления Rjy, i-ro потребителя 5 и тока в цепи нагрузки инвертора Iff, Регулирование тока повышает КПД системы преобразователь 1 - нагрузка 4 при тяговом характере нагрузки. Существуют два основных режима работы преобразователя 1, первый - режим холостого хода, когда все потребители мощности 5 о40

50

дг

ключены, второй - режим нагрузочный, когда хотя бы один из задатчиков мощности 6 задает потребителю мощности 5 сопротивление потребления К,,, тогда суммарное сопротивление нагрузки преобразователя 1 равно:

R+

«ИНН

п

I- 1

И1

,

15293764

При этом напряжение на разователя 1 в рабочем

, - 1„(К

п

Z

RHI).

Блок вьиитания 13

можно, например, реализовать по схеме компаратора, который имеет два возможных состояния на выходе: первое, - когда разность входных сигналов больше нуля, второе, когда раэкссть входных сигналов равна или меньше нуля. Напряжение на входе блока вычитания 13 с учетом коэффициентов усиления датчиков 9,10 и масштабных усилителей 11, 12 равно:

RUY

IH ,4

Н

J- t

а с учетом условия настройки мае- . штабных усилителей 11, 12 (1) последнее выражение можно преобразовать к виду

14.

0.

Данное вьзражрлтие- определяет разность входных сигналов на входе блока вычитания 13.

I

При нагрузочном режиме преобразо-, ваталя 1 когда задатчиком мощности 6 . задано потребителю мощности 5 сопротивление потребления R . О, на .входе блока вычитания 13 разность входных сигналов больше нуля и сигнал на его выходе устанавливает блок переключения 1Д так, что он формирует сигнал постоянного тока определенной полярности, который подается-на вход интегратора 15. Напряжение на его выходе линейно возрастает до величины насыщения интегратора 15. Выходной ток преобразователя однозначно связан с выходной величиной интегратора, являющейся заданием для регулятора 1б„

При переходе системы преобразователь нагрузка в режим.холостого хода, когда задания потребителям мощности 5 отсутствуют, сопротивление потребления . О, тогда разность входных сигналов на входе блока вычитания 13 при настройке масштабньк усилителей 11, 12 по условию (1) равнг;.

или меньше нуля и выход блока 13 переводит блок переключения 14 в состояние, когда он формирует сигнал противоположной полярности, который подается на вход интегратора 15. Ток 1 падает. Уменьшение „ происходит до тех пор, пока интегратор не выйдет на другой уровень насьще- ния выходного сигнала интегратора, что соответствует минимальному току на выходе преобразователя и обеспечивает минимальные потери в нагрузке и преобразователе на холостом ходу.

Приведенное устройство управле- . ния преобразователя частоты и услови настройки (1) масштабных коэффициентов позволяет создать систему преобразователь - нагрузка для бесконтактного электровозного транспорта, в которой -настройка не зависит от величины тока в тяговой сети, и задавать наиболее экономический режим работы источника питания можно только по выходньм параметрам преобразователя. Учитывая тяговой характер нагрузки, режим холостого хода составляет до 30-35% от общего рабочего времени всего бесконтактного транспорта.

Применение предлагаемого, устройства исключает приемно-передающую аппаратуру и каналы связи потребителей и преобразователя, повысить надежность работы.

.Формула

изобретения

Устройство для управления преобразователем частоты со звеном постоянного тока, вьшрямителем, инвер0

тором и нагрузкой, состояп(ей из группы потребителей с регулируемой мощностью потребления энергии, содержащее регулятор выходного тока инвертора, выход которого предназначен для подключения к управляющим входам вьитрямителя и инвертора, последовательно включенные блок переключения полярнбсти и интегратор, причем выход интегратора соединен с входом регулятора выходного тока инвертора, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и упрощения, оно снабжено датчиками тока и напряжения инвертора, двумя масштабными усилителями и блоком вычитания, причем входы датчиков напряжения и тока подключены к выходу инвертора, а их выходы - .соответственно к входам первого и второго масштабных усилителей, выходы кото- рых подключены к входам блока вычита ния, который выходом подключен к вхо- 5 ДУ блока переключения, причем отношение коэффициентов усиления датчиков тока, напряжения и масштабных усилителей установлены из условия

5

0

30

мин и

где k, kg - коэффициенты усиления. датчиков напряжения и тока соответственно k, k - коэффициенты первого и второго масштабных усилителей соответственно; - минимальное сопротивление нагрузки инвертора.

мин м

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления тиристорным преобразователем частоты со звеном постоянного тока. Целью изобретения является повышение надежности и упрощение. Устройство для управления преобразователем частоты 1 со звеном постоянного тока содержит выпрямитель 2, инвертор 3 и нагрузку 4, состоящую из нескольких последовательно включенных однотипных потребителей 5, которые имеют цепь регулирования мощности, состоящую из задатчика мощности 6, блока сравнения 7, регулятора 8. Цепь регулирования тока в цепи нагрузки преобразователя состоит из датчиков выходного напряжения 9 и выходного тока 10, первого и второго масштабных усилителей 11, 12, подключенных ко входам блока вычитания 13, последовательно к которому подключен блок переключения 14, интегратор 15 и регулятор 16. Применение устройства позволяет повысить надежность контроля состояния нагрузок. 1 ил.

Г