Способ управления выходным током вентильного преобразователя при частотном пуске электродвигателя Советский патент 1990 года по МПК H02M5/45 

%

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных преобразователях частоты для пуска мощных синхронных машин. Цель изобретения - обеспечение максимального значения пускового момента без увеличения установленной мощности преобразователя. Цель достигается путем дополнительного прерывания выходного тока преобразователя на заданный интервал времени при достижении температурой P-N-переходов проводящих вентилей преобразователя предельно допустимого значения. При этом длительность заданного интервала времени определяют, начиная с момента выключения проводящих вентилей преобразователя, до момента снижения температуры их P-N-переходов до заданной величины. 1 з.п.ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в тиристорных преобразователях частоты для пуска мощных синхронных машин, а . также в преобразователях при управлении частотно-регулируемыми электроприводами.г

Целью изобретения является сохранение максимального значения пускового момента без увеличения установленной мощности преобразователя.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства, реализующего способ управления выходным током вентильного преобразователя с использованием в блоке контроля температуры компаратора и элемента задержки; на фиг. 2 - функциональная схема устройства с использованием в блоке контроля температуры гистерезисного порогового элемента; на фиг. 3 - функциональная схема устройства с контролем температуры р-n-переходов проводящих вентилей преобразователя; на фиг. 4 - функциональная схема регулятора выходного тока; на фиг. 5 и 6 - диаграммы управления выходным током вентильного преобразователя.

Устройство управления выходным током вентильного преобразователя

М

ел

(фиг. 1) содержит последовательно соединенные регулятор 1 выходного тока преобразователя и инвертор 2, систему 3 управления инвертором, включаю- щую задающий генератор 4 выходной частоты и распределитель 5 импульсов, датчик 6 выходного тока преобразователя, задатчик 7 выходного тока преобразователя 8.

Кроме того, устройство содержит блок 9 контроля температуры р-п-пере- ходов проводящих выходных вентилей преобразователя, причем первый вход 10 блока контроля температуры подклю- чен к выходу датчика 6 выходного тока, второй вход 11 - к выходу распределителя 5 импульсов системы управления инвертором, а выход - к входу 12 для управления прерыванием тока регу- лятора выходного тока преобразователя

Блок 9 контроля температуры р-п- переходов проводящих вентилей преобразователя выполнен в виде последовательно соединенных датчика 13 тем- пературы, компаратора 14 и элемента 15 задержки, причем первый вход датчика 13 температуры является первым входом 10 блока 9 контроля температуры p-n-переходов проводящих вентилей преобразователя, к которому подключается датчик выходного тока, а второй вход датчика 13 температуры является вторым входом 11 блока 9 контроля температуры p-n-переходов проводящих вентилей преобразователя, к которому подключается выход распределителя 5 импульсов, выход элемента 15 задержки является выходом 16 блока 9 контроля температуры p-n-переходов прово- дящих выходных вентилей.

На фиг. 2 представлено выполнение блока контроля 9 температуры р-п-пе- реходов в виде последовательно соединенных датчика 13 температуры и гис- терезисного порогового элемента 17, причем выход последнего является выходом 16 блока контроля 9 температуры переходов вентилей.

Датчик 13 температуры (фиг„ 3) содержит мультиплексор 18, интегрирующие RC-цепочки 19, 20 и 2t и диоды 22 по числу выходных вентилей инвертора, причем сигнальный вход мультиплексора 18 является первым входом датчи-

ка 13 температуры. I

Управляющие входы 23 мультиплексора 18 образуют второй вход датчика

13 температуры, а объединенные вывод диодов - выход датчика 13 температуры.

Регулятор 1 выходного тока (фиг.4 выполнен на управляемом выпрямителе 24 со звеном постоянного тока 25 на выходе, к управляющим входам тиристоров которого подключены выходы распределителя 26 импульсов, вход которого подключен к выходу первого элемента И-НЕ 27, первый вход которого подключен к выходу второго элемента И-НЕ 28, а второй - к выходу блока 29 формирования граничных углов управления, вход которого связан с входом управляющего выпрямителя 24 через трансформатор 30. Первым и вторым управляющим входами регулятора 1 выходного тока являются входы сумматора 31, выход которого подключен к входу блока 32 фазового управления, выход которого подключен к первому входу элемента И-НЕ 28, второй вход которого подключен к выходу RS-триг- гера 33 и через диод 34 к его R-входу, являющемуся третьим управляющим входом регулятора 1 выходного тока, первый управляющий вход которого через датчик 35 нуля тока подключен к S-входу триггера 33.

Устройство, реализующее способ управления, работает следующим образом

В режиме пуска электродвигателя регулятор 1 выходного тока (фиг.4)| обеспечивает стабилизацию входного тока Izs (фиг. 5 и 6) инвертора 2, который и осуществляет переключение выходного тока преобразователя 8. Прерывание выходного тока преобразователя 8 перед переключением осуществляют за счет управления регулятором 1 выходного тока импульсами U4 (см. фиг. 5), формируемыми системой 3 управления инвертором (выпрямитель кратковременно переводится в инвер- торный режим до обнуления выходного тока).

В режиме прерывания тока выходные импульсы блока 32 фазового управления блокируются RS-триггером 33 (либо через диод 34) и управление выпрямителем 24 переходит на блок 29 формирования граничного угла управления. Сброс RS-триггера 33 в исходное состояние (Uзз , фиг. 5) осуществляется датчиком 35 нуля тока. При поступлении на вход 12 регулятора входного

156

тока управлякицего импульса 1)(фнг,5) на ирерынание с выхода задающего генератора 4 системы 3 управления инвертором 2 (узкий управляющий импульс) прерывание происходит до обнуления выходного тока регулятора 1 выходного тока; Подобным же образом осуществляется прерывание выходного тока известным способом (1, фиг. 5).

Дополнительное прерывание выходного тока преобразователя 8 осуществля- , ют при достижении предельно допустимого значения температуры р-п-перехода любого из проводящих выходных венти- лей преобразователя (Ту, , , Ty,j , фиг. 5), которое определяется с помощью датчика 13 температуры. Для этого на датчик 13 температуры подают сигнал с датчика 6 выходного то- ка преобразователя. Этот сигнал поступает на вход мультиплексора 18, выходы которого подключены через интегрирующие КС-цепочки 19, 20 и 21 к входам диодов 22, на выходе которых и формируют сигнал, пропорциональный температуре p-n-перехода наиболее нагретого вентиля.

Значение входного резистора интегрирующих RC-цепочек 19, 20 и 21 определяется тепловой постоянной времени нагрева вентилей при прохождении по ним тока, а значение резистора, включенного параллельно интегрирующему конденсатору, - тепловой постоянной времени системы при охлаждении вентилей, когда ток по ним не протекает.

Предельно допустимое значение температуры задают компаратором 14 (фиг.1). Компаратор 14 запускает выходным сиг- налом Uц (фиг. 5) элемент 15 задержки, который на заданный интервал времени ( U ,5, фиг о 6) подает команду на вход 12 регулятора 1 выходного тока для дополнительного прерывания его выходного тока (например, за счет пе- ревода выпрямителя 24 в инверторный режим при управлении им от блока 29 формирования граничного угла управления)..

При воздействии датчика 13 температуры на гистерезисный пороговый элемент 17 (фиг. 2) ширина управляющего

75

импульса U,T (фиг. 6) соответствует уменьшению температуры наиболее нагртого вентиля до заданной величины.

Дополнительное прерывание выходного тока преобразователя осуществляют до тех пор, пока частота переключения выходного тока преобразователя достигнет такой величины, что за период между двумя переключениями температура p-n-переходов проводящих ветилей не будет достигать предельно-- допустимого значения (фиг. 5). t

Таким образом, применение управления., выходным током вентильного преобразователя при пуске электродвигателя позволяет обеспечить необходимый пусковой момент электродвигателя без увеличения установленной мощности вентильного оборудования преобразователя за счет дополнительного прерывания выходного тока преобразователя в зависимости от температуры р-п- переходов проводящих вентилей.

Формула изобретения

л

Л

Ј3-LU

Гг

Mi

ftf

Ч /

йф

tt

ч

R-ZJ

Wfr)T

-. о

- 3w-w/г л f w;.

Л

Иwwгг

Фм. J

jl/ U Ш UU U U

U.I

tt,l

nj

Ъ глф

5/1 1951

т лгп -г.

Фиг. 6