Способ управления инвертором тока со стабилизирующим диодом Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротехнических установок.

Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора тока со стабилизирующим диодом за счет ограничения возрастания токов и напряжений на элементах в процессе изменения частоты подачи импульсов управления.

На фиг.1 представлена принципиальная схема последовательного инвертора тока со стабилизирующим диодом; на фиг.2 - принципиальная схема параллельного инвертора тока со стабилизирующим диодом; на фиг.З - диаграммы токов и напряжений на

элементах последовательного инвертора тока со стабилизирующим диодом, поясняющие принцип его действия; на фиг.4 - нагрузочные характеристики параллельного инвертора тока со стабилизирующим диодом при неизменной частоте подачи импульсов управления на тиристоры; на фиг.5 - схема блока управления, реализующего способ.

Последовательный инвертор тока, силовая часть которого представлена на фиг,1, содержит подключенный к входным выводам через дроссель фильтра 1 тиристорный мост на четырех тиристорах 2-5 с коммутирующим дросселем 6, нагрузкой 7 и коммутирующим конденсатором 8 в дп окали

сь ю о

переменного тока, зашунтированный стабилизирующим диодом 9,

Параллельный инвертор тока (фиг.2) содержит подключенный к входным выводам через дроссель фильтра 10 тиристорный мост на четырех тиристорах 11-14 с коммутирующим дросселем 15 и параллельной цепью из нагрузки 16 и коммутирующего конденсатора 17 в диагонали переменного тока, зашунтированный стабилизирующим диодом 18.

Работа последовательного инвертора тока со стабилизирующим диодом поясняется временными диаграммами (фиг.З). Обозначения на диаграммах соответствуют индексам элементов силовой части инвертора, приведенной на фиг.1. На первой диаграмме показаны импульсы управления тиристорами 2-5 инвертора, на второй - ток дросселя фильтра 1 (входной ток), на третьей -ток нагрузки 7, на четвертой - ток стабилизирующего диода 9, на пятой - напряжение на тиристорах 2-5.

Параллельный инвертор тока со стабилизирующим диодом 18 имеет меньшую установленную мощность элементов по сравнению с последовательным. Однако последовательный инвертор может выполняться многоячейковым (каждая ячейка имеет свой коммутирующий конденсатор 8),

Блок управления инвертором тока со стабилизирующим диодом, реализующий способ управления, содержит (фиг.5) датчик

19тока стабилизирующего диода 9(18), усилитель 20, фильтр 21, устройство сравнения 22, источник задания уставки 23, задающий генератор 24, управляемый напряжением, распределитель импульсов управления 25 и выходные каскады 26, 27. Датчик тока 19 включается в цепь стабилизирующего диода 9 (18), а выходные каскады соединены с управляющими переходами тиристоров 2-5 диагоналей моста инвертора.

Реализация способа управления инвертором рассматривается на примере последовательного инвертора тока. При изменении параметров нагрузки 7 инвертора изменяется ток стабилизирующего диода 9. Ток стабилизирующего диода 9 измеряется датчиком тока 19. В усилителе

20сигнал датчика тока 19 усиливается до требуемой величины. С выхода усилителя 20 сигнал, пропорциональный току стабилизирующего диода 9, далее поступает на фильтр 21. Отфильтрованный сигнал с выхода фильтра 21 сравнивается в устройстве сравнения 22 с сигналом уставки, поступающим от источника задания уставки 23. С выхода устройства сравнения 2 сигнал рассогласования поступает на управляющий вход задающего генератора 24. В соответствии с сигналом рассогласования с выхода устройства сравнения 22 изменяется выходная частота задающего генератора 24, Импульсы с выхода задающего генератора 24 через распределитель импульсов 25 и выходные каскады 26, 27, формирующие и усиливающие импульсы, поступают

на управляющие электроды тиристоров 2- 5 диагоналей моста инвертора. При увеличении тока стабилизирующего диода 9 увеличивается сигнал рассогласования на выходе устройства сравнения 22, что приводит к уменьшению выходной частоты генератора 24 и снижению .частоты подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 инвертора. При уменьшении частоты инвертора он разгружается и происходит

уменьшение тока стабилизирующего диода 9. При уменьшении тока стабилизирующего диода 9 с изменением нагрузки 7 сигнал рассогласования на выходе устройства сравнения 22 уменьшается, что ведет

к увеличению выходной частоты генератора 24 и частоты подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 инвертора. При возрастании частоты инвертора происходит его загрузка, увеличивается ток стабилизирующего диода 9.

На фиг.4 представлены нагрузочные характеристики параллельного инвертора тока со стабилизирующим диодом 18 (см.фиг.2). Обозначения соответствуют принятым на фиг.2. Характеристики соответствуют постоянной частоте подачи импульсов управления на тиристоры 11-14 инвертора и следующим его параметрам: отношение индуктивности дросселя фильтра 10 к индуктивности коммутирующего дросселя 15 рзвно 100,волновое сопротивление конту- ра коммутации р - Lis/Ci 1,58, отношение выходной частоты инвертора к собственной частоте контура коммутации

равно 0,67. Характеристики даны в относительных единицах. В качестве базовых величин выбраны напряжение источника питания, волновое сопротивление контура коммутации и период выходного напряжения инвертора.

При изменении сопротивления нагрузки 16 инвертора в сторону увеличения при постоянной частоте увеличиваются амплитуда тока стабилизирующего диода 18 и время его проводимости, ток тиристоров 11-14. На холостом ходу (обрыв нагрузки 15) превышение током тиристоров 11-14 тока номинального режима может составлять 40%, время проводимости стабилизирующего

диода 18 увеличивается в 2,3 раза. При изменении сопротивления нагоузки 16 в сторону уменьшения от номинального режима (режима максимальной выходной мощности) происходит уменьшение времени про- водимости стабилизирующего диода 18. Время проводимости стабилизирующего диода 18 в инверторе равно времени, предоставляемому тиристорам 11-14 для восстановления управляющих свойств. При управлении по предлагаемому способу стабилизируются величина тока стабилизирующего диода 18 и время его проводимости. В результате в широком диапазоне изменения параметров нагрузки 16 стабилизиру- ются ток тиристоров 11-14 и время, представляемое им для выключения, Поддерживается оптимальное соотношение между реактивной и выходной активной мощностями инвертора.

Способ управления обеспечивает повышение надежности и устойчивости работы инверторов тока со стабилизирующим диодом за счет стабилизации времени выключения гиристоров в широком диапазоне изменения параметров нагрузки, что уменьшает число срывов инвертирования, стабилизации тока тиристоров при уменьшении нагрузки.

Предлагаемый способ управления до- полнительно позволяет повысить КПД инвертора тока за счет поддержания оптимального соотношения активной и резк-шв- ной мощностей, снизить чассогабаритные и стоиностные показзт ели инверторов зя счет снижения установленной мощности вентильного оборудования, коммутирующих дросселей и конденсаторов, улучшить условия пуска инвертора тока.

Формула изобретения Способ управления инвертором тока со стабилизирующим диодом, заключающийся а формировании импульсов управления соответствующих тиристоров инвертора, частоту подачи которых изменяют при оегулиров нии выходных элеюрических параметров инвертора, отличающийся тем, что, с целью повышений надежности работы инвертора, измеряют ток стабилизирующего диода и формируют сигнал, пропорциональный sro величине, фильтруют полученный сигнал, формируют сигнал уставки и сравнивают его с отфильтрованным сигналом, в результате чего формируют сигнал рассогласования и указанное изменение частоты подачи импульсов управления на тиристоры инвертора осуществляют в зависимости от величины сигнала рассогласования, причем с ростом тока стабилизирующего диода частоту подачи импульсов управления уменьшают, при уменьшении токч стабилизирующего диода частоту под- а«и импульсов управления увеличивают.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в источниках питания электротехнологических установок. Цель изобретения - повышение надежности работы инвертора тока со стабилизирующим диодом за счет ограничения возрастания токов и напряжений на элементах в процессе изменения частоты подачи импульсов управления. Способ заключается в формировании,распределении и подаче импульсов управления на соответствующие тиристоры 2-5 инвертора. Частоту подачи этих импульсов изменяют при регулировании выходных электрических параметров инвертора. В отличие от известного в соответствии с данным способом управления измеряют ток стабилизирующего диода 9 и формируют сигнал, пропорциональный его величине. Формируют сигнал уставки и сравнивают упомянутые сигналы. В соответствии с сигналом рассогласования изменяют частоту подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 инвертора, С ростом тока стабилизирующего диода 9 сигнал рассогласования увеличивается, и частоту подачи импульсов управления на тиристоры 2-5 уменьшают. Способ управления позволяет повысить КПД инвертора, снизить его массогабаритные показатели, улучшить условия пуска.5 ил. (Л

Фиг.

Фиг, 2

/ I

Lt-Г 2,5

Д

3

.J

t.

16

qs

г : д я ъ /,

я

Фиг. 5

23

Tj I г