Устройство для управления параллельным инвертором тока с выпрямительно-индуктивным компенсатором Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройствам управления преобразователями постоянного напряжения в переменное с помощью инвертора тока.

Известно устройство для управления параллельным инвертором тока с выпрями- тельно-индуктивным компенсатором, содержащее задающий генератор-распределитель импульсов, выходы которого подключены к входам формирЪвателей импульсов управления ййвертором, блоки управления компенсатором по числу канала управления, каждый из которых содержит фазосдвигающий блок, управляющий вход которого через общий для всех каналов фор- мирователь управляющего напряжения подключен к выводам для подключения к выходу инвертора, выходы блоков управления компенсатором через формирователи импульсов управления компенсатором соединены с выводами для подключения к тиристорам компенсатора, а выходы формирователей импульсов управления инвертором предназначены для подключения к тиристорам инвертора, формирователь синхроимпульсов по линейным-напряжениям инвертора и каждый блок управления компенсатором снабжен RS-триггером, элементом задержки фронта импульса, элементами И и И-НЕ, причем входы формирователя синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора соединены с выходами формирователя управляющего напряжения, смежные выходы формирователя синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора попарно подключены к выходам элемента И в каждом блоке управления компенсатором, в котором выход элемента И через элемент задержки фронта импульса соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого является выходом блока управления компенсатором, R-вход RS-триггера подключен к соответствующему выходу задающего генератора - распределителя импульсов, выход RS-триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ с синхронизирующим входом фазосд- . вигающего блока, выход которого подключен к S-входу RS-триггера.

Недостатком устройства является возможность срыва коммутации инвертора и возникновение аварийного режима в преобразователе при перекрытии разрешенной зоны регулирования угла управления тиристором компенсатора током тиристора выходящего из работы.

Цель изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления параллельными инвертором тока с выпрямительно-индук- тивным компенсатором, содержащее задающийгенератор-распределитель

импульсов, выходы которого подключены к входам формирователей импульсов управления инвертором, выходы которых предназначены для подключения к тиристорам

0 инвертора, формирователь синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора, блоки управления компенсатором по числу каналов управления, каждый из которых содержит RS-триггер, элемент задержки

5 фронта импульса, элементы И и И-НЕ и фазосдвигающий блок, управляющий вход которого через общий для всех каналов формирователь управляющего напряжения подключен к выводам для подключения к

0 выходу инвертора, входы формирователя синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора соединены с выходами формирователя управляющего напряжения, смежные выходы формирователя синхроим-.

5 пульсов по линейным напряжениям инвертора попарно подключены к выходам элемента И в каждом блоке управления компенсатором, в котором выход элемента И через элемент задержки фронта импульса

0 соединен с первым входом элемента И-НЕ, выход которого использован как выход блока управления компенсатора и подключен через соответствующий формирователь импульсов управления компенсатором к выво5 дам для подключения к тиристорам компенсатора, R-вход RS-триггера подключен к соответствующему выходу задающего генератора-распределителя импульсов, выход RS-триггера соединен с вторым входом

0 элемента И-НЕ с синхронизирующим входом фазосдвигающего блока, выход которого подключен к S-входу RS-триггера, дополнительно снабжено двумя датчиками тока, каждый из которых предназначен для

5 включения в цепь постоянного тока соответствующего моста компенсатора, двумя од- новибраторами, в каждом блоке управления компенсаторами элемент И-НЕ снабжен двумя дополнительными входами, причем

0 выходы первого и второго датчиков тока подключены соответственно к выходам первого и второго одновибратора к третьим входам соответствующих элементов И-НЕ блоков управления компенсатором, а выхо5 ды первого и второго одновибраторов подключены к четвертым входам тех же элементов И-НЕ.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для управления параллельным инвертором тока с выпрямительно-индуктивным компенсатором; на фиг.2 - диаграммы напряжений, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит входной сглаживающий реактор 1 инвертора, вентильный мост инвертора на тиристорах 2-7, коммутирующие конденсаторы 8-10, два выпрямительных моста компенсатора на тиристорах 11-1 б и 17-22, коммутирующие реакторы 23, 24, датчики тока 25, 26, задающий генератор-распределитель 27, формирователи 28 импульсов управления инвертором, формирователи 29 импульсов управления компенсатором, формирователь 30 управляющего напряжения, формирователь 31 синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора, одновибраторы 32, 33 и блоки управления компенсатором 34-39, каждый из которых состоит из элемента И 40, элемента 41 задержки 41 задержки фронта импульсов, RS-триггер 42, фазосдвигающий блок 43 и элемент И-НЕ 44.

Выходы генератора-распределителя 27 подключены к входам формирователей 28 и R-входам триггера 42 блоков 34-39. Выходы формирователей 28 подключены к управляющим электродам тиристоров 2-7 инвертора. С выходных клемм инвертора напряжение подается на входы формирователя 30(11д, UB, DC) и формирователя 31 (UAB UBC UCA). Соответствующие выходы формирователя 31 попарно подключены к входам элемента 40, в каждом блоке 34-39. Выход элемента 40 подключен к входу элемента 41, выход триггера 42 подключен к синхронизирующему входу фазосдвигающего блока 43 и первому входу элемента 44 Первые входы блоков 43 в каждом блоке управления компенсатором 34-39 подключены к выходу формирователя 30. Выход фазосдвигающего блока 43 подключен к S-входу триггера 42, ко второму входу элемента 44 подключен выход элемента 41. Выходы блоков 34-39 подключены к формирователям 29, которые, в свою очередь, связаны с управляющими электродами тиристоров 11-16 и 17-22 компенсатора. Выход датчика тока 25, включенного в цепь постоянного тока моста компенсатора на тиристорах 11-16, подключен ко входу одновибратора 32 и третьим входам элементов 44 блоков 34-36. Выход датчика тока 26, включенного в цепь постоянного тока моста компенсатора на тиристорах 17-22, подключен к входу одновибратора 33 и третьим входам элементов И-НЕ блоков 37-39. Выход одновибратора 32 подключен к четвертым входам элемента И-НЕ 44 блоков 34-36, а выход одновибратора 33 подключен к четвертым входам элементов И-НЕ блоков 37-39.

Для предотвращения возникновения режима непрерывного тока через реакторы выпрямительно-инверторного компенсатора, приводящего к опрокидыванию инвер- 5 тора, необходимо, чтобы минимальный угол управления вентилями компенсатора был не менее 30 эл.град., а также необходимо, чтобы импульс на включение тиристора компенсатора подавался через время ts (необ0 ходимое для восстановления запорных свойств тиристора) после спада тока через тиристор, выходящий из работы, до нуля. Так как блоки 34-39 состоят из аналогичных элементов и имеют эквивалентные связи

5 между ними, достаточно рассмотреть работу одного из них.

Импульсы с задающего генератора-распределителя 27 подаются на R-вход триггера 42, с выхода которого они поступают на

0 вход блока 43 для запуска генератора пилообразного напряжения. В момент сравнения пилообразного напряжения с напряжением обратной связи Оос, поступающим из формирователя 30, с выхода фа5 зосдвигающего блока выдается импульс на установку триггера 42 по входу S. В результате этого на первый вход элемента 44 подается импульс с регулируемым моментом среза (фиг. 2).

0 Ограничение диапазона происходит следующим образом.

Линейное выходное напряжение инвертора подается на вход формирователя 31, на входе которого формируется шестиканаль5 ная система импульсов, синхронизированных с переходом линейных напряжений инвертора (UAB. UBC, UCA} через нуль. Импульсы, сдвинутые относительно друг друга на 120 эл.градусов попарно подаются на

0 входы элемента 40. На выходе последнего формируются 60 эл.градусные импульсы, срез которых жестко привязан к точке перехода линейного напряжения через нуль. Фронт указанных импульсов определяет

5 разрешенную зону регулирования импульса управления тиристором компенсатора. Для исключения влияния несимметрии импульсов /правления фаз выходного напряжения и т.п. необходимо несколько сужать разре0 шенную зону регулирования угла управления тиристором компенсатора, для чего вводят фиксированную задержку (порядка 1-2 эл. град.) фазы фронта импульсов, формируемых элементов 40. Эта задержка обес5 печивается элементом 41, с выхода которого импульсы подаются на второй вход элемента 44.

В динамических режимах работы инвертора (циклические сбросы-набросы нагрузки, например работа на систему

непосредственный преобразователь часто- ты-асинхронный двигатель и аварийных режимах, возможно перекрытие разрешающей зоны во времени током тиристора выходящего из работы. При включении следующей пары тиристоров согласно выбранному алгоритму управления (например, после выхода из работы тиристоров 12. 14 включаются тиристоры 13, 15, фиг. 2) может произойти короткое замыкание между фазами инвертора.

Для исключения этого недостатка формируется дополнительная последовательность импульсов с датчика тока тиристоров компенсатора, которая с выхода датчика тока 25 подается на третий вход элемента 44. Для обеспечения времени восстановления тиристоров выходящих из работы с помощью одновибратора 32 формируется дополнительная задержка (IB) по заднему фронту импульса с выхода элемента 44 (фиг.

2)Таким образом разрешенная зона формирования сигнала управления тиристорами компенсатора, определяемая длительностью единичных сигналов с выходов элементов 40 и 42 согласно прототипу в некоторых случаях уменьшается за счет перекрытия нулевыми сигналами с элементов 25, 32. определяющих проводящее состояние тиристоров, выходящих из работы (например, штриховая линия на фиг. 2).

Применение предлагаемого устройства управления параллельным инвертором тока с выпрямительно-индуктивным компенсатором с вновь введенными элементами позволит исключить возможность возникновения короткого замыкания между фазами инвертора, тем самым обеспечивается повышенная надежность преобразователя в динамических режимах работы.

Формула изобретения Устройство для управления параллельными инвертором тока с выпрямительно-индуктивным компенсатором, содержащее задающий генератор-распределитель импульсов, выходы которого подключены к входам формирователей импульсов управления инвертором, выходы которых предназначены для подключения к тиристорам инвертора, формирователь синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора, блоки управления компенсатором по числу

каналов управления, каждый из которых содержит RS-триггер, элемент задержки фронта импульса, элементы И и И-НЕ и фа: зосдвигающий блок, управляющий вход которого через общий для всех каналов

формирователь управляющего напряжения подключен к выводам для подключения к выходу инвертора, входы формирователя синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора соединены с выходами формирователя управляющего напряжения, смежные выходы формирователя синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора попарно подключены к выходам элемента И в каждом блоке управления компенсатором, в котором выход элемента И через элемент задержки фронта импульса соединен с первым входом элемента Й-НЕ, выход которого использован как выход блока управления компенсатором и подключен

через соответствующий формирователь импульсов управления компенсатором к выводам для подключения к тиристорам компенсатором, R-вход RS-триггера подключен к соответствующему выходу задающего генератора-распределителя импульсов, выход RS-триггера соединен с вторым входом элемента И-НЕ и с синхронизирующим входом фазосдвигающего блока, выход которого подключен к S-входу

RS-триггера, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено двумя датчиками тока каждый из которых предназначен для включения в цепь постоянного тока соответствующего моста

компенсатора, двумя одновибраторами, в каждом блоке управления компенсатором элемент И-НЕ снабжен двумя дополнительными входами, причем выходы первого и второго датчиков тока подключены соответственно к выходам первого и второго одно- вибраторов и к третьим входам соответствующих элементов И-НЕ блоков управления компенсатором, а выходы первого и второго одновибраторов подключены

к четвертым входам тех же элементов И-НЕ.

fax.te

Ј&.W

t

/rf &

Устройство содержит входной сглаживающий реактор 1 инвертора, вентильный мост инвертора на тиристорах 2-7, коммутина п,15 Haii,, и нтщнаю.гг А&/# ч рующие конденсаторы 8-10, два выпрямительных моста компенсатора на тиристорах 11-16, 17-22, коммутирующие реакторы 23, 24, датчики тока 25, 26, задающий генератор-распределитель 27, формирователи 28 импульсов управления инвертором, формирователи 29 импульсов управления компенсатором, формирователь 30 управляющего напряжения, формирователь 31 синхроимпульсов по линейным напряжениям инвертора, одновибраторы 32. 33 и блоки управления компенсатором 34-39 каждый из которых состоит из элемента И 40, элемента 41 задержки фронта импульсов, RS- триггер 42, фазосдвигающий блок 43 и элемент И-НЕ 44. 2 ил. w Ё 23 aK, и нтщнаю.гг А&/# ч VJ 00 00 о 4

П/г.З