Способ обеспечения синхронной параллельной работы автономных инверторов Советский патент 1978 года по МПК H02J3/38 

1

Изобретение относится к силовой преобразовательной техиике, а именно к управлению резонансными инверторами, включенными параллельно на общую нагрузку и ведомыми этой нагрузкой, применяемыми, в частности, в электротермии.

Известны устройства, обеспечивающие равномерное деление нагрузки и синхронную параллельную работу автономных инверторов, построенные либо но принципу управления фазой силовых регуляторов, включенных на выходе каждого инвертора. 1, либо по принципу выделения разностного токового сигнала; усиления этого сигнала и в соответствии с ним корректировки фазового угла управления (или частоты задающего генератора) 2, либо по принципу регулирования и корректировки фаз каждого из инверторов, включенных на параллельную работу по информации о частоте, фазе и амплитуде сигнала на выходе каждого инвертора и на общих шинах нагрузки 3.

Наиболее близок к изобретению способ обеспечения синхронной параллельной работы автономных инверторов, по которому каждый инвертор содержит независимый задающий генератор регулируемой частоты, устройство фазового сдвига, регулятор выходного напряжения и цепь отрицательной

обратной связи. Синхронная работа нескольких инверторов и их равномерная загрузка по току обеснечиваются только за счет цени отрицательной обратной связи и соответствующего выбора корректирующих сигналов управления.

Управление но такому способу по существу является управлением с замкнутой системой автоматического регулирования.

Недостатком таких систем является значительная инерционность и сложность всей системы в целом.

Цель изобретения - упрощение способа. Поставленная цель достигается тем, что

по предлагаемому способу обеспечения синхронной параллельной работы автономных инверторов, ведомых нагрузкой, в режиме прерывистого тока с синусоидальным первый момент синхронизации каждого из инверторов совмещают с моментом перехода через нуль общего выходного напряжения всех параллельно включенных инверторов, второй сдвигают от предыдущего на временной интервал, кратный длительности проводимости вентилей каждого из инверторов, а третий совмещают с началом паузы в общем суммарном токе инверторов. Отнощение противоположных по знаку опорных напряжений на втором и первом щагах интегрирования выбирают в зависимости от необходимого фазового угла между первой гармоникой выходного тока и выходного напряжения, а отношение противоположных по знаку опорных напряжений на третьем и втором шагах интегрирования устанавливают равным двум. На фиг. 1 а, б приведен график, поясняющий предложенный способ; на фиг. 2 показана блок-схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Устройство содержит блок 1 (li) логики, ключи 2-5 (2i-5i), делительь 6 напряжения, интеграторы 7 {7i) нуль-орган 8 (8i) и блоки 9 {9i) формирования и усиления импульсов. При осуществлении способа сигналы (фиг. 1,а) пропорциональные выходному суммарному току /, выходному напряжению и на общей нагрузке и выходным токам каждого из инверторов, включенных параллельно на общую нагрузку подаются на блоки логики 1 (li), причем на каждый из блоков подаются общие сигналы суммарного тока и напряжения на нагрузке и собственный сигнал тока каждого инвертора. В блоках логики выделяются моменты перехода через нуль подаваемых сигналов напряжения и суммарного тока и переход через максимум выходного тока каждого инвертора (или переход через нуль напряжения на входном реакторе каждого инвертора). Блоки логики 1 (li) управляют ключами 2-4 (2i-4i) соответственно так, что на первом шаге ti (tl) интегрирования (фиг. 1,6) через замкнутые ключи 2 (2i) на входы интеграторов 7 (7i) нодаются опорное напряжение Ui, на втором шаге 2 (г) интегрируется опорное напряжение Uz, причем интегрирование при неравенстве токов инверторов на втором шаге происходит до момента начала паузы в общем суммарном токе инверторов, а на третьем шаге интегрируется напряжение t/2. Напряжения (фиг. 1,6, кривые /7, на выходе интеграторов 7 (7i) сравнивается с нулевым уровнем нуль-органов 8 (8i). При срабатывании нуль-органов ключи 5 (5i) закорачивают входы интеграторов до следующего полупериода выходной частоты. В случае равенства токов преобразователей устройство работает автономно, и фазовый угол управления формируется независимо от изменения параметров нагрузки. В случае неравенства токов происходит коррекция фазового угла таким образом, что при мепьщем токе формируется больший угол фазового сдвига, что приводит к увеличению выходного тока инвертора. Известно, что инвертор по цепи постоянного тока может быть представлен некоторым сопротивлением Ri, которое прямо пропорционально зависит от величины фазового угла между выходным током и выходным напряжением и равно /,8/-/ Z-COScp - ДЛЯ однофазного инвертора, следовательно ток в постоянной цепи определяется как Г.. При равенстве токов фазовые углы, формируемые по данному способу, равны, т. е. Ф1 Ф2. Из фиг. 1 следует j п Jl 2 ) 2ы -f/,0. Обозначим If 3If - 7 И положим к, 2/С„ . .-fd-K,). в случае перавенства токов, уравнение (1) принимает следующий вид: Zш f//А 2:LV -(J-- (2) % ш 2w у V - ) Представляя вместо - К, и получают -(1-К,}(-) Так как инвертор работает с опережаюим углом ф, то изменяя коэффициент Ki т единицы в сторону увеличения, получат различные углы ф1. Выражение А-Д - есть коррекция фазоого угла на неравномерное распределение оков в преобразователях, включенных пааллельно на общую нагрузку. Использование предлагаемого способа беспечения синхронной параллельной раоты статических инверторов, работающих прерывистым выходным током, ведомых агрузкой, облегчает эксплуатацию паралельно включепных преобразователей, так ак не требуется дополнительных замкнуых систем распределения нагрузки между реобразователями, и снижает в целом зараты на регулирование инверторов. Формула изобретения Способ обеспечения синхронной паралельной работы автономных инверторов, веомых нагрузкой, в режиме прерывистого

тока с синусоидальным выходным напряжением путем выделения п моментов синхронизации, по которым с помощью поочередного интегрирования опорных напряжений получают напряжение развертки для каждого из инверторов, при сравнении которого с нулем формируют очередно импульс отпирания вентилей соответствуюш,его инвертора, отличающийся тем, что, с целью упрощения, первый момент синхронизации совмещают с моментом перехода через нуль общего выходного напряжения параллельно включенных инверторов, второй сдвигают от предыдущего на временной интервал, кратный длительности проводимости вентилей каждого из инверторов, а третий совмещают с началом паузы в общем суммарном

токе инверторов, причем отношение противопололшых по знаку опорных напряжений на втором и первом шагах интегрирования выбирают в зависимости от требуемого фазового угла между первой гармоникой выходного тока и выходного напряжения, а отношение одинаковых по знаку опорных напряжений па третьем и втором шагах интегрирования устанавливают равным двум. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Японии N° 48-31289, кл. Н 02М 7/48, 1973.

2.Патент ФРГ Я 1663048, кл. 21 С 67/10 (Н 02 р), 1969.

3.Патент США XQ 3675037, кл. 307-51 (Н 02J 3/38), 1972.

У X 1-/