Способ пуска статического преобразователя частоты Советский патент 1979 года по МПК H02M5/16 

теля тока и следующей пронодящей ток ветви моста, которая не соелинена с вспомогательным коммутатором, и гасятся проводящие перед этим ток тиристоры. Затем перезаряжается коммутирующий конденсатор, и ток течет через нагрузку и возбуждает колебания в параллельном колебательном контуре. Перед каждым переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре зажигаются тиристоры следующей проводящей ток ветви моста инвертора, общий гдалный вывод которо|Гоне соединен .с коммутирующим конденсаром, а также тиристор следующей проводящей ток ветви статическо)о преобразователя тока. Этот процесс коммутации повторяется, причем напряжение на конденсаторе параллельного колебательного контура все время увеличивается. Йогда напряжение на конденсаторе параллельного колебательного контура достигнет величины, достаточной для прямой коммутации, тири торы в диагоналях моста инвертора еще открыты, а тиристоры вспомогательного коммутатора остаются закрытыми, в результате чего он выключается, и пусковая фаза закажшвается. Статический преобразователь частоты работает теперь в нормальном режиме, и остаточное напряжение на коммутирующем конденсаторе рассеивается на параллельно включенном сопротивлении. Известный статический преобразователь частоты во время пусковой фазы управляется не по нагрузке, а автоматически при помощи частоты напряжения колебательного контура. Это преимущество достигается дорогостоящей схемой управления, в частности дорогой логической схемой.

Целью изобретения является улучшение работы преобразователя частоты во время пусковой фазы.

Эта цель достигается благодаря тому, что в способе пуска статического преобразователя час тоты в начале работы поджигаются тиристоры диагоналей статического преобразователя тока и проводят ток до тех пор, пока напряжение на каждом коммутирующем конденсаторе не достигнет зада)1ной величины, после достижекия этого, напряжения поджигаются тиристоры диагоналей моста инвертора и проводят ток до тех, пока протекает ток постоянной заданной величины, который сохраняется постоянным во время всей пусковой фазы в результате

управления выпрмителем. После достижения зтой величины тока тиристоры последующих проводящих ток ветвей статического преобразователя тока поджигаются и поджигаются с задержкой на постоянное время следующие про водящие ток тиристоры ветвей моста инвертора, причем время задержки зависит от напряжения и тока заданной величины. Затем перед каждым переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре поджигаются ветви преобразователя тока вспямогатель ного коммутатора и с задержкой на постоянное время - ветви моста инвертора, причем этот процесс коммутации повторяется до тех пор, пока не будет достигнута определенная величина напряжения на колебательном контуре, достаточная для прямой коммутации.

Этим способом работы при упрощенной схеме управления достигается штавный пуск преобразователя. Во время пуска нет необходимости в дополните.г1ьной регистрации фактического значения, а необходимые для,управления величины измерения получаются при помощи датчиков, необходимых для управления в нормальном режиме, причем может быть учтено также и время запрета для поджигания тиристоров инвертора. Преобразователь работает благодаря регулировке постоянного начального тока при помощи вентилей инвертора независимо от тока и может запускаться при различных нагрузках.

На фиг. 1 изображен статический преобразователь частоты, реализующий способ; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя.

Инвертор 1 построен на тиристорах, включенных по однофазной мостовой схеме, причем в каждой ветви моста включено по тиристору 2-5. Через выходные клеммы 6 инвертора 1 питается параллельный .колебательный контур, используемый в качестве нагрузки и состоящий из параллельной схемы дросселя 7 и конденсатора 8. Выводы 9 постоянного тока инвертора 1 через сглаживающий дроссель 10 и выпрямитель 11 соединены с сетью переменного тока, которая подключена к клеммам 12 Выпрямитель 11 построен на тиристорах, включенных по мостовой схеме.

Те или иные две ветви моста (2 и 3) или (4 и 5) И1шертора 1 с общцм главным выводом 13 или 14 подключены паралльно части вспомогательного коммутатора 15. Каждая часть вспомогательного коммутатора 15 состоит из двух ветвей преобразователя тока 16 и 17 или 18 и 19, которые имеют по общему главному выводу 20 и 21. Тиристоры 16-19 преобразователя тока имеют одинаковую полярность с тиристорами 2-5 инвертора 1. Между главными вьшодами 20 и 13 или 14 и 21 соответствующих ветвей моста и преобразователя тока 2, 3 и 16, 17 или 4, 5 и 18, 19 включены соответственно конденсаторы коммутации 22 и 23. Коммутирующие конденсаторы имеют одинаковую емкость.

.Для тиристоров 2-5 инвертора 1, управляемого выпрямителя II и тиристоров 16, 19 вспомогательного коммутатора 15 предусмотрены схемы управления, Koioppiic не показаны на чертеже. В нормальном режиме работы попеременно поджигаются тиристоры 2 и 5 или 3 и 4 ин вертора 1 с частотой колебаний напряжения Ug на колебательном контуре (7, 8). Поджигание осуществляется с учетом времени запрета тиристоров непосредственно перед переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре. При этом происходат переключение с одной ветви моста на следующую проводящую ток ветвь моста, причем реактивная мощность коммутации определяется конденсатором 8 параллельного колебательного контура. Во время пусковой фазы заряд конденсатора 8 недостаточен для прямой коммутации. Поэтому в этой фазе необходимо осуществлять косвенную коммутацию, причем необходи мо, чтобы конденсатор 8 колебательного контура как можно быстрее заряжался до величины, достаточной для прямой коммутации для работы в нормальном режиме. Ток Jd в сглаживаю щем дросселе 10, напряжение промежуточной це пи Uj на выводе 9 выпрямители и напряжение колебательного контура Us на конденсаторе 8 нанесены на оси времени t (фиг. 2). В начале работы поджигаются тиристоры 16 и 19 шш 18 и 17 вспомогательного коммутатора 15, Тиристоры остаются открытыми в течение времени At, пока напряжение - указанной на фиг, 1 полярности приложено к одинаковым по величине коммутирующим конденсаторам 22 и 23. В конце времеш) At, т.е. при достижении напряжением величины -, поджигаются тиристоры 2 и 5 или 3 и 4 И1шертора 1, Затем напряжение коммутирующих конденсато ров 22 ч 23 в качестве отрицательного напряжения подается на запирание тиристоров 16 и 19 вспомогательного коммутатора 15 и гасят их. Далее поджигаются тиристоры 3 и 4. Тиристоры 3 и 4 проводят ток в течение времени Atj, когда устанавливается начальный ток Ido заданной величины. Он поддерживается постоянным во время всей пусковой фазы при помощи схемы управления тиристорами выпрямителя J1. Если ток достигает заданной величины do , то тиристоры 17 и 18 вспомогательного коммутатора 15 поджигаются. Напряжение на коммутирующих конденсато pax 22 и 23 в качестве отрицательного запира щего напряжения подается на тиристоры инвер тора 1, и проводивщие ток тиристоры 3 и 4 запираются, В интервале времени Ato происходит перезаряд коммутируюпюго конденсатора 22 и 23 от-Ц до + -- . Этот про2, межуток времени определяется емкостью L.|c коммутирующих конденсаторов 22 и 23, напряже1шем Uco током jdj в соотпст тпии с выражением. л - к Ц-СО ido После перезаряда, т,е , по окончании itjxiMCжутка времени Ato, поджигаются тиристоры J к 5 следующих проводящих ток ветвей моста, воспринимают ток и гасят тиристоры 17 и 18 вспомогательного коммутатора 15, После этого ток протекает через нап1узку, заряжает конденсатор 8 и возбуждает колебания в параллельном колебательном контуре. По истечении промежутка времени Ato, зависящего от частоты колебания, непосредстветю перед первым переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре поджинаются тиристоры 16 и 19 вспомогательного коМ мутатора 15, и по истечении постоянного времени задержки Ato поджигаются тиристоры 3 и 4 инвертора 1, причем точный момент времени зависит от регистрации времени запрета тиристоров инвертора 1, Этот nfToiiecc повторяется перед каждым переходом через нуTieaoe значение напряжения на колебательном контуре Us, причем напряжение на колебательном контуре Us все время увеличивается, как это показано на фиг. 2, пока оно не достиг-, нет предварительно заданной величины Ц5о 57 достаточной для косвенной коммутации. Начиная с этого момента времени, тиристоры (,- 19 вспомогательного коммутатора 5 закрываются,начинается нормальный режим работы, и ток ,/ot не сохраняется постоянпым, а нарастает. На фиг, 2 представлено лишь несколько периодов, В действительности косвенная коммутация в пусковой фазе повторяется значительно чаще. Предлагаемый способ, при котором коммутирующие конденсаторы перезаряжаются в течение постояшюго промежутка врсмеш), зависящего от постоянного начального тока и начального заряда коммутирующих конденсаторов, может быть использован также в статических преобразователях частоты с изменетчем вспомогательным коммутатором. Формула изобретения Способ пуска статического преобразователя частоты, содержащего последовательно включенные управляемый выпрямитель и основной тиристорный однофазный мостовой инвертор, параллельно щинам питания которого подключены щинь питания вспомогательного тиристорного однофазного мостового инвертора, при чем выходные тины последнего подсоединены

черс-) коммутирующие конденсаторы к соответствую1Шм выходным выводам OCHOBFIOIO мостового инвертора, подключаемых к LC-контуру путем отпирания соответствующих тиристоров и обеспечения заданных величин напряжения на коммутирующем конденсаторе и тока, при которых далее перед каждым переходом через нулевое значение напряжения на LC-контуре отпирают соответствующие тиристоры, о т личающийся тем, .что, с целью повышения надеж1юсти, коммутирующие конденсаторы заряжают.до напряжения - , выбранного в качестве заданного, для чего отпирают тиристоры вспомогательного инвертора, поддерживают постоянным с помощью упрявляемого выпрямителя ток в дросселе после достижения им значения J Jo , выбранного в качестве задатюго, цпя чего отпирают диагонально расположенные тиристоры основного инвертора, при достижении током дросселя

//

ГО

-Н«УГ „ П

г;

//

u--

НM ЧЬ-A

II

Jc/.

значения Jrto отирают гшагонально расположенные тиристоры вс)юмогателг ного инвертора и с задержкой д1о- - соответстьующие диагонально расположенные тиристоры основного инвертора, причем перед каждым переходом через нулевое значение напряжения на LC-контуре диагонально расположенные тиристоры основного инвертора отпирают с задержкой, равной Ato, и повторяют этот процесс до получения на коммутирующих конденсаторах напряжения

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США № 3599078. кл. 321 45, 1975.

2.Раскин Л. Я. и др. Устройство для включения автономного инвертора. Электротехническая промыщленность, серия Преобразовательная техника, 1974. Вып. 3.

/

, /J ,L I

I

-f II-

8

s

- , Kh-ut 40- | (« uio &ioAio 0

.2