Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1982 года по МПК H02P13/30 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для управления- непосредственными преобразователями частоты, работающими на мощную сеть.

Известно асинхронное устройство для управления непосредственными преобразователями частоты, в котором выходной ток повторяет форму управляющего тока при воздействии любых дестабилизирующих факторов, что достигается введением замкнутого контура по выходному току Преобразователя 1 .

Недостатком такого устройства является сложность пуска и раздельного управления,. поскольку при включении вентильного комплекта первый импульс управления задается с произвольньш углом управления, что может привести к срыву слежения. Другим недостатком устройства является сложность и низкая надежность работы распределителей управляющих импульсов.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство синхронного вертикального типа с импульсной цепью обратной связи, содержащее генератор

управляющего напряжения и генератор опорного напряжения, связанные через первый сумматор, с компаратором, второй сумматор, входы которого связаны с генератором управляющего напряжения и датчиком выходного напряжения, авыход через интегратор со вторым входом компаратора. Накопительный элемент интегратора зашунтирован ключом, управляющая цепь которого связана с выходом компаратора, к которому подклю10чен распределитель. Работа устройства обеспечивает высокое качество выходного напряжения и. тока за счет корректирующего действия обратной связи 2.

Недостатком известного устройства явля15ется то, что в нем осуществима обратная связь только на напряжение. В то же время в непосредственных преобразователях частоты, работающих на сеть большой мощности, необходимо корректировать выходной ток.

20

Цель изобретения - расщирение функциональных возможностей.

Цель достигается тем, что, устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, содержащее генератор опорного напряжения, присоединенный через первый сумматор к компаратору, второй сумматор, связанный через интегратор, накопительный элемент которого зашунтирован ключом, с вторым входом компаратора, выход которого Присоединен к распределителю и управляющей цепи ключа, снабжено датчиком выходного Напряжения, датчиком выходного тока, генератором управляющего напряжения, фазовым детектором, вторым интегратором, управляемой цепью задержки и Избирательны усилителем, причем датчик выходного напряжения через фазовый детектор, вТорой интегратор и управляемую цепь задержки связан с генератором управляющего напряжения а датчик выходного тока связан со вторым входом фазового детектора и присоединен к входам второго сумматора непосредственно и через избирательный усилитель.

На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу.

Датчик напряжения выходной сети 1 присоединен к первому входу фазового детектора 2, выходы которого через второй интегратор 3, управляемую цепь задержки 4 и генератор управляющего напряжения 5 вместе с генератором опорного напряжения 6 присоединен к входам первого сумматора 7, выход которого через компаратор 8 связан с распределителем 9. Датчик выходного тока 10 подключен ко второму входу фазового детектора 2 и связан со входами избирательного усилителя II и второго сумматора 12, второй вход которого связан с выходом избирательного усилителя 11, а выход через интегратор 13 со входом компаратора 8. Накопительны { элемент интегратора 13 защун.тироваи ключом 14, управляющая цепь которого связана с выходом компаратора 8.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения: 15 - временная диаграмма напряжения выходной сети; 16 - временная ди.аграмма управляющего напряжения; 17 - временная диаграмма первой гармоники выходного тока; 18 - временная диаграмм основной гармоники выходного тока.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

Связь силовой схемы непосредственно преобразователя частоты с выходной сетью осуществляется через дроссель, поэтому преобразователь работает на нагрузку с индуктивной реакцией и выходное напряжение опережает выходной ток. Для передачи активной мощности в сеть выходной ток непосредственного преобразователя , частоты должен быть синфазен напряжению выходной

сети (диаграмма 15). Фазовое рассогласование выходного тока преобразователя « напряжения выходной сети фиксируется фазовым детектором 2, выходное напряжение

которого интегрируется вторым интегратором 3. Если фазовое рассогласование не равно нулю, напряжение на выходе интегратора изменяется, при этом меняется задержка, формируемая цепью 4, и осуществляется

сдвиг начала формирования управляющего напряжения генератором 5 относительно фазы выходной сети. В результате регулирования достигается сдвиг, соответствующий нулевому фазовому рассогласоваиию, при этом

напряжение второго интегратора 3 не изменяется и устройство продолжает работать с измененным фазовым сдвигом управляющего напряжения (диаграмма 16). Таким образом, устройство управления поддерживает режим

выдачи максимальной активной мощности в выходную сеть.

На выходе сумматора 12 фиксируется разность между основной гармоникой выходного тока, выделяемой избирательным усилителем

11, и текущим его значением, т.е. фиксируется отклонение выходного тока от синусоидальной формы. Интегратор 13 интегрирует эту разность, которая воздействует как сигнал обратной связи на компаратор 8, вырабатывающий управляющие импульсы. Таким образом, если среднеинтервальное значение выходного тока отличается от значения, задаваемого синусоидальной формой напряжения избирательного усилителя 11, то это рассогласование поступает на компаратор 8 и корректирует

значения углов управления таким образом, что рассогласование умеНьщается. Периодический сброс ошибки с интегратора 13 при выработке управляющего импульса компаратором 8 приводит к повышению быстродействия

цепи обратной связи, а также исключается возможность накопления ощибки, что может вызвать срыв работы устройства.

Таким образом, предлагаемое устройство сохраняет достоинства прототипа: коррекция

гармонического состава выходных параметров преобразователя, быстродействие крнтура обратной связи, снижение возможности срыва работы устройства за счет накопления ошибки на интеграторе. При этом устройство обеспечивает возможность введения обратной связи по выходному току, что делает возможным применение устройства для управления непосредственными преобразователями частоты, работающими на сеть большой мощности. Устройство обеспечивает передачу в выходную сеть максимальной активной мощности. Указанные достоинства способствуют улучщению технико-экономических показателей непосредствениых преобразоват:елей частоты, передающих энергию из сети повышенной частоты в промышленную сеть, например используемы; : в системах передачи энергии МГД генераторов.

Формула изобретения

Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, содержащее генератор опорного напряжения, присоединенный через первый вход первого сумматора к первому входу компаратора, второй сумматор, связанный через интегратор, накопительный элемент которого зашунтирован ключом, с вторым входом компаратора, выход которого присоединен к распределителю и управляющей цепи ключа, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено датчиком выходного напряжения, датчиком выходного тока, генератором управляющего напряжения, фазовым детектором, вторым интегратором, управляемой цепью задержки и избирательным усилителем, причем датчик вьгходного напряжения через фазовый детектор, второй интегратор и управляемую цепь задержки связан с генератором управляющего напряжения, подключенным к второму входу первого сумматора, а датчик выходного тока связан с вторым входом фазового детектора и присоединен к входам второго сумматора непосредственно, и через избирательный усилитель.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР N537431, кл. Н 02 Р 13/16, 1975.