Способ пуска статического преобразователя частоты

ОП ИСАНИЕ изОБРетени

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

79170

Р ол

К ПАТЕНТУ

1 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 31.08.76 (21) 2392710/24-07 (23) Приоритет — (32) 18.09.75

Н 02 M 5/16

Государственный квинтет

СССР оо делам нзобретеннй н открытнй (31) Р 2541722.5 (331 ФРГ

Опубликовано 05.08.79. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 05.08.79

ДК

1 З16.722, (088.8) (72) Автор изобретения

Иностранец

Ловро Вукасович (СФРЮ) Иностранная фирма

"Сименс АГ" (ФРГ) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПУСКА СТАТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к статическим преоб- разователям частоты, содержащим инвертор на управляемых тиристорах, включенных по мостовой схеме, выходные клеммы которых соединены с параллельным колебательным контуром, а входные клеммы через промежуточную цепь постоянного тока соединены со сглаживающим дросселем, а управляемый выпрямитель — с источником переменного напряжения, причем в качестве вспомогательного коммутатора параллельно двум ветвям моста ин-вертора с общим главным входом включены две ветви вентильного преобразования тока с обшим главным выводом, тиристоры ветвей моста и ветвей вентильного преобразователя тока соединены с коммутируюшим конденсатором.

Известны способы пуска подобного преобразователя (1((2).

Наиболее близким является способ, описанный в (2). Преобразователь с параллельным колебательным контуром в качестве нагрузки в возбужденном состоянии управляется по нагрузке, а рабочая частота инвертора определяется резонансной частотой колебательного кон. тура. При этом ток при прямой коммутации течет от одной ветви моста инвертора к следующей проводящей ток ветки, причем реактивная мощность коммутации определяется конденсатором параллельного колебательного контура. В пусковой фазе заряда конденсатора недостаточно для прямой коммутации, и поэтому во время этого интервала он должен

1О быть скоммутирован косвенно. Для пуска у известного статического преобразователя частоты поджигаются тиристоры в ветви статического преобразователя тока вспомогательного коммутатора и в ветви моста инвертора, главные

15 выводы которых через конденсатор и параллельно подключенное сопротивление соединены между собой. Эти тиристоры остаются открытыми до тех пор, пока на коммутирующем конденсаторе не будет достигнуто определенное напряжение и через дроссель не потечет определенной величины ток. В этом интервале через нагрузку ток пока еще не течет.

Далее поджигаются тиристоры следуюшей проводяшей ток ветви статического преобразова679170

50 теля тока и следун>щей проводящей ток ветви моста, которая не соединена с нспомогательным коммутатором, и гасятся проводя>цие перед этим ток тиристоры. Затем перезаряжается коммутирующий конденсатор, и ток течет через нагрузку и возбуждает колебания н параллельном колебательном контуре. Перед каждым переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре зажигаются тиристоры следующей проволяшей ток ветви моста инвертора, общий главный вывод которо, го не соединен,с коммутирующим конденсаром, а также тиристор следующей проводящей ток ветви статического преобразователя тока.

Этот процесс коммутации повторяегся, причем напряжение на конденсаторе параллельного колебательного контура нсе время увеличивается, Когда напряжение на конденсаторе параллельного колебательного контура достигнет величины, достаточной для прямой коммутации, тирис- 20 торы в диагоналях моста инвертора еще открыты, а тиристоры вспомогательного коммутатора остаются закрытыми, в результате чего он выключается, и пусковая фаза зака>тчивается.

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 3Q не по нагрузке, а автоматически при помоши частоты напряжения колебательного контура.

Это преимугцество 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- 4р тоты н начале работы поджигаются тиристоры диагоналей статического преобразователя тока и проводят ток до тех пор, пока напряжение на каждом коммутирующем конденсаторе не достигнет задаигой величины, после достиже- 45 ния 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 этой величины тока тиристоры последующих проводящих ток ветвей статического преобразователя тока поджигаются и поджигаются с задержкой на постоянное время следующие проводящие ток тиристоры ветвей моста инвертора, причем время задержки зависит от напряжения и тока заданной величины. Затем перед каждым переходом через нулевое значение на4 пря>кения на колебательном контуре поджигаются ветви преобразонателя тока нспомогатель ного коммутатора и с задержкой на постоянное вреМя — ветви моста иннертора, 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 упрошенной схеме управления достигается плавный пуск преобразователя. Во время пуска нет необходимости в дополнительной 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 н 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) инвертора 1 с общим 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 выводами 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 иннертора 1, управляемого выпрямителя 11 и тиристорон 16, 19 вспомогательного коммутатора 15 прелусмотре..

67О 70 ны схемы управления, которые 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

Us на колебательном контуре (7, 8). Поджигание осуществляется с учетом времени запрета тиристоров непосредственно перел переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре. При этом происходит 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 лля прямой коммутации, Поэтому в этой фазе необходимо осуществлять косвенную коммутацию, причем необходимо, чтобы конденсатор 8 колебательного конту- 20 ра как можно быстрее заряжался до величины, достаточной для прямой KQMMYTB»I»»»» для работы в нормальном режиме. Ток »с1 в сглаживающем дросселе 10, напряжение промежуточной цепи U на выводе 9 выпрямители и напряжение колебательного контура Оа на конденсаторе 8 нанесены на оси времени т (фиг. 2). В начале работы поджигаются тиристоры 16 и 19 или

18 и 17 вспомогательного коммутатора 15. Тиристоры остаются открытыми в течение вреU c.o мени 5t, пока напряжение — указанной на фиг. 1 полярности приложено к одинаковым по величине коммутирующим конденсаторам

22 и 23. В конце времеш» bé, т.е. при достижении напряжением величины —, поджига- 35

1 с.о ются тиристоры 2 и 5 или 3 и 4 инвертора 1.

Затем напряжение коммутирующих конденсаторов 22 и 23 в качестве отрицательного напряжения подается на запирание гиристоров 16 и 19 вспомогательного комл»утатора 15 и гасят их. Далее поджигаются тиристоры 3 и 4.

Тиристоры 3 и 4 проводят ток в течение времени Dt2, когда устанавливается начальный ток Jdo заданной величины. Он поддерживается постоянным во время всей пусковой фа- 45 эы при помощи схемы управления тиристорами выпрямителя 11. Если ток достигает заданной величины» с»О, то тиристоры 17 и 18 вспомогательного коммутатора 15 поджигаются. Напряжение на коммутирующих конденсаторах 22 и 23 в качестве отрицательного запирающего напряжения подается на тиристоры инвертора 1, и проводившие ток тиристоры 3 и 4 запираются. В интервале времени 5t»» происходит переэаряд коммутируюц1его конденсатора 22 и 23 от — — - до + — . Этот про2. межуток времени определяется емкостью С» коммутирующих конденсаторов 22 и 23, на6 иряжением Ц и токомg Л,» в соответствии с выражением.

» ОКСО

>dp

После перезаряда, т.e . .по окончании промежутка времени 5t»», поджигаются тиристо1ь» ? и 5 следующих проводящих ток ветвей моста, воспринимают ток и гасят тиристоры 17 и 18 вспомогательного коммутатора 15. После 370. го ток протекает через нагрузку, заряжает конденсатор 8 и возбуждает колебания в па. раллельном колебательном контуре. По истечении промежутка времени At»», зависящего от частоты колебания, непосредстве»п»о перед первым переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре поджигаются тиристоры 16 и 19 вспомогательного ком мутатора 15, и по истечении постоянного времени задержки dt»» поджигаются тир»»сторы

3 и 4 инвертора 1, причем точный. момент времени зависит от регистрации временИ запрета тиристоров инвертора 1. Этот процесс повторяется перед каждым переходом через ну левое значение напряжения на колебательном контуре 0, причем напряжение на колебательном контуре U все время увеличивается, как это показано на фиг. 2, пока оНо не достиг со нет предварительно заданной величишл р достаточной для косвенной коммутации. Начиная с этого момента времени, т»»рлс»орь» 16 19 вспомогательного коммутатора !5 закрываются;

2 ачинается нормальный режим работы, и ток с1. не сохраняется постоянным. а нарастает.

На фиг, 2 представлено лишь несколько периодов. В действительности KocBcHHàÿ коммутация в пусковой фазе повторяется знач»»тельно чаще.

Предлагаемый способ, при котором коммутирующие конденсаторы перезаряжаются в Тсчение постоя»п»ого промежутка време»п». завися.

»цего от постоянного начального тока и цачального заряда коммутируюших конденсаторов, может быть использован также в статических преобразователях частоты с измене»п»ем»»c»»омогательным коммутатором.

Формула изобретения

Способ пуска статического преобразователя частоты, содержащего последовательно включенные управляемый выпрямитель н основной тиристорный однофазный мостовой инвертор, параллельно шинам питания которого подключены шины питания вспомогательного тиристо1ного однофазного мостового инвертора, причем выходные шины последнего подсоединены

679!70

8 ,значения3с/, отпирагот шсагонально расположенные тиристоры ва >могательного инвертора и с задержкой лt.o- -- соответствующие

Ll

1 диагонально расположенные тиристоры основного инвертора, причем перед каждым переходом через нулевое значение напряжения íà LC-контуре диагонально расположенные тиристоры основного инвертора отпирают с задержкой, равной Лте, и повторяют этот процесс ло получения на коммутирующих конденсаторах напряжения

И.со

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Патент США Х 3599078, кл, 32l 45, l975.

2. Раскин Л. Я. и др. Устройство для включения автономного инвертора. Электротехническая промышленность, серия Преобразовательная техника, )974. Вып. 3.

Раг 1.7 1

Vz !

1 5

Vro г д — э! — .! — +— д/„Мо 4<а

4 èã.Р

ЦНИИПИ Заказ 444!/56 Тираж 857 Подписное

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 через коммутирующие конденсаторы к соответствующим выходным выводам основного мостового инвертора, подключаемых к С-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 С-контуре отпирают соответствующие тиристоры, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью ловы- !о шения надежности, коммутирующие конденсаторы заряжают.до напряжеция —, выбран2. ного в качестве заданного, для чего отпирают тиристоры вспомогательного инвертора, поддерживают постоянным с помощью управляе- !5 мого выпрямителя ток в дросселе после достижения им значения.7 !!д, выбранного в качестве заданного, для чего отпирают диагонально расположенные тиристоры основного инвертора, при достижении током дросселя

1 ! !

1 !

l„