Способ пуска статического преобразователя частоты

(„,691116

Сввюэ Советских

СОцтвалмствтмескнм

Респубттттк

Г

/ (51) М. Кл.

Н 02 М 7/515 (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 03 09 76 (21) 2393668/24-07 (23) Приоритет — (32) 18,09.75

Говудвратвенный немвтет

СССР

ho делам нзабрвтеннй н вткрытнй (31) P 25417009 (ЗЗЪ ФРГ (53) УДК 621.31б. .722.1 (088.8),Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37

Дата опубликования описания 05 10.79

Иностранец

Ловро Вукасович (СФР10) (72) Автор .изобретения

Иностранная фирма

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

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к статическим преоб. разователям частоты с инвертором на управляемых вентилях, включенных по мостовой схеме, выходные клеммы которых соединены с парал. лельным колебательным контуром, а входные 5 клеммы через промежуточную цепь постоянного тока соединены со сглаживающим дросселем, а управляемый выпрямитель соединен с источником переменного напряжения, причем входные клеммы инвертора шунтируются вспомога- 1О тельным коммутатором, который содержит тиристоры, включенные по мостовой схеме, между выходами переменного тока которых включен конденсатор, в частности касается способа управления для пуска преобразователя, при ко- 15 тором во время пусковой фазы зажигаются тиристоры соответствующих диагоналей моста ннвертора и вспомогательный коммутатор перед каждым переходом через нулевое значение напряжения колебательного контура, а после окон- 20 чания пусковой фазы — только тиристоры диагоналей моста инвертора, а тиристоры вспомогательF, ного коммутатора остаются в нерабочем состоянии.

Известны способы пуска преобразователей

11Я4). Наиболее близким к изобретению является способ (2). По этому способу преобразователь с параллельным колебательным контуром в качестве нагрузки управляется по нагрузке в колебательном состоянии, а рабочая частота инвертора определяется резонансной частотой .колебательного контура. При этом ток при прямой коммутации проходит от одной диагонали моста инвертора к следующей, причем реактивная мощность коммутации определяется конденсатором параллельного колебательного контура

Во время пусковой фазы заряд конденсатора недостаточен для прямой коммутации, и поэтому во время этого интервала коммутация осутцествляется косвенно. Для этого в известном преобразователе предусмотрен вспомогательный коммутатор, состоящий из конденсатора, заряжаемого от источника постоянного напряжения и включенного последовательно с клеммами постоянного напряжения мостовой схемы на тиристорах. Клеммы переменного напряжения соединены через последовательное соединение дросселя и другого конденсатора. Для пуска в из691116! вестном йреобразователе поджигается тиристор устройства для формирования начального тока до тех пор, пока не потечет ток заданной величины в сглаживаемом дросселе. Когда достигается величина этого тока, то поджигаются ти- . 5 ристоры диагоналей моста инвертора и ток течет теперь через нагрузку, возбуждая колебания и гася тиристор устройства формирования на4ального тока, Непосредственно перед переходом череэ нулевое значение напряжения колебательного

10 раэователь начинает работать в нормальном режиме. Известный преобразователь во время пускоf0 вой фазы управляется не по нагрузке, а автоматически при помощи частоты колебательного контура. Однако это преимущество достигается за счет. больших затрат . В частности, необходим дополнительный источник литания для заряда

5 конденсатора во вспомогательном коммутаторе.

Целью изобретения является улучшение работы преобразователя во время пусковой фазы.

Эта цель достигается благодаря тому, что для пуска преобразователя поджигаются тиристоры

50 в-двух диагоналях моста инвертора и остаются открытыми до тех пор, пока не потечет ток заданной величины, который во время всей фазы

- пуска- поддерживается постоянным за счет уп— равления выпрямителем, а после достижения этого тока тиристоры других проводящих ток диагоналей вспомогательного коммутатора и срабатывающие с задержкой на постоянное время т!ирйсторы других проводящих ток 1 нагона. контура поджигаются находившиеся в закрьпом состоянии тиристоры инвертора и тиристоры соответствующих диагоналей моста вспомогательного коммутатора. Напряжение на заряженном конденсаторе вспомогательного коммутатора в качестве отрицательного напряжения прикладывается к тиристорам инвертора I1 гасит находив шиеся в открытом состоянии тиристоры. Теперь прэисходит нарастание напряжения на конденсаторе мостовой схемы вспомогательного комму20 татора до тех пор, пока открытые тиристоры инвертора не возьмут на себя ток, в результате чего гасятся открытые тиристоры вспомогательного коммутатора. Для такого нарастания напря25 жения на конденсаторе мостовой схемы необходим дроссель, включенный последовательно с конденсатором. Этот процесс повторяется перед

-каждым переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре. При этом

З0 заряжается конденсатор мостовой схемы вспомогательного коммутатора и его напряжение противодействует напряжению на заряжаемом конденсаторе, так что вспомогательный коммутатор через определенный интервал времени отключа-, ется, и пусковая фаза заканчивается, так как

35 теперь напряжения колебательного контура хватает для непосредственной коммутации и преоблей инвертора поджигаются, причем промежуток времени зависит от напряжения и тока заданной величины. Затем перед каждым переходом через нулевое значение поджигаются тиристоры моста вспомогательного коммутатора и с задержкой на опрецеленное время — соответствующие тиристоры инвертора. Этот процесс продолжается до тех пор, пока напряжение на колебательном контуре не достигнет заданной величины, достаточной для прямой коммутации.

При простом управлении получается плавный пуск преобразователя. Во время пуска не требуется дополнительной регистрации фактических величин, а необходимые для управления величины получаются при помощи. датчиков, необходимых для управления в нормальном режиме рабо. ты, причем также может быть учтено время запрета поджигания тиристоров инвертора, Кроме того, преобразователь несмотря на регулировку постоянного начального тока работает с вентилями инвертора независимо от тока и может запускаться с различной нагрузкой.

На фиг. 1 показана принципиальная схема преобразователя; на фиг, 2 — временные диаграммы, поясняющие работу схемы.

Инвертор 1 построен на тиристорах 2 — 5 по однофазной мостовой схеме. К исходным клем-! мам инвертора 1 подключен параллельный колебательный контур, используемый в качестве нагрузки и состоящий из параллельной схемы дросселя 6 и конденсатора 7. Входные клеммы инвертора 1 соединены коммутирующим блоком

8 и через сглаживающий дроссель 9 с выпрямителем 10, входные клеммы которого соединены с клеммами сети переменного тока. Выпрямитель 10 построен на тиристорах по мостовой схеме. Коммутирующий блок 8 выполнен по мосто -. вой схеме на тиристорах 11-14. При этом выводы постоянного тока мостовой схемы соединены с клеммами постоянного тока инвертора 1, а выводы переменного тока мостовой схемы соединены с конденсатором 15. Для тиристоров ! инвертора 1, управляемого выпрямителя 10 и коммутирующий блок 8 предусмотрены блоки управления (на чертеже не показаны), В качестве датчика фактических величин для управления необходимо предусмотреть еще трансформатор тока в шине питания выпрямителя 10 и регистрацию напряжения на колебательном контуре 6.

Эти датчики, которые необходимы также и для нормального режима работы преобразователя, на чертеже не показаны.

В нормальном рабочем состоянии попеременно поджигаются тиристоры 2 и 5 или 3 и 4 диагоналей моста инвертора 1 с частотой напряжения на колебательном контуре 6. Поджигание происходит с учет6м времени запрета тиристо, 691116 ров непосредственно перед прохождением через нулевое значение напряжения на колебательном контуре. При этом происходит переключение с ветви преобразователя тока на следующую ttpoводящую ток ветвь непосредственно, причем реактивная мощность коммутации определяется конденсатором 7 параллельного контура. Во время пусковой фазы заряд конденсатора 7 для прямой коммутации недостаточен, Поэтому s этом состоянии необходимо осуществлять косвенную коммутацию, причем одновременно надо позаботиться о том, чтобы конденсатор 7 как можно быстрее получая заряд, достаточный для прямой коммутации, чтобы иметь возможность работать в нормальном режиме. Режим

15 преобразователя в пусковой фазе подробнее поясняется на фиг, 2, где ток Id в сглаживающем дросселе напряжение промежуточной цепи 0 на входных клеммах и клеммах постоянного тока

20 инвертор и напряжение на колебательном контуре 0а на конденсаторе 7 нанесены на оси времени t. В начале работы поджигаются тиристоры

11 и 14 или 12.и 13 в двух диагоналях моста коммутирующий блок 8, Предположим, что тиристоры 12 и 13 подожжены. Они открыты на время Ьс, пока напряжение не достигнет U

- указанной на фиг. 1 полярности на конденсаторе 15. В конце интервала At1 т.е. при достижении напряжения U«, поджигаются тиристоры

2 и 5 или 3 и 4 в двух диагоналях моста инвертора 1.

Теперь предположим, что подожжены тиристоры 2 и 5. Оси остаются открытыми в интервале 5t, за которым начальный ток Idp дости35 гает заданной величины. Этот ток Ыо проходит, например, через не показанный трансформатор тока в шине питания выпрямителя 10 и во вре. мя всей пусковой фазы поддерживается постоянным в результате управления тиристорами выпрямителя }1. Если ток достигнет заданной величины Idp, то поджигаются тиристоры 11 и 14 в следующих проводящих ток ветвях моста вспомогательного коммутатора 8. Напряжение конденсатора IS теперь уже в качестве отрицательного запирающего напряжения прикладывается к тиристорам инвертора I и проводящие ток тиристоры 2 и 5 закрываются. В постоянном интервале Atp конденсатор }5 перезаряжается от

0ео до + U . Этот интервал определяется емкостью конденсатора }5, напряжением Uco и током Idp в соответствии с уравнением

2и С„

bt =—

o д

После перезаряда, по истечении интервала време- у нн 5tp поджигаются тиристоры 3 и 4 следующих проводящих ток ветвей инвертора 1, пропускают ток и гасят открытые тиристоры 12 и 13.

Теперь ток течет через нагрузку, заряжая конденсатор 7 и возбуждая колебания в контуре.

По,окончании интервала Ьтз, зависяЩего от ча готы колебаний, непосредственно перед или при первом прохождении через нулевое значение напряжения 0а на колебательном контуре поджигаются тиристоры 12 и 13.моста вспомогательного коммутатора 8 и по окончании постоl янной задержки — тиристоры 2 и 4 инвертора 1, причем точное время зависит от времени запрета для тиристоров инвертора 1. Таким образом осуществляется косвенная коммутация. По истечении времени Ьтз, т.е. перед следующим пе-. реходом через нулевое значение напряжения Ug этот процесс повторяется и продолжается, причем напряжение U}I все время растет, как показано на фиг. 2, пока оно не достигнет заданной величины U достаточной для прямой коммутации, После этого тиристоры11 и 14 вспомогательного коммутатора 8 отключаются, начинается нормальный режим, ток d также не остается постоянным, а начинает расти. формула изобретения

Способ пуска статического преобразователя частоты, содержащего последовательно включенные управляемый выпрямитель и мостовой тиристорный инвертор, к выходу которого подключен колебательный контур, а вход зашунпь рован коммутирующим тиристорным мостом, в диагональ переменного тока которого включен конденсатор, 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 колебательном контуре отпирают указанное соответствующие тиристоры, о т л и ч а ю ш и йс я тем, что, с целью улучшения условий пуска, указанный конденсатор заряжают до напряжения U ä, выбранного в качестве заданного, для чего отпирают тиристоры в диагональных ветвях коммутирующего моста, поддерживают постоянным с помощью управляемого выпрямителя ток дросселя после достижения им значения 1 dp>,, в hы1б6р pанHнHоotго o в к аpч еpсcтTв е p з аpIдtаpнHнHоo1г.оо, для чего отпирают диагонально расположенные тиристоры иквертора при достижении током значения

}dp, отпирают тиристоры в диагональных ветвях коммутирующего моста и с задержкой

20со х

L д соответствующие диагонально расположенные тиристоры инвертора, причем перед каждым переходом через нулевое значение напряжения на колебательном контуре диагонально расположен- . ные тиристоры инвертора отпирают с задержкой, равной Ьто.

Источники инфо р ма ции, принятые во внимание нри экспертизе

1. Эаявка фР1 N 2056847, кл, 21 d, 12/03, 1970.

69lll6

2. Патент США No 3599078, кл. 321 — 45, 1972.

3. Бзюбин И. И. Тиристоры в электрических схемах. М., "Энергия", 1972, с. 31 — 33 и 45.

Уи2- 1 do

l/co а1 ф с-фз — м м-в т 4/т лМ 84 а4 юг.l

Составитель Ю. Андреев

Редактор В. Фельдман Техред Л.Алферова Корректор M. 111аротпи

Заказ 5836/58 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l I 3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

И

Uz

Ь ь

4. Раскин Л, Я. и др. Устройство для включения автономного инвертора, Электротехническая промышленность, серия„Преобразовательная техника, 1974. Вып. 3.