SU1070680A1

SU1070680A1 - Frequency converter control device

Info

Publication number: SU1070680A1
Application number: SU823473342A
Authority: SU
Inventors: Виктор Васильевич Шипицын; Владислав Игоревич Лузгин; Алексей Алексеевич Новиков; Вениамин Викторович Дрягин; Владимир Александрович Чижевский; Сергей Юрьевич Кропотухин; Николай Степанович Маринин; Леонид Федорович Волков; Николай Григорьевич Козлов
Original assignee: Уральский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова; Сибирский научно-исследовательский институт нефтяной промышленности
Priority date: 1982-07-27
Filing date: 1982-07-27
Publication date: 1984-01-30

Abstract

УСТРОЙСТВО.ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОЧИ со звеном посто нного тока, содержащее блок управлени инвертором с пусковым и блокирук цим входами и датчиком тока моста йнвертора, отличающеес тем, что, с целью повышени надежности, оно снабжено, блокирующим блоком, управл емым генератором , импульсов низкой частоты, снабженным входом блокировки, и счет чиком импульсов, причем выход датчика тока моста инвертора соединен с входом блокирующего, блока, выход которого соединен с входом блокировки генератора импульсов низкой частоты и с установочным входом-счет- § чика импульсов, выход генератора импульсов низкой частоты соединен со счетным входом счетчика и с пусковым входом блока управлени инвертором , блокирующий вход которого соединен с выходом счетчика. S с о О а (X)DEVICE FOR CONTROLLING A FREQUENCY CONVERTER with a DC link, containing an inverter control unit with starting and blocking inputs and an inverter bridge current sensor, characterized in that, in order to improve reliability, it is equipped with a blocking unit controlled by a generator, pulses are low frequency, provided with a blocking input, and a pulse counter, with the output of the inverter bridge current sensor connected to the blocking input, the block whose output is connected to the blocking input of the pulse generator at a low hour Ota and adjusting an input-counters § snip pulses low frequency pulse generator output is connected to the counting input of the counter and with a trigger input of an inverter control unit, blocking the input of which is connected to the output of the counter. S с о О а (X)

Description

Изобретение относитс к преобразовательной технике и предназнач но дл повышени надежности работы тиристорных генераторов, преобразу щих электрическую энергию промышленной сети в энергию переменного тока повышенной частоты, и может быть использовано в качестве источ ника питани дл установок индукционного нагрева металлов и аппара тов ультразвуковой технологии. Известны схемы тиристорных прео разователей частоты, в которых сис тема управлени выпр мителем использует высокочастотное напр жени инвертора дл создани импульсов управлени тиристорами выпр мител tl. Известны преобразователи частоты у которых формирователи импульсов системы управлени выпр мителем запитаны от фильтрового конденсатора Г2. Таким образом, в случае срыва процесса инвертировани обеспечиваетс запирание силового выпр мите за счет разр да коммутирующего или фильтрового конденсатора, вследстви чего прекращаетс подача управл ющих импульсов на тиристоры выпр мител , что приводит к запиранию последнего . Недостатком указанного устройств вл етс то, что оно не обеспечивает повторного пуска преобразовател в случае устранимого нарушени его работы. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство управлени преобразователем , состо щее из силового управл емого выпр мител , через индуктивно-емкостный фильтр, подсоединенный к шинам питани инвертора содержащее блок управлени тиристорами выпр мител , включающий в себ формирователи импульсЬв, выходами св занные с управл ющими входами тиристоров выпр мител , а питающие выводы формирователей импульсов под ключены к шинам питани инвертора, блок управлени инвертором, осуществл ющий пуск и остановку процесса инвертировани . . Недостатком известной схемы тиристорного преобразовател частоты вл етс то, что в случае воздействи электромагнитных помех, возможно нарушение нормальной работы блока управлени тиристорами выпр мител , в результате чего исчезает напр жение питани инвертора и прекращаетс поступление импульсов управлени на тиристоры выпр мител , током формировател импульсов блока управлени выпр мителем запитаны от конденсатора фильтра. Дл восстановлени работоспособности разовател необходимо остановить инвертор и затем после зар да фильт-. рового конденсатора вновь пустить его. Электромагнитные помехи могут также нарушить нормальную работу блока управлени инвертором и выз-вать тем самым срыв процесса инвертировани , что приводит к закрыванию силового выпр мител , вследствие сн ти управл ющих импульсов с тиристоров выпр мител . Схема преобразовател уже не сможет восстановить свою работоспособность без предварительной остановки инвертора и его последующего пуска, что существенно снижает эксплуатационную надежность преобразовател частоты. Цель изобретени - повышение надежности устройства. Указанна цель достигаетс тем, ,что устройство дл управлени преобразователем частоты со звеном посто нного тока, содержащее блок управлени инвертором с пусковым и блокирующим входами и датчиком тока моста инвертора,снабжено блокирующим блоком, управл емЕом генератором импульсов низкой частоты, снабженным входом блокировки, и счетчиком импульсов, причем выход датчика тока моста инвертора соединен с входом блокирующего блока-, выход которого соединен с входом блокировки генератора импульсов низкой частоты и с установочным входом счетчика импульсов, выход генератора импульсов низкой частоты соединен со счетным входом счетчика и с пусковым входом блока управлени инвертором , блокирующий вход которого соединен с выходом счетчика. На чертеже представлена блок-схема предлагаемого тиристорного преобразовател частоты. Устройство содержит силовой управл емый В1лпр митель 1, маломощный неуправл емый выпр митель 2 выходом через фильтровую индуктивност .ь 3 и конденсатор 4 фильтра, . подсоединенный к шинам питани инвертора , блок управлени тиристорами выпр мител , включающий в себ формирователи 5 импульсов, выходами св занные с управл ющими входами тиристоров выпр мител , а питающие выводы формирователей 5 импульсов подключены к шинам питани инвертора 6 , блок 7 управлени инвертором, датчик 8 тока моста инвертора, выходом через выпр митель 9, св занный с входом фильтра 10 низкой частоты, выход которого подсоединен с входу блокирующего блока 11, выход которого подсоединен к управл юдему входу генератора 12 пр моугольных импульсов низкой частоты и к установочному входу счетчика 13 импульсов, выход генератора 12 пр моугольных импульсов низкой частоты подключенThe invention relates to converter technology and is intended to increase the reliability of thyristor generators that convert electrical energy of an industrial network into alternating current energy of increased frequency, and can be used as a power source for induction heating of metals and ultrasonic technology apparatus. Thyristor frequency converter circuits are known in which the rectifier control system uses the high frequency voltage of the inverter to create rectifier thyristor control pulses of the rectifier tl. Frequency converters are known in which the pulse formers of the rectifier control system are powered from the filter capacitor G2. Thus, in the event of a breakdown of the inversion process, the power supply is switched off due to the discharge of the switching or filter capacitor, which stops the supply of control pulses to the rectifier thyristors, which leads to the closing of the latter. The disadvantage of this device is that it does not ensure the restart of the converter in the event of a recoverable violation of its operation. Closest to the present invention is a converter control device, consisting of a power controlled rectifier, through an inductive-capacitive filter connected to the inverter power bus containing a rectifier thyristor control unit, including impulse drivers, connected to control inputs rectifier thyristors, and the power terminals of the pulse formers are connected to the inverter power buses, the inverter control unit that starts and stops the process is inverted . . A disadvantage of the known thyristor frequency converter circuit is that, in the event of electromagnetic interference, the normal operation of the rectifier thyristor control unit may be disrupted, as a result of which the inverter supply voltage disappears and the control pulses of the rectifier thyristors disappear The rectifier is powered by a filter capacitor. To restore the working capacity of the sweeper, it is necessary to stop the inverter and then after charging the filter. capacitor re-start it. Electromagnetic interference can also disrupt the normal operation of the inverter control unit and thus cause a disruption of the inversion process, which leads to the closure of the power rectifier, due to the removal of the control pulses from the rectifier thyristors. The converter circuit will not be able to restore its working capacity without first stopping the inverter and its subsequent start-up, which significantly reduces the operational reliability of the frequency converter. The purpose of the invention is to increase the reliability of the device. This goal is achieved by the fact that a device for controlling a frequency converter with a DC link, containing an inverter control unit with starting and blocking inputs and an inverter bridge current sensor, is equipped with a blocking block controlled by a low-frequency pulse generator equipped with a blocking input and a counter pulses, the output of the inverter bridge current sensor is connected to the input of the blocking block-, the output of which is connected to the blocking input of the low-frequency pulse generator and to the set input m counter pulses, the output pulses of the generator is connected to the low-frequency counting input of the counter and with a trigger input of an inverter control unit, blocking the input of which is connected to the output of the counter. The drawing shows the block diagram of the proposed thyristor frequency converter. The device contains a power controlled Blaster 1, a low-power uncontrolled rectifier 2 output through a filter inductance 3 and a filter capacitor 4,. connected to the inverter power buses, the rectifier thyristor control unit, which includes 5 pulse shapers, outputs connected to the rectifier thyristor control inputs, and the pulse shaper 5 power terminals are connected to the inverter power bus 6, inverter control block 7, sensor 8 current of the inverter bridge, output through the rectifier 9, connected to the input of the low-frequency filter 10, the output of which is connected to the input of the blocking block 11, the output of which is connected to the control input of the generator 12 Low-frequency pulse pulses and to the installation input of the counter 13 pulses, generator output 12 low-frequency rectangular pulses connected

к пус овому входу блока 7 управлени инвертором и к счетному входу счетчика 13 импульсов, выход счетчика 13 импульсов св зан с блокирующим входом блока 7 управлени инвертором .To the start-up input of the inverter control unit 7 and to the counting input of the pulse counter 13, the output of the pulse counter 13 is connected to the blocking input of the inverter control unit 7.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

С выхода формирователей 5 импульсы управлени поступают на управл ющие переходы тиристоров силового выпр мител 1, что приводит к его открыванию и дозар ду фильтрового конденсатора 4 до полного питающего напр жени . При включении блока 7 управлени инвертора осуществл етс пуск инвертора.и преобразователь начинает работать. Сигнал с датчика 8 тока моста через выпр митель 9 и фильтр 10 низкой частоты поступают на вход блокирующего блока 11, которое поддерживает генератор 12 пр моугольных импульсов низкой частоты в заблокированном состо нии. При этом выходное напр жение генератора , поступающее на управл ющий вход блока 7, будет соответствовать ;разрушающему уровню дл работы блока управлени инвертором. При любом нарушении нормальной работы инвертора или выпр мител прекращаетс ток моста инвертора 6, при этом пропадает сихнал с датчика 8 тока моста инвертора, в результате чего блокирующее устройство 11 переходит в новое состо ние и разблокирует управл киций вход генератора 12 пр моугольных импульсов низкой частоты. При этом генератор вырабатывает импгульс напр жени , который, поступив на утфавл ющий вход блока 1, остановит инвертор. Затем через врем , необходимое дл полного зар да фильтрового конденсатора 4, генератор 12 вырабатывает импульс противоположной пол рности, который поступает на управл ющий вход блока J и осуществл ет пуск инвертора. Если инвертор пустилс и нормально работарт , сигнал с датчика 8 тока мостаFrom the output of the formers 5, the control pulses arrive at the control transitions of the thyristors of the power rectifier 1, which leads to its opening and the discharge of the filter capacitor 4 to a full supply voltage. When the inverter control unit 7 is turned on, the inverter starts. And the converter starts to work. The signal from the bridge current sensor 8 through the rectifier 9 and the low-frequency filter 10 is fed to the input of the blocking unit 11, which maintains the generator 12 low-frequency rectangular pulses in the locked state. In this case, the output voltage of the generator, coming to the control input of the unit 7, will correspond to the destructive level for the operation of the inverter control unit. If any disturbance of the normal operation of the inverter or rectifier stops the current of the inverter bridge 6, this disappears from the sensor 8 current of the inverter bridge, causing the locking device 11 to go into a new state and unlock the generator input of 12 low-frequency square pulses. In this case, the generator produces a voltage impulse, which, having entered the input input of unit 1, will stop the inverter. Then, after the time required to fully charge the filter capacitor 4, the generator 12 generates a pulse of opposite polarity, which is fed to the control input of the block J and starts the inverter. If the inverter starts up and works normally, the signal from the bridge current sensor 8

через выпр митель 9 и фильтр 10 низкой частоты поступит на блокирующее устройство 11, которое заблокирует работу генератора 12 пр моугольных импульсов низкой частоты, сохранивthrough the rectifier 9 and the low-frequency filter 10 will go to the locking device 11, which will block the operation of the generator 12 low-frequency rectangular pulses, keeping

0 при этом то состо ние генератора, которое разрешает работу инвертора.0 while the state of the generator, which enables the inverter.

Если процесс инвертировани не восстановитс , генератор 12 пр моугольных импульсов вновь остановитIf the inversion process is not restored, the 12 square pulse generator will again stop

5 инвертор и после временной выдержки вновь пустит его. Количество пусков регистрируетс счетчиком 13. Если после п ти пусков процесс инвертировани не восстановитс и сигнал с датчика 8 тока моста инверто0 ра не заблокирует работу генератора 12 (сбой в работе инвертора обусловлен аварийной ситуацией), поэтому счетчик 13 вырабатывает импульс, который поступает на блокирующий 5 the inverter will restart it again after a time delay. The number of starts is recorded by the counter 13. If after five starts the inversion process is not restored and the signal from the inverter bridge current sensor 8 does not block the operation of generator 12 (the inverter malfunctions due to an emergency situation), therefore the counter 13 generates a pulse that goes to the blocking

5 вход блока 7 и делает невозможным пуск инвертора по сигналам, поступающим на управл ющий вход блока 7. Если успешный пуск инвертора проист ходит после п того импульса, посту0 пившего от генератора 12 на управ .л ющий вход блока 7 или ранее, то сигнал с датчика 9 тока моста через выпр митель и фильтр 10 низкой частоты поступит на вход блокирующего устройства 11, которое перейдет в 5 input block 7 and makes it impossible to start the inverter on signals received at the control input of block 7. If the successful inverter start runs after the fifth pulse that came from generator 12 to control input of block 7 or earlier, the signal from sensor 9 of the bridge current through the rectifier and the low-frequency filter 10 is fed to the input of the blocking device 11, which will go to

5 новое состо ние, заблокирует управл ющий вход генератора 12 пр моугольных импульсов, сигнал с блокирующего устройства поступит на установочный вход счетчика 13 и сбросит все по0 казани счетчика в нуль, и, таким образом, подготовит его к дальнейшей работе..5 a new state, will block the control input of the generator of 12 rectangular pulses, the signal from the blocking device will go to the installation input of the counter 13 and reset all the counter readings to zero, and thus prepare it for further work ..

Claims

A DEVICE for controlling a FREQUENCY CONVERTER with a DC link, comprising an inverter control unit with start and blocking inputs and an Inverter bridge current sensor, characterized in that, in order to increase reliability, it is equipped with a blocking unit controlled by a generator. low-frequency pulses equipped with a blocking input and a pulse counter, and the output of the inverter bridge current sensor is connected to the blocking input of the block, the output of which is connected to the blocking input of the low-frequency pulse generator and with the installation input · pulse counter “S, pulse generator output low frequency is connected to the counter input of the counter and to the start input of the inverter control unit, the blocking input of which is connected to the counter output.