SU1145430A1 - Преобразователь частоты - Google Patents

Abstract

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий N объединенных по выходу инверторов, регул торы посто нного напр жени , выполненные в виде N несимметричных мостов с совмещенной анодной группой, своими выходами через фильтрующие индуктивный элемент, конденсаторы и датчики тока св занные -с силовыми входами М инверторов, причем конденсаторы одними своими обкладками подключены к одним одноименным по пол рности силовым входам инверторов, а другими объединены между собой, а также IV блоков управлени  регул торами , входами подключенных к выходам N узлов сравнени , одни входы которых к выходам датчиков тока подключены непосредственно, а другие через последовательно св занные между собой усилители, делитель и сумматор с N входами, отличающийс  тем, что, с целью улучшени  массогабаритных показателей, обща  точка конденсаторов через введенный дополнительный конденсатор и W выполненный в виде одного общего реактора ИНДУКТИВНЫЙ элемент подключена к выводу посто нного ,тока совмещенной анодной группы указанньсх мостов. 4i сл

Description

Изобретение относитс  к силовой преобразователыюй технике и может быть использовано в тиристорных комплексах дл  централизованного электроснабжени  -больших групп потребителей , в системе бесперебойного пита ни  и в других преобразовательных устройствах. Известел преобразователь частоты состо щий из регул тора посто нного напр жени  и нескольких объединенных по выходу инверторов, каждый из которых снабжен трансформатором тока, первичные обмотки которых включены с одинаковой пол рностью между соответствуютцими инверторами и фазой сети, а вторичные обмотки соединены последовательно также с одинаковой пол рностью 1j. Однако данное устройство,.,отлича сь значительной массой и габаритами за счет уравнительных трансформа торов тока, не обеспечивает достаточ ной эффективности делени  тока между отдельными инверторами в широком ди апазоне нагрузок, так как настраива етс  на фиксированную величину разбаланса выходных токов ин1 ерторов. Известен также преобразователь частоты, содержащий два объединенны по выходу инвертора, регул торы пос то нного напр жени  в цепи питани  каждого инвертора с установленными на их выходах ЬС-фильтрами,блок управлени  регул торами датчики тока в цепи питани  инверторов и узел сравнени  сигналов 2J. Однако в этом устройстве не реше на задача распределени  нагрузки в случае двух инверторов одинаковой мощности, что ограничивает область его применени . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  преобразователь частоты, содержащий объединенные по выходу:инверторы,ре гул торы посто нного напр жени  в цепи питани  каждого инвертора, вып ненные в виде несимметричных мостов с объединенной анодной группой с ус тановленными на их выходах Г-образн ми ЦС-фипьтрами, блоки управлени  р гул торами, датчики тока в цепи пит . ни  инверторов, узлы сравнени  сигналов , а также сумматор и делитель, соединенные последовательно, и усилители ,, входы которых соединены с выходом делител , причем выход каждого из датчиков тока подключен к о 30 из, входов сумматора, а выходы усилителей подключены к одним из входов узлов сравнени , другие входы которых соединены с выходами соответствующих датчиков тока, при этом выходы узлов сравнени  подключены к входам соответствующих блоков управлени  регул торами. В этом устройстве обеспечиваетс  заданна  .загрузка произвольного количества объединенных по выходу инверторов во всем диапазоне изменени  параметров нагрузки. В результате этого может быть достигнута предельна  мощность преобразовательного агрегата. Структура выпр мительной части преобразовател  реализуетс  .минимальным количеством управл емых вентилей . Однако это устройство характеризуетс  значительными массой и габаритами за счет LC-фильтров, количество которых равно количеству объединенных по выходу инверторов. Цель изобретени  - улучшение мае- согабаритных показателей. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в преобразователе частоты, содержащем N объединенных по выходу инвер горов , регул торы посто нного напр жени , выполненные в виде N несимметричных мостов с совмещенной анодной группой, своими выходами через фильтрующие индуктивный элемент, конденсаторы и датчики тока св занные с силовыми входами N инверторов, причем конденсаторы одними своими . обкладками подключены к одним одноименным по пол рности силовым входам инверторов, а другим - объединены между собой, а также N блоков управлени  регул торами, входами подключенных к выходам N узлов сравнени , одни входы которых к выходам датчиков -Еока подключены непосред .ственно, а другие - через последовательно св занные между собой уситтители , делитель и сумматор с N входами, обща  точка конденсаторов через введенный дополнительный конденсатор и выполненный в виде одного общего реактора индуктивный элемент подключена к выводу посто нного тока совмещенной анодной группы указанных мостов. На чертеже показана схема предлагаемого .устройства. Преобразователь частоты содержит N объединенных по выходу инверторов 1, регул торы 2 посто нного напр же ни , выполненные в виде несимметричных мостов с совмещенной анодной группой, фильтрующие конденсаторы 3, одни выводы которых соединены между собой, другие подключены к входам инверторов 1, а также блоки 4 управлени , датчики 5 тока, узлы 6 сравнени , сумматор 7 и делитель 8, соединенные последовательно, и усилители 9, входы которых соединены с выходом делител  8, причем выход каждого из датчиков 5 тока подключен к одному из входов сумматора 7, а выходы усилителей 9 подключены к одним из входов узлов 6 сравнени , другие входы которых сое динены с выходами соответствуювщх датчиков 5 тока, при этом выходы узлов 6 сравнени  подключены к входам соответствующих блоков 4 управлени . Схема преобразовател  содерж также сглаживающий реактор 10, один вывод обмотки которого подключен к анодной группе регул торов 2, и конденсатор 11, один вывод которо го св зан с общей точкой соединени  .фильтрующих конденсаторов 3, при этом другие выводы обмотки реактора 10 и конденсатора 11 подключены к точке соединени  одних входов инверторов 1, а другие входы которых соединены с выходами регул тора 2. Предлагаемый преобразователь частоты работает следуюп м образом В качестве управл ющих воздейстрий при регулировании токов 1 ;потребл емых инверторами 1,используютс  напр жени  питани  инверторов Uj/, подаваемые с выходов LC-фильтр Этот фильтр включает в себ  общие дл  всех инверторов реактор 10 и конденсатор |1, а также конденсатор 3, количество которых равно N. В силу малости сопротивлени  входной цепи инверторов не большого изменени  напр жени  U достаточно дл  значительного перераспределени  токов . Поэтому можно считать, ч мощность Pjfc, потребл ема  k-ьм ин вертором, пропорциональна его входному току Т.. Управл ющие сигналы регул торами 2 посто нного напр жени  формируютс  следующим образом, Сигналы, пропорциональные токам Ij,, с датчиков 5 поступают на сумматор 7 и далее на делитель 8 с коэффициентом передачи 1/N. .С выхода делител  8 снимаетс  сигнал, пропорциональный среднеарифмет-ическЪму значе ,нию входных токов инверторов 1 . Этот сигнал поступает на входь усилителей 9, количество которых равно N. Коэффициент передачи i. V-ro усилител  9 пропорционален номинальной мощности соответствующего инвертора . ПрГи этом коэффициент у- подбирают так, чтобы выполн лось условие Выходные сигналы усилителей 9 служат вычисл емыми уставками системы автоматического распределени  токов. Сравнение этих сигналов с выходными сигналами датчиков 5 тока осуществл етс  узлами 6 сравнени , выходные сиг-, налы которых служат управл ющими воздействи ми системы регулировани . Блоки 4 управлени  вырабатывают сигналы управлени  тиристорами регул торов 2. Сигналы рассогласовани  подаваемые с выходов узлов 6 сравнени , в блоках 4 складываютс  с сигналом рассогласовани  основного контура регулировани  по выходному напр жению. В результате ьтого угол управлени  o(v Я-го регул тора  вл етс  суммой двух составл ющих , оставл юща , определ ема  отклонением выходного напр жени  преобразовател  от заданного значени ; Д)- с.оставл юша , определ ема  отклонением тока I J От W о величины I Дл  того, чтобы показать эффективность предлагаемого решени , оценивают энергию, запасаемую в конденсаторах фильтров в прототипе и в предлагаемом варианте. Ввод т параметр Ь , представл ющий собой отношение напр жени  U на бщем конденсаторе 11 с емкостью С - напр жению U на добавочном кон- ,. енсаторе 3, емкость С , т.е. Ъ Ufl / и. При этом под напр жением онимаетс  максимальное по модулю начение напр жени  на конденсаторе . Эта величина тем меньше, чем более чувствительны схемы инверторов к управлению входными токами Ij с помощью напр жений питани  Uj IМожно считать, что величина Ъ не меньше 10-20%, т.е. добавочное напр жение не превышает 5-10% от полного напр жени  питани .

Минимальна  энерги  , записанна  в фильтрующих конденсаторах прототипа, определ етс  минимальным значением напр жени  на этих конденсаторах, которое можно считать равным

m,

Оценивают величину емкости С kго фильтрующего конденсатора в схе ме прототипа. Дл  того, чтобы фильтры в известной схеме давали такое же сглаживание, как и в предлагаемом устройстве, емкости С, Сд и С должны удовлетвор ть соотношению с () Обозначают через отношение т.е. CT SCg. Величина 5 выбираетс  таким образом, чтобы величина С не была заметно меньше С. Та как. с. -/,|- , . то достаточно вз ть 5 10. С учетом приведенных соотношений искомое минимальное значение энергии

конденсаторов фильтра в прототиредел етс  из выражени  .2

си

5(b-l|

mm

.

N . N Ь(5И) Imin

C.Uj/2.

где W

с о

Наход т максимальную энергию

2 тих

запасаемую в батарее филь Предлагаемого устройства

С и

V W N-1-1--. 2 max о 2

или после соответствующих преобваний

W. 2 тдк

Вычита  , наход т личину гарантированного мтгрыш энергии

( ...

NS

W W I

2mo()c e Полагают дл  примера, что , 5 10, S 15, тогда из последнего выражени  получают . 2,74 «оКроме того, положительный эффект изобретени  обусловлен еще и тем, что в нем применен один сглаживающий реактор, масса, габариты и стоимость которого ориентировочно в VN раз меньше, чем соответствующие суммарные величины М сглаживающих реакторов устройства Гз..

с

Claims (1)

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЧАСТОТЫ, содержащий N объединенных по выходу инверторов, регуляторы постоянного напряжения, выполненные в виде

   N несимметричных мостов с совмещенной анодной группой, своими выходами через фильтрующие индуктивный элемент, конденсаторы и датчики тока связанные -с силовыми входами

   N инверторов, причем конденсаторы одними своими обкладками подключены к одним одноименным по полярности силовым входам инверторов, а другими объединены между собой, а также И блоков управления регуляторами, входами подключенных к выходам N узлов сравнения, одни входы которых к выходам датчиков тока подключены непосредственно, а другие через последовательно связанные между собой усилители, делитель и сумматор с N входами, отличающийся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей, . д общая точка конденсаторов через вве- ~ ценный дополнительный конденсатор и выполненный в виде одного общего реактора ‘индуктивный элемент подключена к выводу постоянного .тока совмещенной анодной группы указанных мостов.

   SU ,1145430