SU1310974A1 - Способ управлени статическими преобразовател ми частоты,работающими параллельно на общую нагрузку - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике , а именно к устройствам дл  управлени  преобразовател ми частоты. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества генерируемой электроэнергии и повышение точности распределени  тока нагрузки между преобразовател ми. Сумматоры 27, 28 выдел ют сигнал обратной св зи по току путем вычитани  тока данного преобразовател . Сигналы отрицательной обратной св зи по току с вы.ходов сумматоров 27, 28 в каждом канале через пропорциональные звень  28, 30 и входы сумматоров 25, 26 воздействуют на входы системы импульсно- фазового управлени , увеличива  или умень- пш  в зависимости от знака разницы сигнала датчиков тока 15, 16 и сигналов задани  тока с выхода блоков 35, 36, сигнал управлени  каждым преобразователем. При этом действие обратной св зи приводит к умень- 1пению разницы между током преобразовател  и эталоном тока данного преобразовател , который определ ет требуемую в каждом конкретном режиме величину тока преобразовател , поставл емого им в нагрузку 4. I ил. со (Л Oi й« О CD 4

Description

Изобретение относитс  к электротехнике. а именно к устройствам управлени  преобразовател ми частоты, вход щими в сопаз автономных источников электропитанкч и работающими параллельно на общую нагрузку .

Целью изобретени  Я1 л етс  улуч1иеиие качества генерируемой электроэнергии .и но вышение точности распределени  тока нагрузки между преобразовател ми.

На чертеже приведена схема одно1 о из возможных устройств, реализуюн;нх предлагаемый способ при параллельной работе двух преобразователей частоты.

Устройство включает источник 1 сигнала задани  выходного напр жени  преобразователей , в данном случае два идентичных канала 2 и 3 генерировани  электроэнергии, работающих параллельно isa o6iJi,yio  агру.ч- ку 4, сумматоры 5 и 6. В свою очсфс.аь, каждый канал 2, 3 генерироваи.ч  зклк: чает синхронный генератор 7 (8), вы.ход которого подключен к синхронизирующему входу системы 9 (10) импульсно-фазового управлени  (СИФУ) и через силовой вход тпрнс- торного коммутатора П (12), СИ.ЛОРОЙ фильтр 13 (14), датчик 15 (16) тока, выхо.х- ную клемму 17 (18) - к нагруз.че 4. Выходна  клемма 17 (18) также соединена .ч звено 19 (20) коррекции с одним из входов сумматора 21 (22), второй вход которого соединен с выходом источника 1. Выход сумматора 21 (22) через пропорциональное звено 23 (24) соединен с первым входом сумматора 25 (26), выход которого подключен к управл ющему входу СИФУ 9 (10). Выход датчика 15 (16) тока соединен непосредственно с одним из входов суглмато- ра 5 и через первый вход сумматора 27 (28), пропорциональное звено 29 (30) - с вторыу входом сумматора 25 (26). Источник 31 (32) посто нного эталонного сигнала номинального тока соединен первым входом де.лнте- л  33 (34) и с одним из входов сумматора 6. Выход сумматора б соединен с вторыми входами делителей 33 и 34, выхо.аы которых подключены к первым входам умнохчите- лей 35, 36 в соответствующем канале генерировани , а к вторым входам умгюхк.Ч .Ч - лей 35, 36 подключен выход сумматора 5. В каждом канале выход ,г|  35 (36) соединен с вторым входогк сумматора 27 (28) непосредственно и через нропорциоиал1 11ыс элементь 37, 38 - с третьи.м входом матора 25 (26). Принципиальные элементов каждого канала генерировани  могут быть выполнень: в соответствии с ными схемами.

Устройство может быть исис;;и:г:1ва о дл  управлени  преобразовател ми частоть;, формирующими как посто нное напр жение (выпр митель), так и переменное (непосредственные преобразователи частоты). В нервом случае источник 1 сигнала задани  Ri,i- ходного напр жени  сформирует посто н1 ос

П

0

5

г;а ;р  кспие. определ ющее в масщтабе величину выходного напр жени  преобразо- ватео ей. а во второ.м - переменное напр жение си} усоида.льной формы стабильной частоты, например 400 Гц. Выходной сигна/ источника поступает на каждый канал 2, 3 генерировани  на одноименные входы сумматоров 21, 22. Каждый канал генерировани  содержит элементы силовых цепей: синхронный генератор 7 (8), тиристорный коммутатор 1Г (12), силовой фильтр 13 (i4), и элементы (9. 10, 15. 16, 19, ..., 38) системы управлени  преобразователем. СинхроннЕз1е генераторы 7, 8, например, магнитоэлектрического типа генерируют переменное напр жение „нестабильной частоты и амплитуды, которое преобразуетс  с помощью тиристор- ных ко.ммутаторов 11, 12 в напр жение дру- 1Ч)й частоты. Силовые фильтры 13, 14 пеоб- х ;димы дл  С1 .лажи; ани  высокочастотных тгульсаций наг:р жени  тирнсторньгх коммутаторов . Выхо.аные клем.мы 17, 18 Ka ia;ioB г енерировани  соедиыетл1 пйра; ле/;ьно и подключены к общей нагрузке 4, что ноз- во.л ет обеспечить элгк 1 рос1 абже11ке нагрузки , мощность которой превьилает номинальную мониюс гь каждого капала генериро- ва11и . При этом в задачу систе.мы унрав- ;1епн  тиристорным коммутатором И (12) каждого канала входит стабилизаци  выходного напр жени  каналов генерировани  при нзменении-нарамстров нагрузки 4 i: оборотов синхронных генераторов 7, 8, а также распределение тока нагрузки 4 .между капа- .лами генерировани  пропорционально кх номинал1Л ОЙ мощности (номина,льному току).

Устройство работает следующим образом.

Выхо.аной си|-нал источника 1 через нер- Bbie входы сумматоров 21, 22, нронорцио- пальные 23, 24, первые входы су.мма- торов 25, 26 поступает на управл юндий вход системы 9 (10) импульсно-фазового управлени  каждого канала 2, .3. СИФУ 9, 10 формируют коследомательпости импу:1ьсов управлени , синхро 1;1зированных с н апр - жение.м синхронных г енераторов 7, 8 и модулированных по фазе в зависимости от выходных сигналов су.мматоров 25, 26. Усиленные имн у.аьсы с выхода СИФУ 9 (0) подаютс  на тиристоры ко.ммутатороз II и 2, которые подключают напр жени  генерато- Р ОВ 7, 8 к силоЕ ым фильтрам 13, 14. Спла- . выходн ое напркхсние фильтров 13, 14 через датчики 15, 6 тока, выходные к.леммы 17, 18 каналов г енерировани  поступает на нагрузку 4. При этом в цени нагрузки 4 начинает протекать ток, равный сумме выходных л-оков всех каналов генерировани  (2, 3 lia черте.же). Выходное на- нр жение преобразователей, снимаемое с клемм 17 и 18, через звень  19, 20 коррекции поступает па в/горые входь сумматоров 21, 22 и В1 читаетс  из сигнала задани  выходного нанр жени  преобразовате.лей. При

этом замыкаетс  отрицательна  обратна  св зь по выходному напр жению, стрем ща с  стабилизировать выходное напр жение на определенном уровне, задаваемом сигналом источника 1. Звень  19, 20 коррекции и пропорциональные звень  23, 24, вход щие в цепь отрицательной обратной св зи, по напр жению определ ют амплитудно- частотную характеристику и коэффициент стабилизации данного контура регулировани . Структура и параметры звеньев 19, 20 при этом определ ютс  из услови  обеспечени  устойчивости и качества регулировани .

Действие отрицательной обратной св зи по напр жению приводит к повышению стабильности выходного напр жени , однако, как показывает исследование, коэффициент усилени  данмо1 о контура регулировани  ограничен услови ми устойчивости системы регулирогзани  и недостаточен дл  получени  требуемой г ысокой стабильности выходного напр жени , что отрицательно сказываетс  на работе нагрузки 4. Кроме того, управление параллельно работающими преобразовател ми только по отклонению . исходного напр жени  не гарантирует распределени  тока нагрузки между ни.ми в нужной пропорции, например пропорционально номинальному току каждого преобразовател . Это может привести (в услови х разброса параметров силовых цепей и системы управлени ) к перегрузке одного из преобразователей и выходу его из стро . Дл  устранени  этого недостатка в предложенном способе управлени  используетс  регулирование , сигнала управлени  преобразователем по отклонению его выходного тока от сигнала задани  тока каждого преобразовател . Дл  этого устройство в каждом канале 2, 3 содержит датчики 15, 16 тока, измер ющие токи каждого преобразовател , сумматоры 27, 28, выдел ющие сигнал отрицательной обратной св зи по току путем в з1читани  тока данного преобразовател  (поступает на второй вход сумматора 27 или 28). Сигналы отрицательной обратной св зи по току с выхода су.мматоров 27, 28 в каждом канале через пропорциональные звень  29, 30 и входы сум.маторов 25, 26 воздействуют на входы СИФУ, увеличива  или уменыпа  в зависимости от знака разницы сигнала датчиков 15, 16 тока и сигналов задани  тока (с выхода блоков 35, 36) сигнал управлени  каждым преобразователем. При этом действие обратной св зи приводит к уменьшению разницы между током преобразовател  и эталоном тока данного преобразовател , который определ ет требуемую в каждом конкретном режиме величину тока преобразовател , поставл е.мого им в нагрузку 4. Дл  обеспечени  требуемого закона распределени  тока нагрузки 4 между преобразовател ми за счет действи  отрицательной обратной св зи по току необходимо соответствующим

образом сформировать сигналы задани  доли тока каждого преобразовател  в токе нагрузки. Это выполн етс  с помощью сумматоров 5, 6 и блоков в каждо.м канале

генерировани . Поскольку нагрузка 4 измен етс  в широких пределах и ток нагрузки (/н) заранее не известен, то формируетс  текущее значение эталонного сигнал-а тока нагрузки путе.м суммировани  сигналов

д датчиков 15, 16 токов сумматором 5. Выходной сигнал сумматора 5, пропорциональный току нагрузки 4, принимаетс  эталоном тока нагрузки дл  данного режима работы. Выходной сигнал сумматора 5 поступает в каждый канал генерировани  на вторые

5 входы умножителей 35, 36. В с вою очередь, каждый канал (2, 3) генерировани  содержит источники 31, 32 посто нных эталонных сигналов, пропорциональных в опреде.чен- ном номинальному выходному току каждого канала генерировани . В результате суммирова 1и  этих сигналов сумматором 6 формируетс  сигнал посто нного тока, величина которого пропорциона. номинальному току нагрузки параллельно работающих преобразователей. Сигна.:| с вы5 хода сумматора 6 также поступает в каждый канал генерировани  на один из входов делительных устройств 33, 34, на другие вход|)1 которых поступают эталонные сигналы с выхода источников 31, 32. Делители 33, 34 формируют сигналы посто нного тока, рав0 ные отношению сигналов источников 31, 32 к выходному сигналу сумматора 6, т. е. равные в определенном масштабе отношению номинального тока данного преобразовател  к номинальпому току всех параллельно работающих преобразователей. Выходные сиг5 налы делителей в каждом канале 2. 3 поступают на первые входы умножителей 35, 36. В результате умножени  сигналов делителей 33, 34 на выходной сигнал сум.мато- ра 5 в каждом канале 2, 3 формируетс 

0

0

сигнал задани  доли тока данного преобразовате , 1  в токе нагрузки, величина которого пропорциональна эталонному сигналу тока нагрузки 4 и отношению номинального тока данного преобразовател  к номинальному току нагрузки всех преобразователей,

5 т. е. выходные сигналы умножителей 35, 36 повтор ют по форме сигнал сумматора 5, но меньше его по величине. Эти сигналы измен ютс  при изменении нагрузки 4 (измен ютс  токи преобразователей и сигнал сумматора 5), а также и при изменении

0 числа параллельно включенных преобразователей (в результате отключени  каналов и, соответственно, сигналов с входов сумматоров 5, 6). Так, при изменении нагрузки 4 ток каждого преобразовател  2, 3 уменьшаетс , уменьшаютс  сигналы датчиков 15,

16 тока и сигнал су.мматора 5. При этом сигналы источников 31, 32 остаютс  посто нными , а сигналы умножителей 35, 36 измен ютс  пропорционально сигналу сумматоpa 5, т. e. пропорционально току нагрузки 4. Формиру  сигпа 1 задани  доли тока данного преобразовател  в токе нагрузки, измен ющейс  по величине при изменении нагрузки 4 обеспечиваетс  с помощью отрицательной обратной св зи по току только распределение тока нагрузки между преобразовател ми без вмешательства в систему стабилизации выходного напр жени , поскольку уменьшаетс  разница между фактическим током данного преобразовател  и той его долей, котора  должна поставл тьс  в нагрузку при данном напр жении на нагрузке 4 и данной величине нагрузки. С другой стороны, сигнал задани  доли тока данного преобразо вател  формируетс  пропорциональным его номинальному току, что позвол ет осуществл ть параллельную работу преобразователей различной мощности и соответствующим образом распредел ть ток нагрузки между ними. Онисанный способ управлени  с отрицательной обратной св зью по току при прин том способе формировани  сигнала задани  доли тока в каждом канале генерировани  позвол ет повысить точность распределени  тока нагрузки между преобразовател ми за счет регулировани  доли тока, поставл емой каждым преобразователем в нагрузку.

Дл  повышени  качества генерируемой электроэнергии за счет уменьшени  отклонений выходного напр жени  при изменении нагрузки устройство, реализующее способ, содержит пропорциональные звень  37, 38 в каждом канале (2, 3), через которые сигналы задани  доли тока данного преобразовател  в токе нагрузки поступают на входы сумматоров 25, 26. Эти сигналы ввод тс  с положительным знаком с тем, чтобы при увеличении тока нагрузки 4 пропорционально увеличивать сигнал управлени  преобразователем на входе СИФУ, компенсиру  тем самым падение напр жени  на внутреннем сопротивлении канала регулировани  от тока силовых цепей. При этом осуществл етс  быстродействующее регулирование по возмущению по току нагрузки, повышающее стабильность выходного напр жени . Такое введение корректирующего сигнала по току с положительным знаком не приводит к ухудшению точности распределени  тока нагрузки между преобразовател ми, поскольку разница между фактическим током данного преобразовател  и его заданной величиной вводитс  с отрицательным знаком

по каналу отрицательной обратной св зью и не попадает в канал компенсации изменений напр жени  за счет изменений тока нагрузки (выход блоков 35, 36, звень  37, 38)

и не приводит тем самым к возрастанию разности токов каналов генерировани .

Таким образом, предложенный способ управлени  позво.т гт улучшить качество генерируемой электроэнергии за счет уменьшени  отклонений выходного напр жени  при изменении нагрузки и повысить точность распределени  тока нагрузки между преобразовател ми .

15

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ управлени  статическими преобразовател ми частоты, работающими параллельно на общую нагрузк ;, заключающийс  в том, что формируют сигнал задани 

   выходного напр жени  преобразователей, измер ют выходное напр жение преобразователей и формируют сигнал отрицательной обратной св зи по напр жению вычитанием сигнала, пропорционального выходному на5 пр жению из сигнала задани , формируют сигнал задани  доли тока каждого преобразовател  в общем токе нагрузки, измер ют выходной ток каждого преобразовател , формируют сигналы обратной св зи по току путем вычитани  сигнала, пропорциональ0 ного току каждого преобразовател  из сигнала задани  доли тока дл  каждого преобразовател , отличающийс  тем, что, с целью улучшени  качества генерируемой электроэнергии за счет уменьшени  отклонени  выходного напр жени  при изменени х тока

   5 нагрузки и повышени  точности распределени  тока нагрузки между преобразовател ми , формируют эталонный сигнал тока нагрузки параллельно работающих преобразователей суммированием сигналов, пропорциональных токам преобразователей, сигнал задани  доли тока дл  каждого преобразовател  формируют пропорционально эталонному сигналу тока нагрузки с коэффициентом пропорциональности, равным отношению номинального тока данного преоб5 разовател  к номинальному току нагрузки параллельно работающих преобразователей и формируют сигнал управлени  каждым преобразователем суммированием сигналов отрицательной обратной св зи по току, напр жению и сигнала задани  доли тока.

   0