SU1679588A1

SU1679588A1 - Преобразователь частоты

Info

Publication number: SU1679588A1
Application number: SU894756847A
Authority: SU
Inventors: Борис Евгеньевич Калашников; Исаак Израилевич Эпштейн
Original assignee: Научно-исследовательский электротехнический институт Научно-производственного объединения "ХЭМЗ"
Priority date: 1989-10-03
Filing date: 1989-10-03
Publication date: 1991-09-23

Abstract

Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и может быть использовано дл питани в качестве нагрузки электрических машин переменного тока. Цель изобретени - улучшение энергетических и динамических показателей. Устр-во содержит трехфазный сетевой выпр митель 1, соединенный через фильтр 2 с трехфазным ведомым инвертором 3. Фильтр 2 содержит дроссели 4 и 5 и конденсатор 6, подключенный между однопол рными выводами посто нного тока выпр мител 1 и инвертора 3 Последовательно с дроссел ми 4 и 5 включены датчик 7 тока инвертора 3 и датчик 8 тока выпр мител 1. Система управлени включает блокЭ управлени выпр мителем 1 и блок 10 управлени инвертором 3. Регул тор 11 тока одним из входов соединен с задатчиком 12 тока, а выходом - с входом сумматора 13, второй вход которого соединен с выходом ПИ-регул тора 14. Первый вход ПИ-регул тора 14 соединен с датчиком 8, а вторые входы регул тора 11 тока и ПИ-регул тора 14 соединены между собой через импульсный фильтр 15 и подключены к датчику 7. Управл ющий вход фильтра 15 соединен с синхронизирующим выходом блока 10 управлени инвертором. 2 ил. (Л С

Description

Изобретение относитс к силовой преобразовательной технике и может быть использовано дл питани и в качестве нагрузки электрических машин переменного тока.

Цель изобретени - улучшение энергетических и динамических показателей.

На фиг.1 изображена схема преобразовател частоты; на фиг.2 - схема импульсного фильтра блока управлени преобразователем.

Преобразователь частоты (фиг.1) содержит трехфазный сетевой выпр митель 1, включенный последовательно через фильтр

2 звена посто нного тока с трехфазным ведомым инвертором 3. Фильтр 2 содержит дроссели 4 и 5 в каждой шине посто нного тока, конденсатор 6, подключенный между разнопол рными выходами посто нного тока выпр мител 1 и инвертора 3. Последовательно с дроссел ми4и5 фильтра включены датчик 7 тока инвертора 3 и датчик 8 тока выпр мител 1. Кроме того, преобразователь частоты содержит блок 9 управлени выпр мителем 1, синхронизирующим входом соединенный с входом выпр мител 1, блок 10 управлени инвертором, синхронизирующим входом соединенный с входом

ON VJ О СП 00 00

ведомого инвертора 3. Регул тор 11 тока одним из,,входов соединен с задатчиком 12 тока, а выходом - с входом сумматора 13, Управл ющий вход блока 9 управлени выпр мителем соединен с выходом сумматора 13, второй вход которого соединен с выходом ПИ-регул тора 14. Первый вход ПИ-ре- гул тора 14 соединен с выходом датчика 8 тока выпр мител 1, а вторые входы регул тора 11 тока и ПИ-регул тора 14 соединены между собой и через импульсный фильтр 15 подключены к выходу датчика 7 тока инвертора . Управл ющий вход импульсного фильтра 15 соединен с синхронизирующим выходом блока 10 управлени инвертором. Импульсный фильтр 15 содержит операционный усилитель 16, включенный по схеме повторител сигнала, конденсатор 17, подключенный через управл емый ключ 18 к входу фильтра 15. Управл ющий вход ключа 18 образует управл ющий вход фильтра 15, а выход усилител 16.- выход фильтра 15. Синхронна машина 19 подключена к выводам переменного тока инвертора 3 и в зависимости от режима выполн ет роль источника или нагрузки.

Преобразователь частоты осуществл ет передачу энергии из сети в цепь синхронной машины и наоборот. Направление потока энергии определ етс режимом управлени инвертором 3. Допустим, инвертор 3 работает в выпр мительном режиме , тогда сетевой выпр митель будет работать в инверторном режиме. Амплитуда тока инвертора 3 определ етс уставкой задатчика 12 тока, при этом регулируетс величина среднего значени тока датчика 7. Пульсации тока, обусловленные пульсаци ми напр жени на выводах посто нного тока выпр мител 1 и инвертора 3, система автоматического регулировани не подавл ет .

Переменные составл ющие посто нного тока выпр мител 1 и инвертора 3 замыкаютс через конденсатор 6, в результате чего не происходит наложение указанных пульсаций. В отсутствие конденсатора 6 при близости частот и напр жений синхронной машины и сети наложение пульсаций тока в результате работы выпр мител 1 и инвертора 3 приводит к установлению в звене посто нного тока низкочастотных биений тока, что отрицательно сказываетс на качестве как тока синхронной машины, так и сети. Первое обсто тельство зачастую недопустимо . Благодар конденсатору 6 указанное вление отсутствует. В цепи посто нного тока выпр мител 1 и инвертора 3 присутствуют пульсации тока, измер емые датчиками 7 и 8, обусловленные работой каждого преобразовател .

Посто нный ток инвертора 3 и соответственно амплитуда основной гармоники тока синхронной машины, измер емого датчиком 7, сравниваютс с сигналом задатчика 12 тока на входе регул тора 11 тока и далее, воздейству через блок 9 управлени выпр мителем, устанавливают такой уро0 вень посто нного напр жени на выходе выпр мител 1, который обеспечивает отработку задани тока. Наличие конденсатора б усложн ет зависимость тока инвертора 3 от напр жени выпр мител 1, Поэтому дл

5 обеспечени высоких динамических характеристик системы автоматического регулиро- вани тока вводитс параллельно основному регул тору корректирующий ПИ- регул тор 14, на входе которого сравнива0 ютс токи датчиков 7 и 8. Второй особенностью системы автоматического регулировани тока вл етс использование синхронного импульсного фильтра 15 на выходе датчика 7, Сигнал датчика 7 иоз5 действует через регул торы 11 и 14 и сисде- му 9 управлени на выпр митель 1, который вл етс импульсным устройством, синхронизируемым сигналами частоты сети. Если сигнал управлени импульсным устройст0 вом будет содержать составл ющую, близкую , но отличную от частоты коммутации выпр мител 1, на выходе последнего получим низкочастотную переменную составл ющую . Применение импульсного фильтра

5 устран ет указанное отрицательное вление .

Работа импульсного фильтра (фиг.2) протекает следующим образом. В выходном сигнале датчика 7 кроме посто нной состав0 л ющей содержитс переменна составл юща шестикратной частоты синхронной машины, причем переменна составл юща фиксирована по фазе относительно моментов включени тиристоров инвертора 3.

5 Замыкание ключа 18 в моменты, прив занные по фазе к управл ющим импульсам инвертора 3, позвол ет получить на входе и соответственно на выходе усилител 16 посто нный сигнал, не содержащий перемен0 ной составл ющей. Преобразователь имеет улучшенные энергетические и динамические показатели за счет улучшени формы тока инвертора и повышени быстродействи системы автоматического регулирова5 ни .

Ф о р м у л а и з о б р ете н и Преобразователь частоты, содержащий последовательно соединенные сетевой выпр митель , фильтр звена посто нного тока и инвертор, а также систему автоматического регулировани тока включающую в себ блок управлени выпр мителем, синхронизирующим входом подключенный к входу выпр мител , блок управлени инвертором, синхронизрующим входом подключенный к выводам переменного тока инвертора, регул тор тока, первый вход которого соединен сзадатчикомтока,отличающийс тем, что, с целью улучшени энергетических и динамических показателей, фильтр звена посто нного тока выполнен из двух дросселей , соединенных последовательно с введенными датчиком тока выпр мител и датчиком тока инвертора и включенными между однопол рными выводами посто нного тока выпр мител и инвертора, и конденсатора, соединенного с разнопол р0

ными выводами посто нного тока сетевого выпр мител и ведомого инвертора, а в систему автоматического регулировани тока дополнительно введены сумматор, ПИ-регу- л тор и импульсный фильтр, при этом выход сумматора соединен с управл ющим входом блока управлени выпр мителем, первый вход сумматора подключен к выходу регул тора тока, второй вход сумматора соединен с выходом ПИ-регул тора, один вход которого подключен к выходу датчика тока выпр мител , а второй соединен с вторым входом регул тора тока и через импульсный фильтр с выходом датчика тока инвертора, при этом управл ющий вход импульсного фильтра соединен с дополнительным синхронизирующим выходом блока управлени инвертором.

Claims

Формула изобретения

Преобразователь частоты, содержащий последовательно соединенные сетевой выпрямитель, фильтр звена постоянного тока и инвертор, а также систему автоматическо5 го регулирования тока, включающую в себя блок' управления выпрямителем, синхронизирующим входом подключенный к входу выпрямителя, блок управления инвертором, синхронизрующим входом подключенный к выводам переменного тока инвертора, регулятор тока, первый вход которого соединен с задатчиком тока, отличающийся тем, что, с целью улучшения энергетических и динамических показателей, фильтр звена постоянного тока выполнен из двух дросселей, соединенных последовательно с введенными датчиком тока выпрямителя и датчиком тока инвертора и включенными между однополярными выводами постоянного тока выпрямителя и инвертора, и конденсатора, соединенного с разнополяр10 ными выводами постоянного тока сетевого выпрямителя и ведомого инвертора, а в систему автоматического регулирования тока дополнительно введены сумматор, ПИ-регулятор и импульсный фильтр, при этом выход сумматора соединен с управляющим входом блока управления выпрямителем, первый вход сумматора подключен к выходу регулятора тока, второй вход сумматора соединен с выходом ПИ-регулятора, один вход которого подключен к выходу датчика тока выпрямителя, а второй соединен с вторым входом регулятора тока и через импульсный фильтр с выходом датчика тока инвертора, при этом управляющий вход импульсного фильтра соединен с дополнительным синхронизирующим выходом блока управления инвертором.

»

Фиг!