SU1735985A1 - Способ управлени автономным инвертором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах преобразовани  энергии посто нного тока в энергию переменного тока. Цель изобретени  - повышение надежности инвертора при работе на резкопеременную нагрузку. Способ заключаетс  в том, что импульсы управлени  противотактных диагоналей на управл ющие переходы тиристоров поступают только тогда, когда интервал времени, в течение которого к проработавшему вентилю прикладываетс  обратное напр жение, будет не меньше заданного. 3 ил. (Л

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  повышени  надежности работы устройств на базе автономных тиристорных инверторов при изменении сопротивлени  нагрузки в широких пределах.

Известен способ управлени  автономным инвертором, основанный на изменении угла включени  пр мых вентилей анодной группы по отношению к моменту включени  пр мых вентилей катодной группы моста.

Недостатком этого способа управлени   вл етс  то, что при введении угла между моментами включени  пр мых вентилей анодной и катодной группы отстающий вентиль включаетс  в тот момент, когда в коммутирующем конденсаторе уже имеетс  ток, поэтому ско- рость нарастани  анодного тока в отстающем вентиле в момент включени  резко увеличиваетс  и, чем больше угол, тем выше скорость нарастани  анодного тока. Это приводит к существенному возрастанию тепловых потерь и коммутационных перенапр - - жений.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ управлени  автономным инвертором , в котором дл  повышени  надежности работы инвертора последовательность импульсов управлени  встречными вентил ми Формируют относительно момента выключени  пр мых} либо снимают совсем, в зависимости

GO

сл

со

00

сл

от величины эквивалентного сопротив- лени  нагрузки.

Этот способ позвол ет сохран ть врем , предоставл емое дл  выключени  пр мых вентилей t,, не меньше допустимого в небольших пределах изменени  (увеличени ) сопротивлени  нагрузки. Причем запас определ етс  двум  паузамиJ перва  - интервал времени между моментами выключени  пр мого и включени  своего встречного вентил , втора  - между моментами выключени  этого встречного вентил  и включени  пр мого противотактного. При увеличении эквивалентного сопротивлени  нагрузки до значений, когда ток пр мых вентилей зат гиваетс  настолько , что с момента спада тока пр - мых вентилей одного такта до нол , до момента включени  пр мых противотакт- ных вентилей, остаетс  врем , мень- щее, чем необходимо дл  восстановлени  управл ющих свойств вентилей. Ни формирование дополнительной последовательности импульсов,- сдвинутых относительно момента выключени  пр мых , ни сн тие этих ИМПУЛЬСОВ с встречных вентилей не защитит инвертор от срыва инвертировани . Режимы из- ( менени  эквивалентного сопротивлени  нагрузки возможны при работе инвертора на практически все типы технологических нагрузок. Одним из основных недостатков способа  вл етс  невозможность его применени  в инверторах, |где в качестве встречных вентилей используютс  диоды, а также в схемах с отсекающими диодами.

Цель изобретени  - повышение надежности работы инвертора на резко- переменную нагрузку.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу управлени  автономным инвертором, выполненном на двух встречно включенных вентильных мостах с коммутирующими элементами в диагонали,, заключающемус  в том, что формируют последовательность импульсов дл  управлени  пр мым мостом или полумостом путем изменени  интервала времени, предоставл емого дл  восстановлени  управл емости отработавших пр мых, вентилей, сравнивают его с необходимым (заданным), импульсы управлени  на последующую пару вентилей моста (вентиль полумоста) подают через тот же интервал времени, если врем , предоставл емое дл  восстанов35985

10

15

20

25

лени  управл емости отработавших вентилей, больше необходимого (задана ного).

На фиг. 1 представлена схема устри - ства, реализующего способJ на фиг,2 и 3 - диаграммы работы устройства.

Устройство содержит плумостовой ти- ристорный инвертор с входными фильтровыми дроссел ми 1, св занными с вентил ми 2 иЗ пр мого полумоста,обща  точка которых через LC-контур 4 смещени  св зана с общей точкой обратных вентилей 5 и 6, подключенных к .трансформатору 7, конденсатор 8,коммутирующие LC-контуры 9 и 10, которые в свою очередь зашунтированы фильтровым конденсатором 8 и через соответствующие отпайки первичных обмоток выходного трансформатора 7 св заны с разноименными выводами пары встречных вентилей и входными дроссел ми 1, вторична  обмотка выходного трансформатора подключена к нагрузке 11. Параллельно каждому пр мому вентилю подключен датчик 12 обратного напр же- ,ни , выход которого св зан с входом преобразовател  13, второй вход которого св зан с генератором 14 непрерывной последовательности импульсов, а выход преобразовател  13 соединен со счетным входом m-разр дного счетчика 15 выход задающего генератора 16 соединен с входами пересчетного блока 17 и двунаправленного ключа 18, которого соединен с входом элё- И 19, второй вход которого сое- с выходом блока 17, выход эле- 19 соединен с входом распределительного блока 20 и входом предуста- ® новки блока 17 выходы распределительного блока 20 св заны с управл ющими входами соответствующих пр мых вентилей инвертора и предустановочными входами счетчиов 15 противотактных каналов определени  времени, предоставл емого дл  выключени  пр мых вентилей , выходы счетчиков 15 соединены через элемент ИЛИ 21 с ключом 18.

На фиг. 2 и 3 представлены диаграммы , по сн ющие работу устройства в ре- жима-х: номинальном .(фиг.2), когда значение эквивалентного сопротивлени  нагрузки не превышает значени  характеристического сопротивлени  после- 55 довательного коммутирующего LC-кон- тура, и резкого возрастани  длитель- ности протекани  тока пр мых вентилей (фиг.З) на которых изображены свер30

35

выход мента динен мента

45

SO

ху вниз последовательность импульсов сформированных задающим генератором 16 импульсы, сформированные блоком 17. определ ющие частоту работы вентилей инвертора; импульсы, сформированные на выходе двунаправленного ключа 18; импульсы, поступающие с выхода блока 20 на вентиль 2 и на сброс счетчика 15 противотактного канала определени времени, предоставл емого дл  выключени  вентил  3; импульсы, поступающие с выхода распределительного устройства на противотактный вентиль 3 и соответственно сброс противотактного счетчика 15; диаграмма, по сн юща  характер изменени  напр жени  на вентиле 2, диаграмма, по сн юща  характер изменени  напр жени  на вентиле 3; последовательность импульсов сформированных генератором k сигналы на выходе датчика 12, длительность которых определ етс  длительностью отрицательного (встречного) напр жени , приложенного к вентил м 2 и 3 пачки импульсов, сформированные генератором и вырезанные из последовательности импульсов с помощью преобразовател  13, равные по длительности времени, в течение которого к вентил м 2 и 3 приложено отрицательное (обратное) восстанавливающее напр жение, импульсы, сформированные при сравнении (прегышекии) реального времени, предоставл емого дл  восстановлени  управл емости вентилей 2 и 3 с заданным (т импульсов ) на выходе счетчика 15В номинальном режиме работы инвертора эквивалентное сопротивление нагрузки, приведенное к его диагонали , не превышает значени  характеристического сопротивлени  коммутирующего контура, определ емого соотношением параметров (l.C) контуров 9 и 10. Длительности тока как пр мых, так и встречных вентилей примерно равны половине периода собственной частоты коммутирующего контура и при изменении сопротивлени  нагрузки от номинального в небольших пределах измен ютс  незначительно. При этом в течение времени протекани  тока через встречный вентиль к пр мому прикладываетс  обратное (встречное) напр жение за счет конденсатора (фиг.2,

t« tJ .

На выходе датчика 12 в течение 1 этого времени присутствует потенциал

10

5

0

5

логической 1 и потенциал логического 0м, когда на тиристоре отсутствует обратное напр жение. Сигнал 1 с выхода датчика 12 поступает на вход преобразовател  13, который представл ет собой двунаправленный ключ, на второй вход которого подаетс  непрерывна  последовательность импульсов с генератора 14. На выходе преобразовател  13 Формируетс  пачка импульсов, количество которых пропорционально времени, в течение которого к пр мому тиристору прикладываетс  встречное напр жение, а начало и конец этой пачки совпадают с моментами по влени  и исчезновени  встречного запирающего напр жени . Пачка импульсов с преобразовател  13 поступает на вход счетчика 15, на выходе которого по вл етс  потенциал логической 1 с приходом m-го импульса на счетный вход. Частота генератора 14 задаетс  такой, что длительность последовательности га импульсов соответствует времени,требуемому дл  восстановлени  управл емости использованного тиристора. 8 номинальном режиме , когда схемное врем , предоставл емое дл  выключени  тиристоров, всег.да больше паспортного на используемый тип тиристора, с помощью датчика 12 и преобразовател  13 из непрерывной последовательности импульсов , сформированной генератором 1, вырезаетс  пачка импульсов, соответствующа  интервалу восстановлени  управл емости тиристора, например, 2. После того как на вход счетчика 15 придет m-й импульс, на его выходе 0 формируетс  потенциал 1, разрешающий формирование очередного упоавл ю- щего импульса дл  тиристора 3 Таким, образом, реализуетс  измерение времени , предоставл емого дл  выключе- 5 ни  тиристора 2, и сравнение этого времени с заданным, т.е. с интервалом времени, равным длительности пачки m импульсов, после чего идет разрешение на Формирование управл ю- 0 щего импульса дл  тиристора 3, поскольку врем , представл емое дл  восстановлени  управл емости тиристора 2 больше заданного.

Формирование импульсов управлени  дл  тиристора 3 происходит следующим образом. Сигнал разрешени  дл  формировани  управл ющего импульса вентил  3 поступает со счет0

5

5

7

чика 15 через элемент 21 на разрешающий вход двунаправленного ключа 18. С этого момента импульсы с задающего генератора 16 поступают на один из двух входов элемента 19 но управл ющий импульс дл  вентил  3 не будет сформирован до тех пор, пока на втором входе элемента 19 не по витс  сигнал логической 1, сформированный блоком 17. На выходе блока 17 формируютс  импульсы с частотой , в п раз меньшей частоты задающего генератора 16, но равной частоте управлени  вентил ми инвертора . Итак, при по влении потенциала логической 1 на втором входе элемента 19, на его выходе формируетс  сигнал, который через блок 20 поступает на управл ющий переход вентил  3, на предустановку счетчика 15 канала измерени  времени вентил  2 и на сброс блока 17.

Аналогичные процессы происход т при формировании управл ющего импульса дл  вентил  2.

Пр значительном возрастании эквивалентного сопротивлени  нагрузки, что соответствует резкому изменению характера сопротивлени  нагрузки, значительно возрастает длительность тока пр мых тиристоров (в 2 и более раз), поэтому импульс управлени , пришедший на противотактный тиристор в момент, соответствующий установленной частоте управлени  тиристором инвертора в номинальном режиме, приведет к срыву инвертировани , т.е. предыдущий тиристор еще будет находит ьс  в провод щем состо нии или не восстановит еще своих управл ющих свойств, а на последующий тиристор уже придет отпирающий импульс, т.е. оба тиристора окажутс  в провод щем состо нии, что может привести к выходу их из стро .

Поэтому с момента по влени  обратного запирающего напр жени  на тиристоре 2 (фиг.З) и до тех пор, пока число импульсов в пачке, сформированной на выходе двунаправленного ключа 13, не станет равным т, что соответствует заданному времени дл  выключени  тиристора, разрешени  на формирование последующего управл ющего импульса дл  тиристора 3 не будет, т.е. задающий генератор 16 будет Формировать непрерывную последовательность импульсов. Блок 17 Формирует

10

15

20

17359858

Claims (1)

1. единицу на выходе в момент, соответствующий моменту очередного управл ю-, щего импульса, т.е. моменту Формировани  импульса управлени  последую- щего тиристора в номинальном режиме, но двунаправленный ключ 18 не разрешит прохождение импульса с генератора 16 на соответствующий вход элемента 19, пока не придет разрешающий сигнал с выхода счетчика 15, т.е. импульс управлени  на последующий тиристор 3 пройдет после того, как врем ,предоставленное дл  выключени  предыдущего тиристора 2 будет не меньше заданного. Диаграммы, по сн ющие работу способа при высоких значени х эквивалентного сопротивлени  нагрузки, представлены на фиг.З, где в момент II прекращаетс  ток пр мого вентил  и начинаетс  интервал восстановлени  его управл емости,т.е. к нему прикладываетс  встречное напр жение , С этого же момента поступает разрешение на прохождение импульсов с генератора k на счетный вход счетчика 15, т.е. начинаетс  отсчет времени, предоставл емого дл  восстановлени  вентил . В момент tt на выходе блока 17 формируетс  потенциал логической 1, но сигнал с генератора 16 через ключ 18 на второй вход элемента 19 пройдет только тогда, когда счетчик 15 насчитает m импульсов, что соответствует пас- 35 портному времени, необходимому дл  выключени  вентил  2, после чего сигнал формируетс  на выходе элемента 19, на выходе блока 20 дл  управлени  вентилем 3 и предустановки счетчика 15, происходит предустановка блока 17Дл  Формировани  управл ющего CHI- нала дл  вентил  2 происход т аналогичные процессы. Формула изобретени 

   25

   30

   40

   45

   50

   55

   Способ управлени  автономным инвертором , состо щим из управл емого пр мого и неуправл емого обратного мостов или полумостов с коммутирующими элементами в общей диагонали, заключающийс  в том, что Формируют последовательность импульсов управлени  тиристорами пр мого моста или полумоста с заданной частотой, отличающийс  тем, что, г целью повышени  надежности работы инвертора на резкопеременную нат ю ую е, еоен . ох еЗ , р  . е   t с о m нвв

   Способ управлени  автономным инвертором , состо щим из управл емого пр мого и неуправл емого обратного мостов или полумостов с коммутирующими элементами в общей диагонали, заключающийс  в том, что Формируют последовательность импульсов управлени  тиристорами пр мого моста или полумоста с заданной частотой, отличающийс  тем, что, г целью повышени  надежности работы инвертора на резкопеременную нагрузку , задают минимальный интервал времени, достаточный дл  восстановлени  управл ющих свойств используемых тиристоров, фиксируют момент приложени  обратного напр жени  к выключаемому тиристору и начинают отсчет времени заданного минимального интервала и измер ют врем , в течение которого к указанному тири W

   11

   735385Ю

   стору приложено обратное напр жение , разрешают включение последующего тиристора при формировании очередного импульса управлени  с , данной частотой, если измеренное врем  больше заданного интервала, в противном случае следующий тиристор включают в момент окончани  заданного интервала.

   Фиг. 1 1

   I {/ 3

   6ыо8 liiiiiiiainiiiaiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii|iiiiiiiitiiiiiiiiiiiiiiiiiiiHi|iiiiiiiii iiiiiiiitniiiiiaii imiiiiiiiB # 1