10.2. Системы управления преобразователей частоты с непосредственной связью
Структурные схемы СУ преобразователей частоты с непосредственной связью также различаются по способу фазового управления тиристорами на многоканальные и одноканальные, а по принципу регулирования выходных параметров — на статические и астатические. Наибольшее распространение в настоящее время получили многоканальные структуры со статической системой автоматического регулирования.
В сравнении со структурными схемами СУ выпрямителей и зависимых инверторов структуры СУ преобразователей частоты с непосредственной связью являются значительно более сложными. Это объясняется тем, что в общем случае СУ в преобразователях частоты должны реализовать больший объем логических операций. В частности, управление тиристорными группами должно производиться с учетом режима рекуперации реактивной энергии нагрузки в сеть (инверторного режима), исключения уравнительных токов между тиристорными группами, модуляции выходного напряжения по определенным законам и др. Поэтому, учитывая сложность реальных СУ преобразователей частоты с непосредственной связью, рассмотрим в качестве примера простейший вариант структуры СУ трехфазно-однофазного преобразователя, работающего только на активную нагрузку (рис. 10.4, а) и без модуляции выходного напряжения по законам, улучшающим его гармонический состав.
Каждая из тиристорных групп рассматриваемого преобразователя представляет собой трехфазный управляемый выпрямитель, выполненный по схеме со средней точкой. Поэтому структура СУ этого преобразователя во многом подобна структурам СУ выпрямителей.
Рис. 10.4. Система управления преобразователем частоты с непосредственной связью: а—структурная схема; б—диаграммы выходного напряжения и управляющих импульсов структурам СУ выпрямителей.
На тиристоры поступают управляющие импульсы, синхронизированные с сетью посредством входного устройства ВУ, выходные напряжения которого распределены по каналам управления тиристоров в соответствии с фазой поступающего на тиристор сетевого напряжения.
Согласно принципу действия преобразователя одна полуволна выходного напряжения формируется тиристорами анодной группы, а другая — тиристорами катодной группы. Такая программа работы тиристоров обеспечивается поочередным блокированием управляющих импульсов каждой группы. Для этого в структуру СУ введены узлы блокировки (запрета на формирование) импульсов: узел 1 блокировки импульсов тиристоров катодной группы и узел 2 блокировки импульсов тиристоров анодной группы. Сигналы запрета на выходах этих узлов формируются при поступлении на них соответствующих сигналов от пересчетно-распределительного устройства ПРУ и датчиков состояния тиристоров ДСТ (дающий информацию— включен или выключен тиристор). Например, если на входе узла 1 присутствуют запрещающие сигналы от ПРУ и ДСТ анодной группы, то на его выходе появляется сигнал запрета формирования управляющих импульсов тиристоров катодной группы. В рассматриваемой структуре ПРУ осуществляет деление частоты ЗГ на два и распределение сигналов ЗГ по узлам блокировки. Частота выходных сигналов ЗГ соответствует частоте выходного напряжения преобразователя. Одновременная проводимость тока тиристорами анодной и катодной групп исключается наличием ДСТ, сигналы которых запрещают формирование управляющих импульсов тиристоров соответствующей группы, пока все тиристоры противоположной группы не выключатся. Выходное напряжение преобразователя регулируется автоматическим регулятором напряжения АРН посредством подачи сигнала ∆UР на фазосдвигающие устройства ФУ всех каналов, что обеспечивает необходимое значение угла управления α при их внутригрупповой коммутации. Частота выходного напряжения может регулироваться, если использовать ЗГ с регулируемой частотой. На рис.10.4, б приведены диаграммы следования управляющих импульсов и выходного напряжения преобразователя uВЫХ.