CS243671B1

CS243671B1 - Frequency converter control connection

Info

Publication number: CS243671B1
Application number: CS843910A
Authority: CS
Inventors: Jiri Javurek
Original assignee: Jiri Javurek
Priority date: 1984-05-24
Filing date: 1984-05-24
Publication date: 1986-06-12
Also published as: CS391084A1

Abstract

Řešení je tvořeno zapojením pro řízení měniče kmitočtu se stejnosměrným meziobvodem s přirozenou komutací při rekuperaci do sítě, ve kterém na vstup zesilovače je přiveden výstup součtového členu, na jehož jeden vstup je zapojen generátor spínacích impulsů s blokem synchronizace. Na součtový blok je zapojeno řídicí napětí přes blokovací člen se zdrojem modulačního signálu a přes komparátor. ? ři určité velikosti otáček motoru ové napětí v rovnováze s napětím motoru a až do zastavení pohonu jsou tyristory měniče na straně motoru snímány trvale a proud ve stejnosměrném mežiobvodu je řízen změnou úhlu spínání tyristorů sítového měniče.The solution consists of a circuit for controlling a frequency converter with a DC intermediate circuit with natural commutation during recuperation into the network, in which the output of the summing element is fed to the input of the amplifier, to one of whose inputs a switching pulse generator with a synchronization block is connected. The control voltage is connected to the summing block via a blocking element with a modulation signal source and via a comparator. At a certain motor speed, the voltage is in balance with the motor voltage and until the drive stops, the thyristors of the converter on the motor side are continuously sensed and the current in the DC intermediate circuit is controlled by changing the switching angle of the thyristors of the network converter.

Description

(54) Zapojení pro zařízení měniče kmitočtu(54) Connection for frequency converter equipment

Řešení je tvořeno zapojením pro řízení měniče kmitočtu se stejnosměrným meziobvodem s přirozenou komutací při rekuperaci do sítě, ve kterém na vstup zesilovače je přiveden výstup součtového členu, na jehož jeden vstup je zapojen generátor spínacích impulsů s blokem synchronizace. Na součtový blok je zapojeno řídicí napětí přes blokovací člen se zdrojem modulačního signálu a přes komparátor.The solution consists of wiring for control of frequency converter with DC link with natural commutation during recuperation to the network, where the output of the summation is connected to the amplifier input, to which one switching pulse generator with synchronization block is connected. The control block is connected to the sum block via a blocking element with a modulation signal source and a comparator.

?ři určité velikosti otáček motoru ové napětí v rovnováze s napětím motoru a až do zastavení pohonu jsou tyristory měniče na straně motoru snímány trvale a proud ve stejnosměrném mežiobvodu je řízen změnou úhlu spínání tyristorů sítového měniče.At a certain speed of the motor, the voltage in equilibrium with the motor voltage and until the drive is stopped, the inverter's thyristors on the motor side are continuously sensed and the DC current is controlled by changing the switching angle of the inverter's thyristors.

Vynález se týká zapojení pro řízení měniče kmitočtu se stejnosměrným meziobvodem s přirozenou komutací při rekuperaci energie do sítě.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a circuit for controlling a frequency converter with a DC-DC with natural commutation in the recovery of power to the grid.

Měnič kmitočtu skládající se ze dvou tyristorových můstkových měničů I. a II. spojených stejnosměrným proudovým meziobvodem, ve spojení se synchronním strojem, umožňujícím přirozenou komutaci tyristorů střídače tvoří pohon, dosahující výhodných provozních vlastností při příznivých ekonomických relacích.Frequency converter consisting of two thyristor bridge converters I. and II. coupled to a DC link, in conjunction with a synchronous machine, allowing the natural commutation of the inverter's thyristors to form a drive which achieves advantageous operating characteristics at favorable economic relations.

Sítový mšnič I pracuje v motorickém chodu pohonu jako usměrňovač, měnič II na straně motoru jako střídač. Změnou řídicího úhlu sílového měniče I řídíme napětí ve stejnosměrném meziobvodu, a tedy otáčky motoru při různých zatíženích.The mains screen I operates as a rectifier in the motor operation, the inverter II on the motor side as an inverter. By changing the control angle of the power converter I, we control the DC link voltage and hence the motor speed at different loads.

Řízení střídače II je často odvozeno od signálů snímače polohy rotoru, které určují dvojici spínaných tyristorů i při nulových otáčkách.Inverter II control is often derived from rotor position sensor signals that determine a pair of switched thyristors even at zero speed.

Při brzdění pohonu si oba měniče vymění svou funkci, to znamená, že energie přechází z vinutí motoru přes usměrňovač II do stejnosměrného meziobvodu, odkud je vracena do sítě měničem I, pracujícím ve střídačovém režimu.When braking the drive, the two inverters exchange their function, that is, the energy passes from the motor winding through the rectifier II to the DC link, where it is returned to the grid by the inverter operating in inverter mode.

Nejjednodušší způsob řízení měniče v brzdném režimu využívá toho, že trvalým přivedením spínacích pulsů na věechny tyristory měniče II začne tento pracovat jako neřízený usměrňovač.The simplest way of controlling the inverter in braking mode is that by permanently applying the switching pulses to all the thyristors of the inverter II, it will operate as an uncontrolled rectifier.

Ve stejnosměrném meziobvodu se tedy objeví plné napětí, dané usměrněním indukovaného napětí motoru. V prvním okamžiku po vzniku brzdného proudu udržuje synchronní stroj na svorkách napětí za rázovou reaktancí, které je vyšší než jmenovité.Thus, the full DC voltage appears due to the rectification of the induced motor voltage. At the first moment after the braking current is generated, the synchronous machine maintains a voltage beyond the rated reactance at the terminals.

Může tedy vzniknout při maximálních otáčkách pohonu ve výkonové části proudový ráz, který je nebezpečný hlavně tím,že může ohrozit přirozenou komutaci'měniče I, pracujícího ve střídačovém režimu.Thus, a current surge may occur at the maximum speed of the drive in the power section, which is particularly dangerous because it can endanger the natural commutation of the inverter operating in the inverter mode.

Jeětě nepříznivější případ nastane při použití motoru na vyšší napětí než sílové.An even more unfavorable case occurs when using a motor at a higher voltage than a force.

Toto sice přináší výhodu ve zlepšení účinku v napájecí síti a ve zlepšení účinnosti, zhoršuje však poměry na počátku brzdění z maximálních otáček.While this has the advantage of improving power supply efficiency and efficiency, it worsens the initial braking conditions from maximum speed.

Uvedené nevýhody v posdtatě odstraňuje vynálezu zapojení pro řízení měniče kmitočtu, jehož podstata spočívá v tom, že na součtový člen je zapojen zdroj řídicího napětí přes komparátor a blokovací člen.The above drawbacks in essence overcome the invention for the control of the frequency converter, which consists in that a control voltage source is connected to the summation element via a comparator and a blocking element.

. Na součtový člen je zapojen blok synchronizace přes generátor spínacích impulsů. Součtový člen je zapojen na zesilovač. Na blokovací člen je zapojen zdroj modulačního signálu a na generátor spínacích impulsů.je zapojen blok pro zadáváni řídicího úhlu.. A synchronization block is connected to the summation via a switching pulse generator. The summation element is connected to an amplifier. A modulating signal source is connected to the blocking member and a control angle input block is connected to the switching pulse generator.

Výhodou zapojení je možnost použít motor na vyšší napěti. Tim se sníží proudové namáhání a dojde ke snížení tepelných ztrát. Rovněž se podstatná zlepší cos fí a ke snížení potřebného příkonu.The advantage of wiring is the possibility to use the motor at a higher voltage. This reduces current load and reduces heat loss. It also significantly improves cos phi and reduces the power consumption.

Na připojeném výkresu je uveden příklad v blokovém schématu.The attached drawing shows an example in a block diagram.

Na vstup zesilovače X je přiveden výstup součtového členu £. Na jeho jeden vstup je zapojen generátor $1 spínacích impulsů a na něj je zapojen blok Rl) zadávání řídicího úhlu.The output of the summation element 8 is applied to the input of the amplifier X. A switching pulse generator $ 1 is connected to one input and a control angle input block R1 is connected thereto.

Na vstup generátoru Sl spínacích impulsů je zapojen blok SYN synchronizace.The synchronization block SYN is connected to the input of the switching pulse generator S1.

Na druhý vstup součtového členu £ je zapojen výstup blokovacího členu Bii. Na jeho jeden vatup je zapojen zdroj modulačního signálu a na druhý vstup komparátoru Na vstup komparátoru KO je zapojen výstup (Jř zdroje řídicího napětí tyristorů sílového měniče.At the second input of the summation member 8, the output of the locking member Bii is connected. A modulation signal source is connected to one of its inputs, and a comparator input is connected to a second input.

Na počátku brzděni je převeden řídicí úhel tyristorů sítového měniče na hranici stři-* dačováho režimu. Toto zvětšení úhlu, které je podmínkou přechodu do brzdného režimu je vyhodnoceno z hodnoty řídicího napští komparátorem KQ. jehož výstupní signál zablokuje modulační signál pro trvalé spínání tyristorů měniče na straně motoru.At the start of braking, the control angle of the inverter's thyristors is converted to the inverter mode limit. This angle increase, which is a condition for transition to braking mode, is evaluated from the control voltage value by comparator KQ. whose output signal disables the modulation signal for permanent switching of the drive side thyristors on the motor side.

Spínací pulsy jsou tedy odvozeny pouze z generátoru Sl spínacích impulsů a mají nastavený řídicí úhel takový, že proud ve stejnosmšrném meziobvodu ani při maximálních otáčkách motoru nepřekročí nastavenou hodnotu.Thus, the switching pulses are derived only from the switching pulse generator S1 and have a set control angle such that the DC link current even at the maximum motor speed does not exceed the set value.

Blok SYN synchronizace zajištuje synchronizaci s napštlm synchronního stroje a je tvořen bu5 snímačem polohy rotoru nebo obvody pro vyhodnocení průběhů svorkových napětí.The SYN synchronization block provides synchronization with the voltage of the synchronous machine and consists of either a rotor position sensor or circuitry for evaluating terminal voltage waveforms.

Při poklesu proudu pod nastavenou hodnotu zmenší regulátor sílového měniče řídicí úhel jeho tyristorů. Tato změna způsobí překlopení komparátoru Kg, jehož výstup odblokuje vstup modulačního signálu do součtového členu S. Dojde tak k trvalému spínání tyristorů měniče na straně motoru, čímž začne vzrůstat proud stejnosměrného meziobvodu. Na tento vzrůst reaguje regulátor sílového měniče I. zvětšením řídicího úhlu jeho tyristorů.When the current drops below the set value, the power converter controller reduces the control angle of its thyristors. This change causes the comparator Kg to flip, whose output unlocks the modulation signal input to the summation element S. This will permanently switch the inverter's thyristors on the motor side, thus increasing the DC link current. The power converter I regulator responds to this increase by increasing the control angle of its thyristors.

«íé^i dosažena hranice střídačového režimu, dojde k zablokování trvalého spínání tyristorů pěniče na straně motoru, které jsou nyní spínány řídicím úhlem. Proud ve stejnosměrném meziobvodu začne opět klesat.When the limit of the inverter mode is reached, the permanent switching of the motor side thyristors on the motor side, which are now switched by the control angle, is blocked. The DC link current starts to decrease again.

Změny proudu jsou relativně pomalé vzhledem ke značné indukčností ve stejnosměrném meziobvodu. Střední hodnota proudu je udržována na nastavené velikosti.Current changes are relatively slow due to the large inductances in the DC link. The mean current value is kept at the set value.

Při určité velikosti otáček motoru je sílová napětí v rovnováze s napětím motoru a až do zastavení pohonu Jsou tyristory měniče na straně motoru snímány trvale a proud ve stejnosměrném meziobvodu je řízen pouze změnou úhlu spínání tyristorů sílového měniče.At a certain speed of the motor, the force voltages are in balance with the motor voltage and until the drive is stopped. The inverter's thyristors on the motor side are continuously sensed and the DC link current is only controlled by changing the switching angle of the inverter thyristors.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Wiring after 3e frequency inverter with natural commutation DC link for energy recovery, characterized in that the output (U) of the control voltage source via the comparator (KO) and the blocking member (BL) is connected to the summation element (S). the summation element (S) is simultaneously connected to the synchronization block (SYN) via the switching pulse generator (S1), the summation element (S) being connected to the amplifier (Z), while the blocking element (BL) is connected to a modulation signal source (MOD) and a control angle input block (RU) is coupled to the switching pulse generator (S1).