SU1508322A1 - Device for controlling three-phase direct frequency converter - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при регулировании преобразовател  частоты. Цель изобретени  - повышение качества управлени  путем выравнивани  по фазам величины нагрузки преобразовател . Регулирование параметров печи осуществл етс  либо путем изменени  фазы работы вентильных комплектов 1,2,3, либо путем изменени  длительности работы вентильных групп 11....16 при изменении сигналов управлени  узлов фазовращателей 21,22,23. Введение узлов суммировани  24,25,26, узлов сравнени  27,28,29 и регулирующих узлов 30,31,32 с соответствующим их подключением позволило автоматизировать процесс регулировани  параметров печи. При этом сигналы управлени  узлов фазовращателей определ ютс  узлами сравнени  путем попарного сравнени  сигналов алгебраической суммы заданного и действительного значений параметров электродов печи и формируютс  регулирующими узлами. 2 ил.This invention relates to electrical engineering and can be used to regulate a frequency converter. The purpose of the invention is to improve the quality of control by phase-equalizing the load of the converter. The furnace parameters are controlled either by changing the phase of operation of valve sets 1,2,3, or by changing the duration of operation of valve groups 11 .... 16 when the control signals of the nodes of the phase shifters 21, 22, 23 change. The introduction of the summation nodes 24,25,26, the comparison nodes 27,28,29 and the regulating nodes 30,31,32 with their respective connections allowed to automate the process of adjusting the furnace parameters. In this case, the control signals of the nodes of the phase shifters are determined by the comparison nodes by pairwise comparison of the signals of the algebraic sum of the specified and actual values of the parameters of the furnace electrodes and are formed by the regulating nodes. 2 Il.

Description

1508.3221508.322

лени  узлов -фазовращателей 21, 22, 23. .Введение узлов 24, 25, 2б суммировани , узлов 27, 28, 29 сравнени Laziness of nodes-phase converters 21, 22, 23.. Introduction of nodes 24, 25, 2b of summation, nodes 27, 28, 29 of comparison

сигналы управлени  узлов фазовращате лей определ ютс  узлами сравнени  пу тем попарного сравнени  сигналов али регулирующих узлов 30, 31, 32 с со- j гебраической суммы заданного и действительного значений параметров электродов печи и формируютс  регули рующими узлами. 2 ил.The control signals of the nodes of the phase shifters are determined by the comparison nodes by pairwise comparison of the signals of the regulating nodes 30, 31, 32 with the co j hebraic sum of the specified and actual values of the parameters of the furnace electrodes and are formed by the regulating nodes. 2 Il.

ответствующим- их подключением позволило автоматизировать процесс регулировани  параметров печи. При этомwith their connection, it allowed to automate the process of adjusting the furnace parameters. Wherein

-1-one

сигналы управлени  узлов фазовращателей определ ютс  узлами сравнени  пу тем попарного сравнени  сигналов алствительного значений параметров электродов печи и формируютс  регулирующими узлами. 2 ил.The control signals of the nodes of the phase shifters are determined by the comparison nodes by means of pairwise comparison of the threshold values of the parameters of the furnace electrodes and are formed by the regulating nodes. 2 Il.

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в источниках пониженной частоты например , дл  питани  руднотермических печей „The invention relates to electrical engineering and can be used in low-frequency sources, for example, to power ore-smelting furnaces.

Цель изобретени  - повышение качества управлени  путем выравнивани  по фазам величины нагрузки преобразо- вател  частоты.The purpose of the invention is to improve the quality of control by phase-equalizing the load of the frequency converter.

На фиг,1 изображена структурна  схема предлагаемого устройства при соединении вентильных комплектов в звезду; на фиг.2 - структурна  схема предлагаемого устройства при соединеНИИ вентильных комплектов в треугольник .Fig, 1 shows a structural diagram of the proposed device when connecting valve kits to a star; FIG. 2 is a structural diagram of the device proposed when connecting valve sets into a triangle.

Устройство (фиг.1) содержит три вентильных комплектдв 1-3 соединен- ных между собой в звезду и питаемых от силового трансформатора k. Нагруз- служат электроды-5 7 печи, одними концами через датчики 8-10 выходного параметра подключенные к выходным вы- водам вентильны;; комплектов 1-3j 3 другими концами соединенные между собой . Каждый из вентильных комплектов представл ет собой две встречно- параллельные группы вентилей 11-16, управление которыми осуществл етс  трем  блоками формировани  импульсов управлени . Ка,}кдый блок 17 19 формировани  импульсов управлени  имеет по две группы выходов, соеди- ненных с управл ющими -переходами вентилей соответствующих вентильных групп 11-16. Очередность включени  вентильных групп 11.-16 определ етс  задающим генератором 20, выходные сигналы которого через узлы фазовращателей 21-23 поступают на входы соответствующих блоков 17-19 формировани  импульсов управлени . Величина задержки сигналов на выходе узлов Фа зовращателей 21-23 относительно сигналов задающего, генератора 20 определ етс  блоком регулировани  выходного параметра преобразовател , состо и1его из трех последовательных цепей , кажда  из которых включает в себ  последовательно соединенные узел 2k (25, 26) суммировани  (с алгебраическим суммированием входных сигналов ), узел 27 (28, 29) сравнени  и регулирующий узел 30 (31, 32). Выходы регулирующих узлов 30-32 соединены с управл ющими входами узлов фазовращателей 21-23 соответственно. Первые входы узлов 24, 25 и 26 суммировани  соединены с выходами датчиков 8-10 выходного параметра: узел 24 соединен с выходом датчика 10, вход узла 25 соединен с выходом датчика .8, вход узла 2б соединен с выходом датчика 9. На вторые входы узлов 24, 25 и 2б суммировани  поступают сигналы задани  выходного параметра/The device (figure 1) contains three valve sets 1-3 connected to each other in a star and fed from power transformer k. Load-serve as electrodes-5 7 of the furnace, with one end through the sensors 8-10 of the output parameter connected to the output terminals of the valve; sets 1-3j 3 other ends interconnected. Each of the valve sets consists of two opposite-parallel groups of valves 11-16, which are controlled by three control pulse shaping units. Ka,} each unit 17 19 of the control pulse formation has two groups of outputs connected to the control transitions of the valves of the corresponding valve groups 11-16. The sequence of switching on the valve groups 11.-16 is determined by the master generator 20, the output signals of which through the nodes of the phase shifters 21-23 are fed to the inputs of the corresponding control pulse shaping blocks 17-19. The delay of the signals at the output of Phyrotaters 21-23 relative to the signals of the driver, generator 20 is determined by the control unit of the output parameter of the converter, consisting of three successive circuits, each of which includes series-connected node 2k (25, 26) summation (s algebraic summing of input signals), node 27 (28, 29) comparison and regulating node 30 (31, 32). The outputs of the control nodes 30-32 are connected to the control inputs of the nodes of the phase shifters 21-23, respectively. The first inputs of the summation nodes 24, 25 and 26 are connected to the outputs of sensors 8-10 of the output parameter: the node 24 is connected to the output of sensor 10, the input of node 25 is connected to the output of sensor .8, the input of node 2b is connected to the output of sensor 9. At the second inputs of nodes 24, 25 and 2b summation signals of the output parameter /

Второй вход узла 27 сравнени  соединен с первым входом узла 29 сравнени , второй вход узла 28 сравнени  соединен с первым входом узла 27 сравнени , второй вход узла 29 сравнени  соединен с первым .входом узла 28 сравнени .The second input of the comparison node 27 is connected to the first input of the comparison node 29, the second input of the comparison node 28 is connected to the first input of the comparison node 27, the second input of the comparison node 29 is connected to the first input of the comparison node 28.

Устройство (фиг.2) содержит те же св зи и узлы, что и устройство, изображенное на фиг.1, кроме следующих измененных св зей: выходы вентильных комплектов 1-3 соединены в треугольник , первые входы узлов 24, 25 и 2б суммировани  соединены с выходами датчиков 8-10 выходного параметра соответственно , выходы узлов фазовращателей . 21 -23 дополнительно соединены с вторыми входами блоков формировани  импульсов управлени , причем выход узла 21 соединен с входом блока 18, выход узла 22 соединен с входом блока 19, выход узла 23 соединен с входом блока 17.The device (Fig. 2) contains the same connections and nodes as the device shown in Fig. 1, except for the following modified connections: the outputs of the valve sets 1-3 are connected in a triangle, the first inputs of the nodes 24, 25 and 2b are summed up with the outputs of the sensors 8-10 output parameter, respectively, the outputs of the nodes of the phasers. 21-23 are additionally connected to the second inputs of the control pulse shaping units, the output of the node 21 is connected to the input of the unit 18, the output of the node 22 is connected to the input of the block 19, the output of the node 23 is connected to the input of the block 17.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Сетевое напр жение через трансформатор 4 подают на вентильные комплекты 1-3 и после преобразовани  подвод т к электродам 5-7 печи. Работа пре- преобразовател  частоты заключаетс  в поочередном включении вентильных групп 11-16 вентильных комплектов 1-3 ,The mains voltage through the transformer 4 is supplied to valve sets 1-3 and after conversion they are supplied to the electrodes 5-7 of the furnace. The operation of the frequency converter is to alternately turn on valve groups 11-16 valve sets 1-3,

Блоки формировани  импульсов управлени , вход щие в устройство , изображенное на фиг.1, задают длительность работы каждой вентильной группы по 180 электрических градусов за период более низкой, чем частота сети частоты. Блок 17 выдает импульсы управлени  на вентиль ый комплект 1 и снимает их по сигналу задани  частоты сформированному узлом фазовраща- 15 импульсов управлени  неизменными.The control pulse shaping units included in the device shown in Fig. 1 set the duration of operation of each valve group of 180 electrical degrees for a period lower than the frequency of the network frequency. The block 17 sends out control pulses to the valve set 1 and removes them by the frequency setting signal generated by the phase rotation knot-15 control pulses unchanged.

тел  21. Выдача импульсов управлени  на вентильные комплекты 2 и 3 осуществл етс  блоками 18 и 19 формировани  импульсов управлени  по СИГНЕ- лам задани  частоты, сформированными узлами фазовращателей 22 и 23 соответственно .bodies 21. The issuance of control pulses to valve kits 2 and 3 is carried out by blocks 18 and 19 of the formation of control pulses on the frequency setting signals generated by the nodes of phase shifters 22 and 23, respectively.

В симметричном режиме работы преобразовател  частоты, когда сигналы задани  выходного параметра равны и равны параметры электродов (например , действующие значени  токов), сигналы на входах узлов 27, 28 и 29 сравнени  равны. Узлы 27, 28 и 29 сравнени  вычисл ют разность своих входных сигналов, следовательно, на их выходах сигналы будут равны нулю. В этом случае на управл юи(их входах узлов фазовращателей 21-23 сигналы также будут равны нулю. При этом узлы фазовращателей 21-23 формируют сигналы задани  частоты отстающими по фазе на 90 электрических градусов от соответствующих сигналов задающего генератора 20.In the symmetric mode of operation of the frequency converter, when the signals for setting the output parameter are equal and equal to the parameters of the electrodes (for example, the effective values of currents), the signals at the inputs of the comparison nodes 27, 28 and 29 are equal. Comparison nodes 27, 28, and 29 calculate the difference between their input signals, therefore, at their outputs, the signals will be zero. In this case, the controllers (their inputs to the nodes of phase shifters 21-23 signals will also be zero. At the same time, the nodes of phasers 21-23 form frequency reference signals lagging in phase by 90 electrical degrees from the corresponding signals of the master oscillator 20.

Предположим, произошло увеличение действующего значени  тока электрода 5. Это приводит к увеличению сигнала на входе узла 25 суммировани , и соответственно увеличению сигнала на выходе этого узла. Выходной сигнал узла 25 суммировани  поступает на вход узла 28 сравнени  со знаком минус , а на вход узла 29 сравнени  - со знаком плюс. Следовательно, выходной сигнал узла 28 сравнени  уменьшитс , Выходной сигнал узла 29 сравнени  увеличитс , а выходной сигнал 27 срав нени. останетс  без изменений. Аналогично произойдет изменение сигналов на уг1равл ю1 1их входах соответствующих узлов фазовращателей 21-23. Узел фазовращател  22 сдвинет сигнал задани  MscTotbi в сторону опережени  по фазеSuppose an increase in the current value of the current of electrode 5 has occurred. This leads to an increase in the signal at the input of the summation node 25, and accordingly an increase in the signal at the output of this node. The output of summing node 25 is fed to the input of the comparison node 28 with a minus sign, and to the input of the comparison node 29 with a plus sign. Consequently, the output signal of the comparison node 28 will decrease, the output signal of the comparison node 29 will increase, and the output signal 27 of the comparison. will remain unchanged. Similarly, there will be a change in the signals on the UR1 of 1 inputs of the corresponding nodes of phase shifters 21-23. The node of the phase shifter 22 will shift the MscTotbi reference signal towards the phase advance.

322322

на- угол Ч (угол между старым и новым положением сигнала задани  частоты). Узел фазовращател  23 сдвинет сигнал задани  частоты на угол q в сторону отставани  по фазе. Узел фазовраи|ате- л  21 оставит сигнал задани  частоты в прежнем положении. Блок 13 формировани  импульсов управлени  будет выдавать импульсы управлени  и сдвигать их на угол q раньше, блок 19 будет выдавать импульсы управлени  и сдвигать их на угол cf позже, а блок 17 оставл ет моменты выдачи и сн ти angle Ч (angle between the old and the new position of the frequency setting signal). The node of the phase shifter 23 will shift the frequency reference signal by an angle q in the direction of the phase lag. The phase switch node | atel 21 will leave the frequency setting signal in the same position. The control pulse shaping unit 13 will emit control pulses and shift them by angle q earlier, the block 19 will issue control pulses and shift them by angle cf later, and block 17 leaves the delivery and removal moments

00

5five

Блоки 17 19 формировани  импульсов управлени , вход щие в устройство, изображенное на фиг.2, задают длительность работы каждой вентильной 0 группы по 120 электрических градусов за период низкой частоты.The control pulse shaping units 17-19 included in the device shown in Fig. 2 set the duration of each valve 0 group of 120 electrical degrees for the low frequency period.

Блок 17 формировани  импульсов управлени  выдает импульсы управлени  на вентильный комплект 1 по сигналу 5 задани  частоты с выхода узла фазовращател  23, а снимает по сигналу задани  частоты с выхода узла фазовращател  21. Блок 18 выдает импульсы .управлени  на вентильный комплект 2 по сигналу задани  частоты с выхода узла фазовращател  21, а снимает по сигналу задани  частоты с выхода узла фазовращател  22. Блок 19 выдает импульсы управлени  на вентильный комплект 3 по сигналу задани  частоты с выхода узла фазовращател  22, а снимает по сигналу задани  частоты с выхода фазовращател  23.The control pulse shaping unit 17 outputs control pulses to the valve set 1 according to the frequency setting signal 5 from the output of the phase rotator assembly 23, and removes the frequency setting signal from the output of the phase rotator assembly 21 according to the frequency reference signal to the valve set 2 according to the frequency setting signal from the output of the node of the phase shifter 21, and removes the frequency setting signal from the output of the node of the phase shifter 22. The block 19 sends control pulses to the valve set 3 by the signal of the frequency setting from the output of the node of the phase shifter 22, and removes the signal frequency from the output of the phase shifter 23.

В симметричном режиме работы преобразовател  частоты формирование сигналов задани  частоты осуществл етс  так же, как и в устройстве, изображенном на фиг.1.In the symmetric mode of operation of the frequency converter, the generation of frequency setting signals is performed in the same way as in the device shown in Fig. 1.

Предположим, произошло увеличение действующего значени  тока электрода 5. Это приводит к увеличению сигнала на входе узла суммировани . Увеличенный выходной сигнал узла 2k суммировани  поступает на вход узла 27 сравнени  со знаком минус, а на вход узла 28 сравнени  - со знаком плюс. Выходной сигнал узла 27 сравнени  уменьшаетс , а выходной сигнал узла 28 сравнени  увеличиваетс . Узел фазовращател  21 сдвигает сигнал задани  частоты на угол if в сторону опережени  по фазе, а узел фазовращател  22 сдвигает сигнал задани  час- тоты на угол if в сторону отставани Suppose there was an increase in the effective value of the current of electrode 5. This leads to an increase in the signal at the input of the summation node. The increased output of the summation node 2k is fed to the input of the comparison node 27 with a minus sign, and to the input of the comparison node 28 - with a plus sign. The output of the comparison node 27 decreases, and the output of the comparison node 28 increases. The node of the phase shifter 21 shifts the frequency setting signal by the if angle towards the phase advance, and the node of the phase shifter 22 shifts the frequency reference signal by the angle of if towards the lagging side

00

5five

00

по фазе, в результате чего фаза сигнала задани  частоты остаетс  неизменной . Такой сдвиг сигналов задани  частоты обуславливает изменение длительности работы вентильных групп. Так, выключение вентильных групп 11. и 12 будет пооисходить раньше, а включение вентильных групп 15 и 16 будет происходить позже на врем , определ емое углом ц . Включение вентильных групп 13 и 1 i будет происходить раньше , а выключение позже на врем , определ емое углом ее . Моменты Езключе- ни  вентильных групп 11 .и 12 и выключение вентильных групп 15 и 16 оста- нутс  неизменными.in phase, with the result that the phase of the frequency setting signal remains unchanged. Such a shift in the frequency setting signals causes a change in the duration of operation of the valve groups. Thus, the shutdown of valve groups 11. and 12 will occur earlier, and the inclusion of valve groups 15 and 16 will occur later at the time determined by angle ц. The inclusion of the valve groups 13 and 1 i will occur earlier, and the shutdown later at the time determined by its angle. Moments The valve section 11 and .12 are turned off and the valve groups 15 and 16 are turned off.

Использование предлагаемого уст-., ройства позвол ет поддерживать равенство нагрузки преобразовател  частоты 20 тоит из последовательно соединенныхUsing the proposed device, the device allows maintaining the load equality of the frequency converter 20 too from series-connected

по фазам, что обеспечивает улучшение качества регулировани  и увеличивает эффективность технологического прог цесса. проводимого с помощью преобразовател  частоты.in phases, which provides an improvement in the quality of regulation and increases the efficiency of the technological process. conducted using a frequency converter.

Claims (1)

Формула изоб. ретени Formula izob. reteni , . Устройство дл  управлени  трехфазным непосредственным преобразова- 30 телем частоты, включающим три вентильных комплекта, каждый из которых выполнен в виде двух включенных встречно-параллельно вентильных групп, причем выходными выводами комплекты подключены к трем электродам печи., A device for controlling a three-phase direct frequency converter, comprising three valve sets, each of which is made in the form of two valve groups connected oppositely in parallel, the output terminals of the sets being connected to three furnace electrodes. соединенным в звезду без нулевого провода и снабженным датчиками пыход- ного параметра, содержещее три блока формировани  импульсов управлени , выходы которых предназначены дл  подключени  к управл юидим переходам ти-- ристоров соответствуюи1их вентильных групп, три узла фазовращателей, выходы которых соединены с входами соответствующих формирова|- и  импульсов управлени , и зада10У(ий генератор , выходы которого соединены с входами соответствующих узлов фазовращателей , о т л и ч з ю щ е е с   тем, что. с целью повыше-ни  качества управлени  путем выравнивш и  по с|)а зам величины нагрузки, оно снабжено трем  цеп ми,, кажда  из которых соеconnected to a star without neutral wire and equipped with sensors for the pyhod parameter, containing three control pulse forming units, the outputs of which are intended to be connected to control transitions of thyristors of the corresponding valve groups, three nodes of phase shifters, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding form | - both the control pulses and the setpoint (the generator, the outputs of which are connected to the inputs of the corresponding nodes of the phase shifters, is made so that, in order to increase the quality of control Neither by means of the load magnitude and c), it is equipped with three chains, each of which is узла суммировани , узла сравнени  и регулирующего узла, при этом первью входы узлов суммировани  первой, второй и третьей цепей соединены с выходами датчиков выходного параметра третьего, первого и второго электродов соответственно., а на вторые входы узлов суммировам.и  подан сигнал задани  выходного параметра, второй вход узла сравнени  первой, второй, третьей цепей соединен с первым входом узла сравнени  третьей, первой/ второй цепей соответственно, а гзыходь регулирующих узлов подключены к управл ющим входам соответствующих узлов фазовращателей„summation node, comparison node and regulating node, with the first inputs of the summing nodes of the first, second and third circuits connected to the outputs of the output parameter sensors of the third, first and second electrodes, respectively, and the second inputs of the nodes summing and giving the output parameter setting signal, The second input of the comparison node of the first, second, and third circuits is connected to the first input of the comparison node of the third, first / second circuits, respectively, and the outlet of the regulating nodes is connected to the control inputs of the corresponding node in phase shifters „ фиг. 2FIG. 2