Розанов Ю.К. Основы силовой электроники (1992) (1096750), страница 57
Текст из файла (страница 57)
Первый вид параллельной работы для преобразователей постоянного тока реализуется наиболее просто: включением их на общие шины через разделительные диоды (рис. б.8,а). Последние выполняют преимущественно функции защитных элементов выходных шин от внутренних коротких замыканий в отдельном преобразователе. При идентичности выходных параметров и точной подстройке каналов регулирования выходного напряжения может быть достигнуто сравнительно равномерное распределение нагрузки между отдельными 283 преобразователями.
Однако практическая реализация равномерности загрузки в различных режимах эксплуатации затруднительна. Это обусловлено в основном тем, что регулируемые преобразователи имеют обычно высокую точность стабилизации выходного напряжения и, следовательно, малый статизм внешних характеристик. В связи с этим для рассматриваемого вида работы должно соблюдаться условие 1.-.1 нем, (6.4) где 1„— ток нагрузки; 1;„,„— номинальный ток 1-го преобразователя (рнс. 6.8, а). Одним из способов реализации второго вида параллельной работы является введение обратных связей между нагрузкой и каждым преобразователем (рис.
6-.8,6). В этом случае сигнал с датчика тока нагрузки ДТ„ делится н распределяется по каналам обратной связи, сравнивается с сигналом по току отдельного преобразователя и их разность поступает в систему регулирования выходного напряжения. В результате оказывается возможным распределение тока нагрузки между отдельными преобразователями согласно значениям токов преобразователей. В частности, может быть достигнуто равномерное распределение тока нагрузки между работающими преобразователями, когда 1,=1„~п.
Статическая точность распределения будет определяться коэффициентом усиления обратных связей по току. На практике такие системы обеспечивают точность распределения не хуже + 10% 1„/и при загрузке каждого преобразователя не более 50% 1 „. Для обеспечения устойчивой параллельной работы и исключения режима автоколебаний необходимо уделять значительное внимание синтезу частотно-зависимых параметров каналов регулирования по току. Третий вид параллельной работы может быть осуществлен для преобразователей, имеющих внешнюю характеристику, подобную изображенной на рис.
6.8, в. Участок 1 внешней характеристики соответствует режиму работы с «малым» статизмом. При достижении номинальной нагрузки преобразователь переходит в режим работ с «большим» статизмом (участок 2). Далее при перегрузках и внешних КЗ преобразователь переходит в режим работы со стабилизацией выходного тока (участок 3) (или происходит отключение преобразователя). При параллельной работе преобразователей с такой внешней характеристикой их выходные напряжения устанавливаются равными с точностью, определяемой параметрами установок (практически в пределах зоны стабилизации). Преобразователи включаются по структуре, соответствующей рнс.
6.8, а. Подключенная нагрузка в общем случае распределяется между 284 Рис. бхк Эквивалентная схема параллельно работаюгдих преобразователей (а) и векторная диаграмма выходных напряжений инверторов (б) Л и„)с„Ьи„ 2Хье 2«з1.« ' (6.5) где Л(1„=! У з — (г',) — модуль разности действующих значений первых гармойик выходных напряжений инверторов; 288 преобразователями неравномерно. Однако по мере достижения номинальной нагрузки одним из преобразователей он переходит в режим работы, соответствующий участку 2, и, начинает снижать свое выходное напряжение. При последующем увеличении нагрузки ее берет на себя другой преобразователь и так далее. Такой способ реализации параллельной работы является наиболее перспективным, так как он не связан с введением дополнительных обратных связей и не накладывает каких-либо схемных и структурных ограничений на модульное агрегатированне системы. Переход преобразователя в режим работы с ограничением по току (участок 2 на рис.
6.8,в) происходит при превышении выходным током установленного значения 1, „, когда подключается контур ограничения тока параллельно главной обратной связи по напряжению. Обеспечение параллельной работы модулей переменного тока, как уже отмечалось, является более сложной задачей, так как при этом возникает необходимость синхронизации напряжений параллельно работающих инверторов. На рис. 6.9, а представлена упрощенная эквивалентная схема двух параллельно работающих модулей инверто ров напряжения в однофазном исполнении и допущении синусоидальности выходного- напряжения, Последнее обычно достигается выходными фильтрами (на рис.
6.9, а указана индуктивность этих фильтров 1.й). При совпадении векторов е)„, и (1„з уравнительный ток между модулями не развивается (рнс, 6.9, 6). В случае совпадения векторов по фазе, но различии гю амплитуде развивается реактивный уравнительный ток 1„. Для модуля с большим напряжением он эквивалентен индуктивной нагрузке. Значение этого тока может быть определено по формуле Лӄ— разность средних значений напряжений на входе инвертора; /с,„— коэффициент схемы, учитывающий связь между выходным напряжением 0 и средним значением напряжения на входе инвертора У„.
При расфазировке векторов 6'„,, ~7„з появляется активная составляющая уравнительного тока между модулями. При небольших углах расфазировки и равенства напряжений 0„„ У„з уравнительный ток может быть определен по приближенной формуле у Г.~м 19 9 У~Ц 9 2Хь '* 2вХ. (б.б) где 3 — угол расфазировки. Модуль, опережающий У„„отдает активную мощность, а отстающий по фазе модуль потребляет активную мощность (со сборных шин), Эти аналогично явлению возникновения уравнительных токов в параллельно работающих синхронных генераторах. Таким образом, для обеспечения параллельной работы модулей инверторов необходимо регулировать амплитуду выходных напряжений инверторов и обеспечивать их синхронность и синфазность.
В зависимости от схемы инвертора эти задачи решают различными способами. При модульном агрегатировании целесообразно использовать однофазные модули, выполненные по схеме инвертора напряжения. Регулирование значения выходного напряжения в таких инверторах можно также осуществлять различными способами. В частности, используется регулирование по входу на стороне постоянного тока посредством регулятора постоянного напряжения (РПН).
В этом случае целесообразно использование дополнительной информационной связи между модулями по постоянному току. С этой целью в параллельно работающих модулях применяется дополнительная информационная шина на стороне постоянного тока, которая позволяет РПН выравнивать выходные напряжения Инверторов, а следовательно, и амплитуду первых гармоник выходных напряжений модулей инверторов. Синхронизация инверторных модулей обеспечивает синфазность коммутационных функций, алгоритм которых в схемах инверторов напряжения задается пересчетно-распределительным устройством (ПРУ). На вход ПРУ поступают импульсы от ЗГ. Для этого модули соединяются специальной системой синхросвязей. Характерное для систеМ гарантированного электропитания требование сохранения нормальной работы в условиях любой одной неисправности вызывает применительно к системе синхронизации следующее: 286 1.
Отсутствие конструктивно объединенных централизованных устройств, что, однако, не исключает возможности параметрического управления. 2. Возобновление работы любого модуля 1после устранения неисправности) в работающей системе без перестановки связей 3. Сохранение связности системы (синфазности вектора) и ее частоты прн срыве генерации или изменении частоты любого ЗГ, а также при обрыве любой одной синхронизирующеи связи С онизация генераторов ЗГ может осуществляться как инхр методом а м фазовой автоподстройки частоты 1ФАПЧ), та рмой импульсной синхронизацией.
При прямой синхро низации в качестве ЗГ используется релаксационная автоколебательная схема. В этом случае не является обязательным, чтобы частота синхронизирующ ующего сигнала была больше собственной частоты х ст ойств. ЗГ, как это обычно формулируется для аналогичных устро ств. Отличительной особенностью прямой синхронизации является уменьшение частоты ЗГ, если цепь синхронизации образует кольцо с выхода на вход. Кольцо синхронизации при этом охватывает один или несколько генераторов ЗГ.
Таким обой синхронизации для сохранения постоянства б частоты системы необходимо постоянно поддерживать ли о замкнутое кольцо синхронизации, либо разомкнутую цепь (при предста вл тавлении графом — поддерживать древовидную форму афа). П и прямой синхронизации релаксационного ЗГ Г имеет место непосредственное импульсное воздейств ие на пе еклю- Р чающий элемент генератора, поэтому степень синфазности синхронизированных генераторов очень высока, она определяется только временными задержками импульсных цепей и ключевых элементов.
При синхронизации способом ФАПЧ в качестве используется генератор с плавно перестраиваемой частотой. Кроме него имеется система регулирования, которая меняет эту' частоту в зависимости от знака и значения фазового . 3 есь рассогласования синхросигнала и выходного сигнала ЗГ. десь и от системы прямой синхронизации возможно ей выхо ой использование синхросигнала с частотои, меньшей вь дн " частоты ЗГ. Частота ФАПЧ ЗГ при охвате его кольцом синхронизации уд б ет такой же, что и в автономном (несиннном) режиме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
