Способ управления @ -фазным преобразователем частоты с непосредственной связью на полностью управляемых вентилях Советский патент 1984 года по МПК H02P13/30 

Изобретение относится к электро технике и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями частоты с искусственн коммутацией или преобразователями частоты, выполненными на полностью управляемых вентилях. Известен способ управления полностью управляемым непосредственным преобразователем частоты путем под ключения выходной фазы к входной фазе, мгновенное значение напряжения которой наиболее близко, v к мгно венному значению задающего напряжен основанный на измерении в каждый момент времени разности выходного и задающего напряжения, ее интегрировании и формировании сиг ;Нсша на подключение выходной фазы к той выходной фазе, разность нгшря жения которой и задающего напряжения наименее отрицательна (положительна) при положительном (отрицательном) указанном интервале 1. Недостатками способа являются сложность закона управления, необходимость введения многофазных устройств сравнения, сложных фильтров, а также неоправдано большое число коммутаций, увеличивающее потери в преобразователе. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления т-фазным преобразователем частоты с непосредственно связью, заключающийся в том, что сравнивают входные фазные напряжения, фиксируют потенциальные уровии при равенстве входных фазных напряжений, по этим уровням лз задающего напряжения формируют систему из qm последовательностей импульсов (где qm - пульсность преобразователя) , формируют вторую систему импульсов, сравнивают последователь ности импульсов обеих систем между собой и полученные в результате сра нения выходные импульсы распределяют по соответствующим вентилям преобразователя 2 , Основным недостатком способа явл ется громоздкость его реализации, особенно выраженная при увеличении числа фаз преобразователя, что не может не сказаться на надежности устройства. Уже при использовании мостовой трехфазной схеки в преобразователе; выявляется, что необходимо кроме 6-ти последовательностей импульсов задающего напряжения формирова1 ь 36 последовательностей импульсов линейных напряжений, характ ризующих их потенциальные состояния Следовательно, аппаратурные затраты на выполнение логических операци распределения импульсов управления неоправданно велики, особенно при увеличении числа фаз преобразовател Кроме того, для получения последовательностей импульсов, характеризующих потенциальные состояния всех входных напряжений, необходимо надежно фильтровать их для исключения сбоев системы управления в условиях помех. Цель изобретения - упрощение и повышение нащежности управления многофазными преобразователями частоты. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления т-фазным преобразователем частоты с непосредственной связью на полностью управляемых вентилях, заключающемуся втом,что сравнивают входные фазные напряжения, фиксируют потенциальные уровни при равенстве входных фазных напряжений, по этим уровням из задающего напряжения формируют систему из qm последовательностей импульсов (где qm-пульсность преобразователя) , формируют вторую систему импульсов, сравнивают последователь.ности импульсов обеих систем между робой и полученные в результате сравнения выходные импульсы распределяют по соответствующим вентилям преобразователя, фиксируют 2qm интервалов между моментами равенства входных напряжений длительностью Л/qm, формируют из задающего и входных напряжений систему из qm 2qm напряжений в соответствии с амплитудно-временными зонами, образованными границами интервалов и смежными потенциальными уровнями, формируют на каждом интервале последовательность импульсов длительностью я/qm и частотой следования, равной частоте сети, из полученных 2qm последовательностей импульсов образуют вторую систему импульсов, а выходные импульсы распределяют по тем вентилям преобразователя, которые подключают к нагрузке участок входного напряжения, входящий в ту амплитудно-временную зону, которой соответствует данный участок задающего напряжения. На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства реализации способа управления трехфазным мостовым преобразователем частоты с непосредственной связью на пол-ностью управляемых вентилях с двухсторонней проводимостью; на фиг.2 временные диаграммы, поясняющие работу трехфазного мостового преобразователя в соответствии с предложенным способом управления. Устройство реализации содержит задающий генератор 1, выход которого подключен ко входу порогового элемента 2, дешифратор 3, соединенный с питающей сетью, блок синхронизации 4, подключенный ко входу регистра сдвига 5, выходы которого соединены с вертикальными шинами дешифратора 3, горизонтальные шины его подключены к выходам порогового устройства 2, а выходы дешифратора 3 через распределитель 6 под ключены к управляющим электродам вентилей преобразователя, причем де шифратор содержит 72 двухвходовых логических элементов И 7-78, соединенных по группам из 12 соответствующих элементов И 7-18, 19-30, 31-42, 43-54, 55-66, 67-78, первыми входами подключенных к соответ ствующим горизонтальным шинам и соединенных по группам из 6 соответствующих элементов (7, 19, 31, 43, 55, 67) ... (18, 30, 42, 54, 66, 78) вторыми входами, подключенных к соответствующим вертикгшьным шинам , а выходы объединены по группам из 12 выходов соответствующих двухвходовых логических элементов И (7, 8, 21, 34, 47, 60, 73, 74 63, 52, 41, 30) и т.д. и подключены ко входам соответствующих двенадцативходовых логических элементов ИЛИ 79-84, выходы которых являются выходами дешифратора 3. На фиг. 2 приняты следующие обозначения; 85 - кривая задающего напряжения; 86 - последовательности импульсов квантования по уровню задающего напряжения (импульсов потен циального квантования); 87 - уровни квантования задающего напряжения; 66 - входные напряжения преобразова теля; 89 - последовательность импул сов синхронизации; 90 - последовательности широких импульсов, сформи рованных в интервалы между моментами совпадения входных напряжений ил широких синхроимпульсов; 91 - после довательности импульсов, полученных в результате совпадения импульсов потенциального квантования 86 и широких синхроимпульсов 90 или последовательности импульсов-команд дешифратора; 92 - последовательности управляквдих импульсов; 93 - кривая выходного напряжения. Устройство реализации работает . следующим образом. Задающее напряжение 85 с выхода задающего генератора 1 поступает на вход порогового устройства 2, где преобразуется в шесть последовательностей импульсов 86, по числу потенциальных зон, разграниченных уровнями моментов совпадения 87 входных напряжений 88. Причем пороговое устройство 2 представляет собой многоуровневое пороговое устрой ство, которое при равенстве мгновен ного значения задающего напряжения значению напряжения соответствующей потенциальной зоны коммутирует импульс на тот свой выход, который соответствует этой потенциальной зоне. Шесть выходов порогового устройства 2 являются горизонтальными шинами дешифратора 3. Одновременно, в моменты совпадения входных напряжений, блок синхронизации 4 формирует последовательность коротких импульсов синхронизации 89 с периодом следования Л/6, которые посту пают на вход регистра сдвига 5. Регистр сдвига 5 формирует 12 последовательностей широких синхроимпульсов 90 длительностью )i/6 и частотой следования, равной частоте сети, причем начсшо импульса в каждой следующей последовательности совпадает с окончанием импульса в предьщущей последовательности, а начало импульса в первой последовательности синхронизировано с началом периода одного из входных напряжений преобразователя, например АВ. Двенадцать выходов регистра сдвига 5 являются вертикальными шинами дешифратора 3. Если входные напряжения в течение периода одного из входных напряжений (например АВ) разбить на амплитудновременные зоны, то число их окажется равным числу логических элементов И дешифратора 3, а каждый элемент И будет соответствовать определенной амплитудно-временной зоне, образованной на данном временном интервале смежными потенциальными уровнями. Вшходы логических элементов И, которые соответствуют амплитудно-временным зонам одного и того же входного напряжения, подключены ко входам одного логического элемента ИЛИ, выход которого является выходом дешифратора 3. Дешифратор 3 в момент совпадения импульса потенциального квантования 86 и широкого синхроимпульса 90 на входе одного из 72 двухвходовнх логических элементов И (7-78) формирует на входе одного из шести 12-входовых логических элементов ИЛИ (79-84) импульс-команду 91 для распределителя 6 на подключение к выходным фазам преобразователя соответствующего входного.напряжения 88. Распределитель 6 служит для осуществления попарного включения вентилей и формирует импульсы управления 92, которые поступают на управляющие электроды BeHTiuiefl, в соответствии с алгоритмом работы вентилей преобразователя. Например, для рассматриваемого трехфазного мостового преобразователя частоты с непосредственной связью на полностью управляемых вентилях с двусторонней проводимостью, в момент совпадения импульса первой последовательности импульсов потенциального квантования 86 с импульсом восьмой последовательности широких синхроимпульсов 90 на выходе двухвходового логического элемента И 14 формируется импульс, который поступхэет на вход 12 входового логического элемента ИЛИ 83 и с его выхода, как импульс комаада 91 на подключение к выходным фазам преобразователя входного напряжения ВСг поступает на вход p пределителя.б, который, в свою оче редь, формирует управляющие импуль сы на Третий (из условно-анодной группы вентилей) и шестой Вентили (из условно-катодной группы вентилей) . Импульсы управления 92 с -в/Ахода распределителя 6, одноименного с выходом дешифратора Э, являются ведущими (на фиг. 2 заштрихованные) . Таким образом, способ управлени т-фазным преобразователем частоты с непосредственной связью позволяет упростить управление тиристорными преобразователями частоты с искусственной коммутацией или их аналогами, выполненными на полностью управляемых вентилях за счет ослабления требований к фильтрации входных Напряжений, используемых в Качестве опорных, уменьшения аналоговых операций, усложняющих устройство и его настройку и вносящих большую погреишость, а также уменьшения количества логических операций, что также ведет к уменьшению аппаратурных затрат. Следствием упрощения способа и устройства, уменьшения числа функциональных элементов является по ёышение надежности сис.темы управления преобразователем частоты. t Г t t г Htft/пшндд у I

t

пI

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ т-)АЗНЫМ ПРЕОБ1РАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ НА ПОЛНОСТЬЮ УПРАВ ЛЯЕМЫХ ВЕНТИЛЯХ, заключающийся в том, что сравнивают входные фазные напряжения, фиксируют потенциальные уровни при равенстве входных фазных напряжений, по этим уровням из задающего напряжения формируют систе му последовательностей импульсов (где j,rn -пульсность преобразователя) , формируют вторую систему импульсов, сравнивают Последовательности импульсов обеих систем между собой и полученные в результате сравнения выходные ИМПУЛЬСЫ распределяют по соответствующим вентилям преобразователя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью упрощения и Повышения надежности управления, фиксируют 2(т интервалов между моментами равенства входных напряжений длительностью IT/1),т, формируют из задающего и входных напряжений Систему из. п X 2 т напряжений в соответ- ствии с амплитудно-временными зонами, образованиьи«1и границами интервалов и смежными потенциальными уровнями, формируют на каждом интервале i последовательность импульсов длитель ностью и частотой следова (Л ния, равной частоте сети, из полученных последовательностей имС пульсов образуют вторую систему импульсов, а выходные импульсы рас пределяют .по тем вентилям преобразователя, которые подключают к нагрузке участок входного напряжения, э г входящий в ту амплитудно-временную зону, которой соответствует данный iучасток задающего напряжения. ю :

п

ППП п

91

п

п

n

п

92