Способ управления трехфазным однополупериодным непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1985 года по МПК H02M5/27 

1 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления однополупериодными (маловентштьными) непосредствелными преобразователями частоты, предназначенными преимущественно для регу лирования асинхронного электроприво да вентиляторов, насосов и других турбомеханизмов, имеющих кубическую зависимость мощности от частоты вращения. Целью изобретения является расши рение диапазона выходных частот, улучшение энергетических характеристик асинхронного электропривода и повьппение надежности преобразователя. На фиг.1 изображена временная диаграмма выходных напряжений преобразователя при -5 4} на фиг.2 - в комплексной плоскости векторы напряжений прямой AJ f обратйой АЛ и нулевой А последовательности для первой гармоники выходного напряжения на фиг.З - в комплексной плоскости векторы напряжения 3-й гармоники А , , на фиг.Д - механические характеристики электродвигателя и рабочего механизма (вентилятор), на фиг.З - устройство,.реализующее предлагаемый способ. Согласно предлагаемому способу каждая иэ гармоник выходного напряжения образует вращающие потоки. При этом в силу несимметрии системы образующееся вращающееся поле гармо ники представляет собой сумму от векторов МДС, вращающихся в разные стороны. Сущность способа рассмотрим для выходной частоты с кратностью 9 4 Амплитуда к-й гармоники выходного напряжения прямой последовательност AJ равна ;Ь/4 -М1т1- -Ш |)1 при А:.Ч,«,-г«.(2к,|: (.) Амплитуда к-й гармоники обратно последовательности А равна 1 f/ о i itK 4f 2. М-2со5 - --. Ъ Как видно из уравнений 1-2, для гармонических составляющих с номером гармоники всегда А, А-. Следовательно, врапдающий момент от вектора напряжения А дрямой последовательности больше, чем момент от вектора напряжения А обратной последовательности. Поэтому данный способ всегда обеспечивает разворачивание электродвигателя в заданном направлении. Кроме того, предлагаемый способ позволяет создавать в электриIческой машине вращающие потоки от каждой гармонической составляющей, если ее амплитуда не равна нулю. Это обеспечивает вращение ротора электродвигателя на частота:х, кратных гармоникам выходного напряжения. Из механической характеристики (фиг.4) видно, что при соответствующем управлении углом Сб включения тиристоров силовой схемы, можно получить устойчивые частоты вращения, кратные первой и третьей гармоникам выходного напряжения (амплитуда второй гармоники равна нулю). Известньш способ не позволяет подобным образом регулировать частоту вращения электродвигателя, так как вектор третьей гармоники А имеет нулевой порядок чередования фаз, в силу чего не образует вращающего магнитного потока. Таким образом, предложенный способ увеличивает число ступеней регулирования электропривода . Выбор углового Ьдвига между фазой А и фазами В и С, равным (фиг.1). Т, Т, 6-3 + 2, - fuer-T T-i2irT .« ,« л i Т - .Ч-Сй сГ-г-Т-иГ-Т позволяет реализовать разворачивание машины в одном направлении при изменении коэффициента счета , и не требует специальных фазосдвигающих устройств в цепях фаз. Таким образом, в основе силовой части преобразователя лежит шестивентильная силовая схема. Устройство реализующее предложенный способ включает три группы тиристоров 1., соединяющих обмотки электродвигателя 2 с тремя фазами А, В, С питающей сети 3, систему 4 импульсно-фазового управления, блок 5 формирования кривой выходного напряже-. ния, содержащий делители 6-8 частоты, задатчик 9 коэффициента счета и элементы 10 запрета. . Устройство работает следующим обраяом. Блок 5 вырабатывает синхронизированные с питающей сетью импульсы, подающиеся на управляющие электроды тиристоров 1 через элементы 10 запрета. Циклическое переключение тиристоров с частотой i- осуществляется благодаря подаче на запрещающие входы элементов 10 тактового сигнала с выхода формирователя 5. Формирование исходного состояния тактового сигнала производится питающей сетыб за счет соответствующей синхронизации фаз питающего и модулирующего . напряжений (фиг.1). Требуемый коэффи циент задается задатчиком 9, угол включения тиристоров задается в зависимости от требуемой частоты вращения и нагрузки на электропривод. Формирование модулирующего напряжения с частотой i. для фазы Л произво 284 дится от положительных полуяолн, я для в и С - от отрицательных полуволн питающей сети. Использование предлагаемого способа управления непосредственным полупроводниковым преобразователем частоты позволяет ступенчато регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя нормально-го исполнения в диапазоне 0,5-0,9 от паспортной (синхронной) частоты при вентиляторном характере нагрузки, что принципиально невозможно при известном способе. Потери в электрической машине при частоте вращения ротора, близкой к синхронной от потоков, образованных к-гярмониками, т.е. устойчивой части кривой механической характеристик, значительно ниже, чем при параметрическом способе регулирования угловой скорости ротора.

о

:э в

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ОДНОПОЛУПЕРИОДНЬМ НЕПОСРЕДСТВЕННЬШ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, выполненным в виде управляемых бивентильных элементов, включенных между входными и выходными выводами преобразователя, предназначенным для регулирования асинхронного электропривода, заключающийся в том, что для изменения отношения частоты i| входного напряжения к частоте Ij выходного напряжения импульсы, управляющие бивентильными элементами, модулируют тактовым сигналом в каждой фазе, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот, улучшения энергетических характеристик электропривода, тактовые сигнаkn лы второй и третьей фаз выходного напряжения сдвигают по времени по отношению к модулирующему сигналу первой (опорной) фазь.. на углы (f Та Т, 6:)t2 и tf , равные .cp,,--t -COOTветственно, где Т, и Т„ - периоды ,соответственно входного и выходного напряжений.

«

с

С В

/

С В

(риг,2

А

t.

/

tffuf.3

М-/(2)

/(i)

М

1риг, Ч