Способ управления трехфазным мостовым выпрямителем для подавления на его выходе гармоник удвоенной частоты Советский патент 1986 года по МПК H02M1/14 

.. 1 -

Изобретение относится к преобразовательной технике, и может быть использовано для подавления низкочастотной гармонической составляющей напряжения с удвоенной частотой сети на выходе управляемого вьтрями- теля, возникающий при несимметрии напряжения сети или несимметрии управления.

Цель изобретения - повышение эффективности подавления пульсаций при изменении частоты напряжения сети,

На фиг. представлена схема уст- ройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг,2 - диаграммы, поясняющие сущность предлагаемого способа.

К вьтрямителю 1 (фиг,1) подключена система 2 импульсно-фазово- го управления, в которой выход формирователя 3 импульсов связан с противофазными тиристорами 4 и 5 выпрямителя. Выход формирователя 6 импулсов связан с противофазными тиристорами 7 и 8, Выход формирователя 9 импульсов связан с противофазными тиристорами 10 и II, К входам формирователей 3,6 и 9 импульсов подключены соответственно выходы интеграторов 12, 13 и 14, входы которых соединяются с выходами сумматоров 15,16 и 17 соответственно. К одному из входов сумматора 15 подключен выход ключа 18, а к соответствующим входам сумматоров 16 и 17 подключены выходы ключей 19 и 20, Входы ключей 18,19, 20 соединены с выходом датчика 21 напряжения, включенного к выходу вьшрямителя I. К управляющим входам ключей 18,19 и 20 присоединены выходы управляклцего устройства 22, синхронизирующий вход котор ого связан с выходом формирователя 9 импульсов,

На фиг,2 приняты следующие обозначения: и с) - форма напряжения на выходе выпрямителя 1; , - мометы времени подачи импульсов управления на противофазные тиристоры; Т/4 и Т/6 - длительности импульсов. Способ заключается в следующем. В момент подачи импульса управления на противофазные тиристоры 10 .и 11 в моменты времени t,t(,t, и т.д. управляющее ключами устройство 22 вырабатьшает импуль46272

сы длительностью, равной одной чет- верти периода напяржения сети. Эти импульсы подаются на управляющий вход ключа 18 и, таким образом, в 5 интервале времени длительностью одной четверти периода напряжения сети с моментов времени t,Ц, t, t и т.д. ключ 18 замыкается, В мо- - менты времени tj,tg, tg , t, и т.д., 10 отстоящие от моментов времени t,

9

t, Цд и Т.Д. соответственно

на интервал времени, равный одной шестой периода напряжения сети, упраЕ1ляющее ключами устройство 22

вырабатьшает импульсы длительностью в одну четверть периода напряжения сети, подаваемые на управляющий вход ключа 19. Таким образом, в интервале времени длительностью, рав-Г

ной одной четверти периода напряжение сети, с моментов, времени t, tg,t, и т.д, ключ 19 замыкается. Далее в моменты времени t,tj;,tg, и т,д., отстоящие от моментов

врмени t2j,tj-,tg, t, и т,д,

на интервал времени, равный одной шестой периода напряжения сети, управляющее устройство 22 вырабатывает импульсы длительностью одной

четверти периода натяжения сети, подаваемые на управляющий вход ключа 20, Таким образом, в интервале времени длительностью, равной одной четверти периода напряжения сети,

начиная с момента времени t,j,tg, tg,t, и т.д, ключ 20 замыкается, В соответствии с изложенным законом управления ключами ,20 снимают три вспомогательных сигнала, каждый

из которых формируют путем периодического подключения выходного напряжения вьшрямителя в интервалах вре- яени длительностью, равной одной четверти.периода напряжения сети,

повторяющихся с периодом, равным половине периода напряжения сети,

причем снимают со сдвигом относительно друг друга на одну шестую периода напряжения сети, С выходов ключей 18,19,20 эти сигналы подаются на один из входов сумматоров 15,16 и 17j на второй вход каждого из которых подается сигнал задания. С выходов сумматоров 15,16 и 17

сигнал подается на вход интеграторов 12,13,14, Поскольку в установившемся режиме среднее значение напря;«:ения на входе интеграторов

3-12462724

равно нулю, а на второй вход сумма- j |-/, L J|, торов 15,16 и 17 подается один и 2 Г f тот же сигнал задания, то в уста- ср.и f i ч - -п(5 J новившемся режиме достигается равен- j { ство средних значений сигналов на 5 , /

выходе ключей. Таким образом дости- .г

гается подавление низкочастотной .4- m х Sin f+Y jdt U , ,

fTi(4t)-T let l

гармонической составляющей с удво- ,.f

енной частотой НАПРЯЖЕНИЯ сети.2

Предположим, что частота напряже- Ю

ния сети равна { Гц. Тогда можноfQTTt т

записать напряжение выпрямителя

в виде. ,/ J/ .

/,тт, i u.,,{|u,d(|i,f)..)

,/-(-y..j, , ; ,J

где Uj - среднее значение выпрямлен- р . g j{ного напряжения; K f Cif ()

Um(2f )- амплитуда ь-и гармоничес-

кой составляющей выпрямлен- з

ного напряжения; э Т/;,

- период напряжения сети, .. ..u Jll

л и„ /,1 л 1 SIM + т I ) С1 L г

Среднее значение выпрямленногоJ- ± ; v j j .

напряжения в интервалах времени,t

при которых замыкается ключ 18, -:

определяется выражением Видно, что в приведенных выше

уравнениях

.,... t.TA VT,, п.ть - )UJ,.dt ;

Известно, что в мостовом выпря- t t. tj мителе при несимметрии напряжения

сети и при указанной частоте сети 35 Далее,- поскольку интервал времени

существенными являются лишь ГарМО- , «uv- ID j- н к

ничёские составляющие с частотой /4 является периодом гармонической

2 fe, 4 f,, 6 f.Bea учета гармони- составляющей с частотой 4{ , то ческих составляющих более высоких

порядков приведенное выражение при-t, + T//) . ч /

мет вид)1 с . i-lt - IJ , 1

|t-L,,.f -,- 1/41 ((f)

T

t, t.

t .TiA t tT/ .

t, t.

...И};..,...)-,„,.я..,(..

t.TlAt,

I Jf I

j b( it5 T J (c 50 Аналогичные вьфажения можно заt,Цписать для гармонических составляющих с частотой 8f,12fj., 16f,20fg

JilTt т.д. Поскольку интервал време-

Sin(-: / Jни Т/6, на который моменты времени

55t,,tj,,tj и т.д, отстоят друг от

Аналогичным образом для напряже-друга, является периодом для гармоний на выходе ключей 19 и 20 можнонической составляющей с частотой записать6f , то

)1 с . i-lt - IJ

|t-L,,.f -,- 1/41

T

t, t.

t,+m

и

hr,(6f

1 Tit .,Sih,()

t,T//,

Т

t.

(6.

.)2TIt .sinf- +V

.2rrt

3Hf.r...ib(-.fJdt

t.

Г

и

(fc

.(Tit s,,(-.4-.

т

.t.

--(сГ

Аналогичные вьфажения можно записать для гармонических составляющих с частотой ,18, 24{ и т.д.

В схеме на фиг.1 в установившемся режиме обеспечивается равенство средних значений сигнала на вькоде ключей,т.е. обеспечивается равенство

cpis JcpW 3 приведенных урав- - нений видно, что {Равенство этих напряжений, если не учитьшать гар- монических составляющих с частотой 10f,14, 22д. и т.д., значения которых не существенны, означает также равенство

Х-Т/А,

t.+T/ i TTt:s.h(--.4 Jdt-- u

t

,lit

m(( .

Приведенное уравнение может иметь место только тогда, когда 35 О, т.е. когда на выходе выпрямителя отсутствует гармоническая составляющая с удвоенной частотой напряжения сети. Таким образом, схема (фиг.П, обеспечивающая равенст- 40 во средних значений напряжений на выходе ключей 18,19,20, как указьша- лось ранее, приводит к подавлению ; указанной гармонической составляющей.

0

0

0

5 0

Благодаря тому, что управляющее ключ;1ми устройство 22 вырабатьюает . импульсы с указанной длительностью, повторяющиеся с У5са9анным периодом независимо от частоты напряжения сети, схема (фиг.1) осуществляет подавление гармонической составляющей независимо от изменения частоты напряжения сети и, таким образом, достигается эффективнос -ь подавления гармонической составляющей при изменении частоты напряжения сети.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным мостовьБи выпрямителем для подавления на его выходе гармоник удвоенной частоты, заключающийся в формировании измерительного напряжения, разделении его по отдельным каналам, выделении этого напряжения в каждом канапе в течение заданного интервала времени с последующим выравниванием средних значений выделенных напряжений отдельных каналов путем изменения моментов включения тиристоров вьшрямителя, причем интервалы вьщеления измерительньж напряжений соседних каналов сдвигают относительно один другого на одну щестую периода, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления пульсаций при изменении частоты напряжения сети, в качестве измерительного напряжения используют напряжение, полученное на выходе выпрямителя, и разделяют его на три канала, причем интервалы выделения измерительного напряжения в каждом канале выбирают равными одной четверти периода.

Изобретение относится к области преобразователей техники и может быть использовано для подавления гармонической составляющей напряжения с удвоенной частотой напряжения питающей сети на выходе выпрямителя. Пель изо.бретения -.повьшение эффективности подавления пульсаций при изменении частоты напряжения сети. Способ управления трехфазным мостовым выпрямителем 1 состоит в формировании измерительного напряжения с последующим разделением его по отдельным каналам. Затем это нап- . ряжение выделяют в каждом канале в течение заданного интервала времени. Выравнивают средние значения выде- ленньпс напряжений отдельных каналов путем изменения моментов включения тир исторов 4,5,7,8,10,11 вьшрямителя 1. Интервалы выделения измерительных напряжений соседних каналов сдвигают относительно друг друга . на 1/6 периода питающего напряжения. Причем в качестве измерительного напряжения используют выходное налря жение выпрямителя 1, которое разделяют на три канала. Каждый канал включает ключ 18 (19,20), подключенный к выходу управляющего устройства 22, сумматор 15 (16,17) и интегратор 2 (13,14), соединенный .с соответствующим входом системы импульсно-фазового управления 2. Интервалы вьщеления измерительного напряжения в каждом канале выбирают равными 1/4 периода питающего напряжения. Импульсы этого напряжения вьфабатываются с помощью устройства 22 с указанным периодом независимо от частоты напряжения сети. Этим достигается эффективность подавления гармонической составляющей. 2 ил. с € (Л 1С 14; tC to