Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами статического преобразователя частоты Советский патент 1986 года по МПК H02M7/44 

Изобретение относится к преобразо ательной технике и может быть исользовано в Статических преобразоателях частоты со звеном постоянноо тока и в электроприводах турбо- еханизмов большой и средней мощости, выполненных по схеме асинхроного вентильного каскада.

Цель изобретения - снижение пульсаций выпрямляемого.тока преобразова- теля частоты с явно выраженным га-фазным звеном постоянного тока.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ для синхронного вентильного каскада с трехфазным звеном постоянного тока; на фиг. 2 - временные диаграммы Про- тивоЭДС инверторов и токов в фазах звена постоянного тока.

Устройство, реализующее способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами для асинхронного вентильного каскада с трехфазным звеном постоянного тока, содержит асинхронный двигатель 1 (фиг.1), в цепи фазного ротора которого нахоится выпрямитель 2, подсоединенный к нему трехфазный дроссель 3, причем первая фаза дросселя образована обмотками 4 и 5, вторая - 6 и 7, третья - 8 и 9. Обмотки 4 и 9, 6 и 5, 8 и 7 имеют взаимную магнитную связь. К каждой фазе трехфазного дросселя 3 подключен один из однофазных инверторов 10-12, которые связаны с выпрямителем 2. Однофазные инверторы 10-12 шунтированы управляемыми ключами 13-15 соответственно. Кроме того, устройство содержит формирователь 16 импульсов инверторов, связанный с однофазными инверторами 10-12 и распределителем 17 импульсов. Вход распределителя 17 импульсов соединен с задающим генератором 18, а выход , кроме формирователя 16 импульсов инверторов, подключен к формирователю 19 импульсов управляемых ключей как непосредственно, так и через фазосдвигающее устройство 20, на которое подается напряжение управления Ua. Формирователь 19 импульсов управляемых ключей соединен с управляемыми ключами 13-15.

Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами, подключен- ными к фазам -явно выраженного звена постоянного тока статического пре- .

5

0

5

0

5

0

5

образователя частоты, заключается в следующем.

Предположим, в первый момент времени (t,, фиг. 2) формирователь 16 импульсов инверторов подает сигнал на включение однофазного инвертора 12 и одновременно формирователь 19 импульсов управляемых ключей подает сигнал на включение управляемого ключа 14 и отключение управляемого ключа 15. Однофазный инвертор 12, а также ранее включенньш однофазный инвертор 10 рекуперируют выпрямленный выпрямителем 2 ток ротора асинхронного двигателя 1 в сеть и создают противоЭДСв своих фазах. При этом ток в течение промежутка времени t - tg в закороченной фазе трехфазного дросселя 3, образованной обмотками 4 и 5, возрастает, а в двух других уменьшается, поскольку в их цепь включены противоЭДС соответствующих однофазных инверторов 10и12.| ЭДС самоиндукции в обмотках 4 и 5 направлена против тока, а в обмотках 6-9 - по току. При этом ЭДС наведенная в обмотке,А.от изменения то- ка в связанной с ней магнитно обмотке 9, направлена так же, как ЭДС самоиндукции. То же можно сказать о направлении наведенной ЭДС и ЭДС самоиндукции в обмотках 5, 6 и 9, которые входят в разные фазы трехфазного дросселя 3. Таким образом происходит перераспределение энергии между отдельными фазами трехфазного дросселя 3, что препятствует быстрому увеличению тока в закороченной фазе и быстрому уменьшению тока в фазе, подключенной к инвертору. Что. касается обмоток 8 и 7, то в течение промежутка времени t -t, ток в фазах, к которым они относятся, уменьшается, поэтому .ЭДС в них, определяемая разностьк наведенной ЭДС и ЭДС самоиндукции, незначительна, и существенного влияния на изменение тока в своих фазах обмотки 8 и 7 не оказывают.

50 в течение промежутка времени Ц-; tj происходит обмен энергией между обмотками 7и8, 4и9, ав течение промежутка времени tj-t - между обмотками 8и7, 6и5. В любой мо55 мент времени (фиг. 2) два однофазных инвертора инвертируют энергию скольжения в сеть, а -один однофазньй инвертор закорочен.

При необходимости увеличения часто ты вращения асинхронного двигателя 1 уменьшают величину противоЭДС однофазных инверторов,10-12. Это уменьшение производится за счет заштрихованных на фиг. 2 областей. Если из изображенных на фиг. 2 противоЭДС вычесть заштрихованные области, то в любой момент времени будут закорочены два однофазных инвертора, а один будет инвертировать ток своей фазы в питающую сеть. При этом перераспределение энергии между фазами будет : происходить аналогично описанному. Для любого промежуточного значения противоЭДС (в пределах заштрихованных областей) существуют моменты времени, когда закорочены два и когда закорочен один инвертор.

Если продолжить уменьшение противоЭДС, то появятся моменты, когда все три однофазных инвертора 10-12 закорочены. Если увеличилась противоЭДС до величины, превьш1ающей изображенную на фиг. 2, то появятся моменты, когда включены все три однофазных инвертора 10-12. В том и другом случае во всех обмотках 4-9 трехфазного дросселя 3 ЭДС самоиндукции и наведенная ЭДС будут вычитаться, что вызовет увеличение пульсации тока в фазах цепи выпрямленного тока и роторе двигателя 1.Однак эти пульсации по величине будут меньшими, чем при использовании известного способа управления ведомыми сетью инверторами, и том же значении ПротивоЭДС инверторов, так как неблагоприятные промежутки времени непродолжительны .

Включение однофазных инверторов осуществляет формирователь 16 импульсов инверторов, а включение и отключение управляемых ключей - формирователь 19 импульсов управляемых ключей. В течение времени между включением данного однофазного инвертора и шунтирующего его управляемого ключа однофазный инвертор создает ПротивоЭДС и инвертирует энергию скольжения в сеть. Регулирование длительности импульсов противоЭДС однофазных инверторов осуществляется фа- зосдвигающим устройством 20, которое

в зависимости от величины напряжения управления регулирует промежуток времени между включением соответствующего однофазного ин:вертора и шунтиру: юще го его управляемого ключа. Для улучшения гармонического состава ин-. вертируемого тока и увеличения диапазона регулирования в середине полупериода напряжения соответствуннцей фазы сети, связанной с однофазным инвертором, длительность импульсов противоЭДС больше, чем по краям. .

Частоту включения однофазных инверторов и управляемых ключей задает задакнций генератор 18.

20

5

0

5

0

5

0

Формула изобретения

Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами статического преобразователя частоты с ш-фаз-г ным звеном постоянного тока, каждая фаза которого содержит две встречно включенные обмотки т-фазного сглаживающего дросселя, состоящего из m отдельных сердечников, на каждом из них расположены две встречно включенные обмотки, входящие в pasHbie фазы звена постоянного тока, заключающийся в подключении однофазных инверторов и шунтирующих ключей поочередно к всем фазам звена постоянного тока с заданной частотой, кратной частоте на выходе инверторов, регулировании продолжительности подключения, отличающийся тем, что, с целью снижения пульсаций выпрямленного тока, первоначально однофазные инверторы подключают к

j или -я- фазам звена постоянного

тока без взаимной магнитной связи при четном или нечетном m соответственно, а остальные фазы закорачивают шунтирующими ключами, на втором, этапе коммутации указанное число фаз звена постоянного тока без взаимной магнитной связи закорачивают шунтирующими ключами, а к остальным фазам подключают однофазные инверторы, в дальнейшем чередуют названные этапы.

е„ rrffl fTin..I III It

-1ЖШ

iM

tf tztstif

Фи1.2

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в статических преобразоваГтелях частоты со звеном постоянного тока. Целью изобретения является снижение пульсаций выпрямляемого тока преоб разователя частоты. Формирователь импульсов инверторов 16 подает сиг нал на включение однофазного инвертора 12 и одновременно формирователь; импульсов управляемых ключей 19 по- дает сигнал на включениеуправляемого ключа 14 и отключение управляемого ключа 15. Инверторы 12 и 10 рекуперируют выпрямленньй выпрямителем 2 ток ротора асинхронного двигателя 1 в сеть и создают протиёоЭДС в своих фазах. При этом ток в закороченной фазе трехфазного дросселя 3 возрастает, а в других уменьшается. ЭДС самоиндукции в обмотках 4 и 5 направлена против тока, а в обмотках 6-9 - по току. При этом ЭДС,наведенная в.обмотке 4, направлена так же, как ЭДС самоиндукции. Таким образом происходит перераспределение энергии между отдельными фазами трехфазного дросселя 3, что препятствует быстрому увеличению тока в закороченной фазе и быстрому уменьшению тока в фазе, подключенной к инвертору. 2 ил. v с 1C N4 00 tpue.l