Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1987 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении непосредственных преобра- зовате.лей частоты, предназначенных для час- тотпого управления электроприводами и для автономных систем электроснабжения.

Цель изобретения - новышение надежности путем обеспечения независимости направления вращения двигателя от порядка подк.1ючення входных зажимов преобразователя к фазам трехфазной питающей сети.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства управления непосредственным преобразователем частоты; на фиг. 2 - временные диаграммы и эпюры напряжений на выходе преобразователя при прямом порядке чередовапия фаз трехфазной питающей сети; на (Ьиг, -- временные диа|-раммы и эпюры напряжений на выходе преобразователя при обратном порядке чередования фаз трехфазной питающей сети; на фиг. 4 - нример построения логического блока. (Индексы на диаграммах и энюрах напряжений соответствуют нумеранин и обозначениям на фиг. 1).

Структурная схема (фиг. 1) включает полностью управляемые ключи 1-9, образующие три фазы преобразователя частоты с фазными нагрузками в виде обмоток Ю--- 12 трехфазного асинхронного .авигателя. Одни из зажимов ключей 1-9, являюнлие- ся входными зажимами преобразователя, подк/иоче1п к с|)азам .4, В. С трехфазной интаюпи й сетн. Лругие зажимы, объединен- пые между собой для каждой фазы преоб- разовате,1я, нодкл.ючены к нагрузкам 10-12. Управлякл.цие входы ключей подсоединены к выходам уси;,чтелей 13-21 мон1,ности. Полностью унра1зляемые ключи 1--9, нагрузки 10--12 н уси. пп ели 13--21 мощности образуют си. 1О15ую часть непосредственного преобразователя 22 частоты.

Устройство д,.я управления состоит из фильтра 23 обратной иоследовате.льпости, вход которого п.редпазначеп для подключения к зажимам Л, В, С трехфазпой питающей сетн, а выход -- к входу выиря- мнте:1я 24. (ли нал но HSHHC 25 с выхода выпрямителя 24 ностуг ает на первый вход KOMiTapaTopa 26, второй вход которого соединен с источником 27 опорного напряжения. Выход Zi компаратора 26 нодключен к входу инвертируЮ1П.его уси.лителя 28 и к входам логи.ческих блоков 29-31. Выход Za инвсртирх ющс -о усилителя 28 соединен с ;фу- гими вхо.чами „логических блоков 29--31. Kpti .ie того, структурная схе.ма включает задаюн1ий ч -ператор 32, выход 33 которого соеди1 .е11 с входом нересчетной HCIH-I 34. Выходы Y - УЗ нересчетной негн- 34 соел,ине- ны с iixoj,a .ui логических блоков 29--31. На фиг. -1- нриведе пример построения нервой логической схемы 29. Она состоит из четы|)ех л(Г: 1;ческих элементов 2 И 35--38

И двух логических элементов 2 ИЛИ 39- 40 и реализует логические функции Х, У|,

.У2+22-У.зЛ(1)

X,Z Yз+Z2YzJ

где - сигналы на выходах нервого логического блока, подсоединенных к входам усилителей мощности одной фазы преобразова- теля;

У| - У.з - сигналы на выходах нересчетной цепи, подсоединенных к входам первого логического блока;

Z, Z-2 - сигналы на выходах компаратора и инвертирующего усилителя, подсоединенных к входам нервого логического блока. Второй 30 и третий 31 логические блоки построены аналогично и реализуют ло- гичеекие функции

,-.

,-y3+Z2-yi,(2)

Xr,Z,.Y,+Z2-Yr, J

где Xt-Хб - сигналы на выходах второго логического блока, нодсоединен- ных к входам усилителей мощности второй фазы нреобразова- теля;

.,1

,.y,+Z2-y2,(3)

,.y2-fZ..y,, j

где Ху-Хд - сигналы на выходах третьего логического блока, подсоединенных к входам усилителей мощности третьей фазы нреоб- разователя.

Устройство работает следующим образом. Задающий генератор 32 на выходе 33 формирует тактовые импульсы (диаграмма 33 на фиг. 2), которые поступают на вход пересчетной цени 34, на выходах У;---Уз которой ноявляются три последовательности прямоугольных импульсов длительностью 120 эл. град., сдвинутых между собой на 120 эл. град, (диаграммы У| - Уз на фиг. 2). Эти импульсы поступают на входы логических блоков 29-31.

Предположим, что на вход нреобразова- теля частоты подано трехфазное нанряжепие Л, В, С прямой последовательности (синусоидальные кривые Л, В, С на фиг. 2). Это напряжение поступает также на вход фильтра 23 обратной последовательности, на выходе которого будет полное трехфазное напряжение сети. Это нанряжение поступает на вход выпрямителя 24. На выходе 25 выпрямителя 24 получается выпрямленное напряжение большого уровня, которое подается на первый вход компаратора 26, где происходит сравнение этого нанряжения с напряжением уставки от источника 27 опорного напряжения, подаваемым на второй вход компаратора. В результате на выходе компаратора появляется положительный уровень сигнала Zi, который подается на входы логических блоков 29-31 и на вход инвертирующего усилителя 28. На выходе Z-i инвертирующего усилителя 28 устанавливается нулевой уровень сигнала, который также подается на входы логических блоков 29-- 31.

Таким образом, согласно схеме на фиг. 4, импульсы } | непосредственно проходят на выходе 13 первого логического блока 29. Разрешается прохождение импульсов У через логический элемент 2 И 35 и импульсов УЗ через логический элемент 37, на вторых выходах которых присутствует положительный уровень сигнала Z|. Прохождение импульсов У2, УЗ через логический элементы 2 И 36 и 38 запреп.1ено наличием на их вторых входах |улевого уровня сигнала 7.-. Импульсы У с выхода э; емент 1 35 riocTV- пают на вход логического элеме {та 2 ИЛИ 39 и повторяются на выходе 14 1;ервого логического блока. Импульсы У,; с выхода элемента 37 поступают на вход ло1Ч1ческ()- го элемента 2 ИЛИ 40 и повторяются на выходе 15 nepBOi o .логического блока.

Таким образом, на выходах 1315 первого логического блока 29 повторяются им- ну. по диа1 раммам У|--У:) прямой по- с:1едовате.1ьпости, что соответствует логической зависилюсти (i). Эти имну.. 1ьсы через усилите.;1и 13- -15 мс) включают соот- ветствуюп1ие по.лностью унрав.чяемые к,1ючи 1-3 первой фазы гфеобразовате.ля, в результате чего на обмотке 10 формируется напряжение, форма которого показана на эпюре И) (фиг. 2).

Для 1о.:1учения такого же напряжения lia обмотках II и 12 трехфазп01 о дни|-а- теля необходи ;О .:1ьсы управления ключей 4, 5 и 6 и к.лючей 7, 8 и 9 соответствующих фаз сдвинуть в направлении отстаивания на 20 и 240 эл. град. Тогда и кривые И и 12 также будут сдвинуты в этом направлении на 120 и 240 эл. град, (диаграммы на фиг. 2). Это осуп1ествляется с гюмон1ью второго 30 и третьего 31 ло|-ц- ческих блоков, которые реализуют .чогичес- кие зависимост (2) и (3). Двигатель будет B iaiJiaii)C« в каком-либо опре;1еленпом направлении.

Ec. па ход преобразовате.ля подано трехфазное на1и яжение .4, С, В обратной последовательности (синусоидальное кривые Л, С. В на фиг. 3), то на входе фильтра 23 обратной последовательности будет .ряжснме обратной последовательности, а и а его выходе, т. е. на входе ьы;1р 1:чите.ля 24. равно . Поэтому прям 1-гге л я а а р ч жен ие нулю. Тогда состояние менится на противоположное, т. е. на выходе Zi стана1;. ;иЕ.ает1:я нулевой уровень сигнала, которы запрещает прохождение

пульсов 2, У: через логические элементы 2 И 35 и 37. Положительный уровень сигнала с выхода Z2 инвертирующего усилителя 28 поступает на в.ходы логичееких элементов 2И 36 и 38. Тогда имнульсы У проходят через элемент 38 на вход . гического элемента 2 ИЛИ 40 и иовторя- ются па вы.ходе 15 riepBoi o .-югического элемента 29. В свою очередь, имну. ц.сы y.j, проходя через элементы 36, поступаюг на вход логического элемента 2 ИЛИ 39 п повторяются на выходе 14 логического б.ю- ка 29. Таким образом, на выходах 13 15 первого логического блока 29 появляются импульсы обратпой последовательности, что при обратиой последовательности фаз А, С, I) нитающей сети обеснечивает прежнюю фо р- му выходного напряжения иа обмотке 10 двигателя.

Формула изобретения

Устройство для унравления неносрсдсг венным преобразователем частоты, нредназ наченным для питания э.чектродвигателя нс- ремепног о тока, выполненным на полносгыо ч правляемых ключах с Д11усторонней npiMio димостью, управляющие входы которых но ;- сое.чипены к выходам уси.мите.лей мониюс ти. содержащее последовате. сосдипеч- ные фильтр обратной нос. едовател1)Ности. вход которого н)едназпачеп д.ля подк.1К1 .;с ния к трехфаз1-ой питающс сети, митель, компаратор с источником OHOpiiOi D |1ап }яжения и инвертирующий уси.1ито. ;ь. последовательно соединенные задаюнщГ: i с- нератор. пересчетную пепь с тремя i bixo;i;j

ми и первый логический б.чок с п входами и тремя выходами, реа.шзующий .логические функнии

A i y,, ,..y,

,y.,-;-Z2y.,

где A l, .- ( -j .Y.i - сигна.лы па выходах первого логического б.лока, 1;ол.с; ед11- нснн.ых к вхол.ам уси.шго. к й

МОПИЮСТИ одной :pCi;nразова геля; У, Y-2, } :, - сигналы на В1,1хода licpecMOT

Н(.)Й цепи, ПОДСОСДИНС1П:) 1ч

нх-:х1ам пер I d 14) лошчспч ;- Плок;):

Zi, /.-2 --- сигна.ли на в . ходах комнара- TOjia и и -1нертн 1ук1П1е;-о -ii.::;- теля, подсоеди:1е1М Ь х i-; дам первого . i .. ка,

п глачаклиееся т(м. что. с целью юшм::.;- адежности путем обес1 сче1;ия независпмо - ти направ. 3; ащен1 Я двнгаге.ля oi .1- ка подключения входных : ажи ;ов ()(|блоками, причем бторой логический блок выполнен реализующим логические функции

Х, У2,

X,ZiY3+Z2Y,

X,ZiY,+Z2Y3

где Х, Xs, Хй - сигналы на выходах второго логического блока, подсоединенных к входам усилителей мощности второй фазы преобразователя,

а третий логический блок выполнен реализующим логические функции

Xz Y,

Y - -Z-2Y2,

Xg Z1 У 3 -(- Z 2 V1,

где XT, X, Xg - сигналы на выходах третьего логического блока, подсоединенных к входам усилителей мощности третьей фазы преобразователя.

Фиг. 2

фигЗ

i-i:iOUtXMcni f ri-ii :n.-iri cw к i)fM:i6p;j.. ibliliil техПИ чО и МОЖОГ бЫТ ЯСИ(л ЬЧО.;;;:) при nocTpoeniU 1рО.бра;к;ва гелей частоть д;|и чагтотиш О iip;-ii :ieiiH;i электропри();1;ь ми. 1о, 1ь м:-;обр(:тсния - (lOBbiiiiCiiiii паде/ i . J.i-L i r .V i / III, I , L-rr-rJ JiMII T7Jri,. r,T Tin |- - i VI«-Th- K- ; Kr l-;f LJ i-..jI u) uj...i . .---i 74 I Иг i i 7 zif, I I .iJ ---- i t%-L;;,. I .:.. Г.. I .-,;I r r-4 /0 1 .5 - 28 Л . ., epaiiU-ii : .и;;:- геля иг ка 1И}.:к.( пь:х;1 ,,:V . прсоо- ра и;и;г:ч 1Я к dia.i;n; Г; хфа;; : 1 ; ппч aioiaeii сети . Ч ;:г:ч ГРп 32 фо 1м:1| : г г ; ai-. ,:C It У. : .,, K- aC|10C4l ; H а S иоаь 34 формир} V ; гпи . ;сд1.):5а1 0.( тя lljiViAiO;. 1Ч)ДЫ|ЫХ , ;:-OUC Д, liU /i )1ОСТЬ:О 2{.| j.i. rjia.u. c.iHhii} ; bix собой па 20 --i.i. rpa.L Koriipi-- . 4 :c;-v;iai д aa т. 11 ii iiMrcKMx f;. 20 31. lla .ip ; no ;:ч::Дг:: O/Havai; Koa t , iia:( : ;-:; i-na. ii.; ;- ;a,.vn.i.: M;M;iai)a I op;. ;ча::;1Д10Д1 aonjK и acpo i - ;30p ri;i iO ;Д;;; . oa, in i г.п 2(S. (маара loj) 2П rpaniaiiiar oiiopin.ni oiii над a iJpO ИПЯ .4. /. . Ha .:(.U1X ii7-)pOi4) i :l- C-ibcra . ичссачих 1 д;а. фпрми|1 |. -. ay. ibc.; yaipaii.-naiiij:, i д;.; 1 aic относи i-e/naiiJ ам;; .,аьсо;; iir aisa aa: : ii . p;U)ro дорического бдока i ii 12 ii 240 v. i. : ;iaa. 4 i:,. -i -L;;,. И ..„.l j..-;., I --I-i--| L.o.j I Y FfTT TfY t t 0sj«

У

Составитсл В. Бунаков

Редактор Е. КопчаТехред И. ВересКорректор Н. Копча

Заказ 1321/55Тиражбб Подписное

ВИИИПИ Государственного комнтета (. по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Рауп1ская наб,, л. 4;5 Производственно-но.чнграфическое нредприятие, . Ужгорсы, ул. Ироектна ,. -S