Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1987 года по МПК H02M5/22 

113

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тяговых и промышленных частотно- управляемых электроприводах., а также и электротермических установках.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей преобразователя.

На фиг.1.представлена схема устройства для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие способ; на фиг.З,- схема блока задания частоты выходного TOKaj на фиг.4 - диаграммы поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) содержит питающий трансформатор 1, к втрричной обмотке которого подключены три фазных комплекта 2-4 вентилей. Каждый комплект содержит две включенные встречно-параллельно трехфазные нулевые вентильные группы соотве тственно 5,6; 7,8 и 9,10. Выходы комплектов, подключены к трехфазной нагрузке 11, фазы А,В,С которой включены в звезду Устройство для управления преобразователем содержит также фазосдвигаю- щий блок 12, формирующий первую последовательность импульсов,сфазиро- ванную с трехфазным напряжением питающей сети, логический блок 13 формирования импульсов управления преобразователем и блок 14 задания частоты выходного тока, который формирует вторую трехфазную импульсную последовательность с частотЪй, равной выходной частоте преобразователя, и длительностью импульсов, равной ЗТТ/б Сформированные блоком 13 импульсы управления поступают на управляющие электроды вентилей нулевых вьтрямите лей, которым в данным момент разрешено работать.

Блок 14 (фиг.З) образуют задаю1ций генератор 15, делитель- 16 частоты на два, два кольцевых регистра 17 и 18, три элемента ИЛИ 19 - 21 и шесть элементов И 22 - 27. При этом регистр 17 соединен с задающим генератором 15 через делитель 16, а регист 18 - непосредственно,

Сущность способа заключается в том, что в каждом из комплектов 2 - 4 с помощью блоков 12 - I4 в течение первого полупериода выходного напряжения включают вентили одного направления групп 5,7 и 9, затем выключают их, а в течение второго полупериода .включают вентили обратного направле12

ния групп 6,8 и 10, затем выключают их.

Включение вентилей в каждом очередном комплекте (например, 2) производят с отстаиванием на 1/3 периода от момента включения вентилей одноименной группы опережающего комплекта (например, 1). Выключение вентилей в каждом опережающем комплекте (иапример, l) производят с отставанием на 1/12 часть периода относительно момента включения вентилей одноименной группы очередного комплекта (например, 2).

Таким образом формируют интервалы проводимости вентилей Р , Р , f й N « (фиг.2), причем длительность интервалов при одной полярнос5

ти равна -т, а между интервалами о

прямой и обратной полярностей имеет ся пауза величиной г. Интервалы в

D

смежных фазах сдвинуты между собой

2и

на время, равное -т. Ток в каждой

фазе нагрузки д, ig, i (фиг.2) при этом имеет ступенчатую форму, близкую к синусоиде,

Особенность предлагаемого способа управления состоит в том, что в течение периода работы вентилей чередуются режимы одновременной работы вентилей двух и трех групп, что при-г

водит к формиров анию ступенчатой формы тока в фазах нагрузки.

В зависимости от того, какие вентили включены на данном интервале дальностью /6, возможны следующие режимы.

На интервале включейы группы 5,8 и 9 1л ic 2Е/3 г, i

E/r, где Е - напряжение на выходе комплекта; г - сопротивление фазы нагрузки 11.

На интервале F/6 - /3 включены группы 5и8чд а Е/г, i 0.

На интервале 7/3 - /2 включены группы 5,8и 10. ic 19 2Е/Зг, iy, 4Е/ЗГ.

UТГ 27

На интервале о включены груп в

0.

пь1 5 и 10. i, ic Е/2,

U. 27 5/Г

На интервале -г - -- включены J о

группы 5,7 и 10. i, « ij 2E/3r, ic 4Е/ЗГ.

3

5j7

13

ВКЛЮЧЕН, J-руПlla интервале

пы 7 и 10. ig if E/2j i 0,

Устройство, реализующее способ, работает следующим образом. На вход питающего трансформатора 1 подается трехфазное напряжение сетевой частоты, которое с вторичной обмотки его подводится к шести группам 5 - 10.

Импульсные последовательности заданной выходной частоты преобразователя, сформированные блоком 14, управляют группами 5-10 так, что каждая из них работает часть

периода выходной частоты. Управляющие вающем наибольший коэффициент мощ20

импульсы, сформированные блоком 13, поступают на управляющие электроды вентилей в случае совпадения управляющих импульсов блока 12 с управляющими импульсами блока 14. Таким образом, формируются фазные.напряжения, приложенные к нагрузке II с заданной частотой.

На фиг.4 приведены временные диаграммы, поясняющие работу блока 14 25 задания частоты выходного тока,

Задаюш й генератор 15 формирует первую последовательность с частотой, вдвое большей частоты выходного тока преобразователя (фиг.4а). На.выходе зо делителя 16 формируется втерая импульсная последовательность с частотой, равной частоте выходного тока преобразователя (фиг.4б).Кольцевой регистр 18 формирует три последовательности прямоугольных импульсов tA, tB, tC с частотой задающего генератора 15 и длительностью импульсов,равной Т , Регистр 17 формирует вторые три последова- 0 тельности импульсов ±А , iB , ±С , частота которых вдвое меньше. Импульсные последовательности А, ±В, К, - А , +В , + с логически суммируются попарно элементами 19 - 21 и поступают на первые входы элементов 22 - 27, на вторые входы которых поступают соответственно импульсы fA ,- -А , +В , -в , С , -с . Выходы элементов 22 - 27 являются выходами 50 блока 14 задания частоты вьгходного тока (фиг.4и,К5л).

35

ности преобразователя по сравнению треугольной, трапецеидальной, синусоидальной формами напряжения управ ления.

Формула изобретени

Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем час то ты, содержавшим три фазных комплек вентилей, каждый из которых выполне в виде двух групп, включенных по встречно-параллельной нулевой схеме заключающийся в том,-что задают час тоту выходного напряжения в каждом фазном комплекте, в течение первого полупериода выходного напряжения включают и выключают вентили перво группы, а в течение второго полупер ода включают и выключают вентили вт рой группы, фиксируют моменты включения и выключения каждой группы ве тилей, вентили в каждом очередном фазном комплекте вентилей включают с задержкой во времени, равной 1/3 периода выходного напряжения относи тельно моментов включения соответст вующих вентилей одноименных групп в комплекте опережающей фазы, отли чающийся тем, что, с целью повьш ения энергетических показателе преобразователя, выключение вентиле в опережающем фазном комплекте осуществляют с задержкой на 1/12 перио да относительно зафиксированного момента включения соответствующих вентилей в комплекте очередной фазы

4

фиг

t, длительность

- imiiHa 5 //6 .

Предлат аемьи спос об по воляет улучшить форму выходного тока преобразователя при простой и надежной схеме устр(1йства для управления с одновременным обеспечением высоких энергетических показателей преобразователя, выпрямители которого могут работать при полном открытии вентилей, снизить в нагрузке содержание высших гармоник тока при прямоугольном напряжении управления, обеспечи0

5

о

0 0

5

ности преобразователя по сравнению треугольной, трапецеидальной, синусоидальной формами напряжения управления.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем час то ты, содержавшим три фазных комплекта вентилей, каждый из которых выполнен в виде двух групп, включенных по встречно-параллельной нулевой схеме, заключающийся в том,-что задают частоту выходного напряжения в каждом фазном комплекте, в течение первого полупериода выходного напряжения включают и выключают вентили первой группы, а в течение второго полупериода включают и выключают вентили второй группы, фиксируют моменты включения и выключения каждой группы вентилей, вентили в каждом очередном фазном комплекте вентилей включают с задержкой во времени, равной 1/3 периода выходного напряжения относительно моментов включения соответствующих вентилей одноименных групп в комплекте опережающей фазы, отличающийся тем, что, с целью повьш ения энергетических показателей преобразователя, выключение вентилей в опережающем фазном комплекте осуществляют с задержкой на 1/12 периода относительно зафиксированного момента включения соответствующих вентилей в комплекте очередной фазы.

Фиг.г

Рмг.З

Составитель В.Миронов Редактор А.Огар Техред М.Ходанич Корректор С.Черни

Заказ 2431/52 Тираж 660Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4