Способ управления мостовым инвертором с нечетным числом фаз более трех Советский патент 1987 года по МПК H02M7/48 

Изoбpeтeн te ОТНОСАТТСЯ к 3j( технике и может быть исг10.:и) при построении мкогофазко:ч: асиккрэн-- ного электропривода, рег улг-цтуо мого с. помощью автономного ;;{нве р- орй ,

Цель :изобретекия ооеспечениа ке- изменного спектрального (эстгза зь ходного напряжения i-i расшаре1-;ие о г:: диапазона ре;гулировгния во всем и а 3 о н е изменения па i:i ам е т п 15 в s i а г р у з;-:, f.

На фиг „ 1 представлен м:-;огофазнь н мостовой инвертор; на фиг, 2 - сигна:ч управления ключа.ми, сформированные в соответствии с преялага г ым способом управления, при фронтальном (с;) и центрально-к (S) рас юложенки рэгу- лировочкых пауз d .. у;и:;оеииом (и) и форма Bb xo i ioj о ф;азпо о женкя пятифазиог-о Hv:nepi opa нг фиг„3 -- сигналы упрс.влеяия ключа.MI-. при активно-индуктивной : а грузке 1-:;а-- вертора; на фиг 4 - сиг 1:;:;лы yiipi. ния ключами при 1ктквно-ем1 остиой нагрузке инвертора; на фиг,.5 - w. :i-- ципиальная схема устройства пля yi-pa- вления ннверт(;ром для реа-пизаци пре7:;лагаемого способа у 1равлсни -; ;; фиг. 6 -- временньге дlиaгpa :мhь ;;o cкi::ю щи е его работу.

Принцип формирог;:;1иия г;оследо1 а-- тел1 ностей упразляю 1;и : s-i -nyn;:,c:. i.iun- чаьп 1--10 многофазного (аверч ора iKa-- пример ; иятифазногс 5 ;:ре;1Ста1 ле К(:м о 15а фиг,1) по предлгг асмоь-у сг-сссюу поясняется временными дна ;.а фиг , 2, где и,; - сигналь; х правле- ния 1 и Ь г я:тиф;:1зног( - ) -тора; и,, фазное ра.пря к«:нне инвег 4)

ра„ По известному сггособу y:; pa3J:€MiHe мостовыт- инвертором ijcynt ств. i;y--- тем периодического вк..гпо ;:нмк ;; i:i:..;- чения кг Ю 1СЙ ча каждом HI; ( ети ;мь; О- л/ (21ТИ-3) , 1( 2т+:; - 2 у/ -; 2:;1-:-;: , .. . , (1(211-2)/{2т- -3) -Г, кричеь: дли-гмтцпи -, открытого cocTOHHi: - к:1юча i:a ла;кдом из указанных читервЕлов гада; ; : ра. Г;:;- V (2п-1-3)-л, где у- yi OJi peryj4-ipo-ia- ния,. Однако при работе iii вертора ма нагрузку, имеющую . -рияктиБ:-и ;й характер, в кривой выхолього 1;аиряже- ния инвертора вознигсают доло..пь- ные искалчения, o6ycjiOB.iei ;;ротмвс- ЭДС нагрузки. Так, С1 мке уичпа расположенной паузе на фгюнтах vxa- занных интервалов (равно :1-1 } ка первом интервале с ()-/i/(2п:+3; змее-: с

(ii.rH-; л/2, cicuiH If ft /2), а по- амплиL| - напряжение 1Г ;тания мостового инвертора. При 4,j-г / ( 2т+ ;)-а / 2 такие импульсы возникают и и;;, дру.гих участках проводимости. С пелью обеспечения неизменного ciieKTpaj i)HOf o состава выходного папряжем} я Е-5ннер тора во всем дн апазо- ие изменсн: ;я нагрузки и расширения с : о диапазо1 а регулирования формиру- х;т 2 2iT.-r3j допол} ительных последовательностей управляющих импульсов, по/:,ают на - правляк:-щие входы ключей вместе соответствующими ос- И|;вными последователькостями импуль- . :ов „

Рассмотрим реа.чизадию предлагаемо- о способа у-:;ра;з.геиия а примере фор- .ч 1рсвания yrijiaз.тяюиих сигналов U ,U ключами I V. ( ин ;ертора. На интерва- .ах лроводиногти O- ff/S, F/5 п -ill/5- в соответствии с основными 1: СЛ1 доуатольн(5Ст яни управляющих им- ;|ульсов фог мит ую г отпирающий сигнал ч. 1я ключа I с д.дительностью открыто- . -; СОСТОЯНИЯ ./5,, Б соответствии с той же освовл юй госледовательностью импу.чьсов jia. И1;.тервалах /3 - , «/5 - ц/ /S формируют регулировочные .длительностью d и обеспечивают cTKps.iToc состоя1п е Kjii-оча 1 длительностью -о; , К соогветст1ии с до- полнитс.:1г,ными г:ос.ледовательностями И v;пyльcoв 1-;а иг-тервалах 6 /5 - 7 л/5

слгнаЛ; обеспечивающий открытое, дли- ; Льность;с а-, состояние 1. На- -::iji( i этой .1:нительной последова- : ...(;.-ости 1г;пу.г;ьсов сдвинуто на угол но отно ;; ;:нию к началу регулировоч- ;:ой ;;аузы i:a Иг тервале - . С {гнал Tip; .влепив: )чом 6,. сформиро- ; анный 1 соответствии с предлагаемым

(фиг,2), Cfirna. ibi управлен ш осталь- ключами 2 - 5 и 7 - 10 пятифаз- ;Ь.)го И1 1:;с ::) получены аналогично :г/тем c.i:,sHi a на угол s /5 основных и донол1;пт1:льных пс с ледова гельностей упра: Ляю1ци : имnyJ .сов,

:;с указанных интервалов /5 - , 3 ф/5 - ()О1-тально) длительнос- т ью гю / /2 ( 2е)р но и в середине оказанных И1ггерв :лов (т,е, централь.-

313

ное расположение, фиг,25). Спектральный состав выходного напряжения при этом изменяется за счет перераспределения энергии между некоторыми из высших гармоник. Улучшение спектрального состава этого напряжения достигается и за счет увеличения числа регулировочных пауз (суммарная длительность которых равна о) . Сигнал управления при двух регулировочных паузах на интервалах 7/5 - и З/Г/5 - 4F/5 и сформированное выходное фазное напряжение представлены на фиг, 2 0.

При формировании управляющих сиг- налов в общем случае 2т+3-фазного инвертора формируют 2(2т+3) основных последовательностей управляю цих импульсов, сдвинутых на угол /(2т+3). В соответствии с этими последователь- ностями на интервалах проводимости каждого ключа О - /(2т+3) , 2i /(2m+3) - 3ff/(2m+3),. .,, /Г(2т+2)/(2т+3) -f открывает ключ, причем длительность его открытого состояния равна длите- льности самого интервала (2т+3). На интервалах проводимости (2т+3) - 2F/(2m+3), (2п+3) - 4 Г/(2п+3) ,. , , ;/-/(2m+1)/(2m+3) - (2m+2) / (2m+3) формируют регулировочные паузы, в тече- ние которых ключ запирают, а на остальной части соответствующего интервала проводимости открывают. Длительность открытого состояния ключа обеспечивают равной 7/(2т+3)-0, Кроме основных последовательностей импульсов для управления ключами инвертора формируют также 2(2т+3) дополнительных последовательностей. В соответствии с ними, на интервалах проводи- мости /Г(2т+4)/(2т+3) - /T (2т+5) / (2тп+ +3), F(2m+6)/(2m+3) - (2m+7) / (2m+ +3),,,., n(4m+4)/(2m+3) - (4m+5)/ /(2m+3) формируют отпирающий сигнал и подают его вместе с основной после довательностью импульсов на управляю щий вход соответствующего ключа. По этому сигналу на указанных интервала обеспечивают открытое, длительностью о, состояние ключа. Длительность угла регулирования d- в этом случае изменяется от О до И/ (2т+3) , где m - 1,2,3,,, - любое целое число.

При работе на активно-индуктивную нагрузку, характеризуему1й) углом tf, дополнительная последовательность импульсов может быть сформирована не на всех указанных интервалах в зоне проводимости Т- 2 ii, а только в зоне

5

176

JQ

| уп 25 зо, Q- - х 50

55

14 4 . е |/-3 /2, Форма управляющих сигналов и -и ключами 1-10 пятифазного инвертора в этом случае представлена на фиг,3, где приведена форма фазного напряжения Цф, Число переключений ключей при этом сокращается на 20- 25% при уменьшении соответственно динамических потерь и улучшении энергетических показателей инвертора,

В общем случае работы на активно- реактивную нагрузку как с опережаю- щам, так и с отстающим углом можно обеспечить дальнейшее улучшение энергетических показателей инвертора. Для этого необходимо определить угол перехода мгновенного значения фазного тока инвертора через ноль if и ограничить основную последовательность управляющих импульсов зоной 6, от if до 7i , а дополнительную - зоной в, 17-(+Lf) , обеспечив запирание ключей вне этих зон, при работе инвертора на активно-индуктивн то нагрузку. При работе на активно-емкостную нагрузку основная последовательность импульсов ограничена зоной б, 0-( |Г-i) , а дополнительная - зоной (2F-t) - 2fi (фиг,4), Число переключений ключей инвертора сокращается при этом на 40-45%, а форма выходного напряжения по-прежнему не зависит от параметров нагрузки,

Устройство (фиг,5) для управления мостовым инвертором, например пяти- фазным (фиг.1), содержит задатчик 11 частоты, связанньш с пятифазным регистром 12 с перекрестной связью с парафазными выходами О ,Q ,Q ,0 ,..,, Q ,Q, и модулятором 13 щирины импульсов с выходом S. Регистр 12 может быть выполнен, например, на пяти 1К-триггерах (не показаны). Выходы регистра 12, а также модулятора 13 щирины импульсов подключены к деся- тиканальному логическому узлу 14, каналы 15-24 которого выполнен идентичными. Выходы М, М,,..., Mjg каналов 15-24 логического узла 14 связаны с управляюп1ими входами М, М,,, . , , , М ключей 1-10 инвертора (фиг,1). Возможно исполнение канала 15 логического узла 14, предназначенного для формирования управляющего сигнала М ключом 1 инвертора, при котором он содержит два логических элемента ЗИ-НЕ 25 и 26 и логический элемент ЗИ-ЗИЛИ 27, к входам которых подключены соответствующие выходы регистра 12 и модулятора 13 ширины импульсов.

Связи между Указ нн1::1ми у- яам;; - ментами определяются ло:: г: чес-хи ; ражениями: на зыходе огичес; ог( мента ЗИ-НЕ 25 () s логр;ческого элемента ЗИ-НЕ 25 (( QjS), на выходе логмчесхс го -:;et 27 (ils Q . S) (сГоТч) О., -г (С),(

+ (Q.,

Для обсспечент-ш |;:нмм Г1)-чЧ О :ч

положения паузы c.i- н кал:::ом :;;: ; занных интервалов задат; як 1 1 ч; выполнен в виде 1;осле;;о1 Г/j-c-rf iio динен1П:1х собственно iueix, г-. тора 28 и дел -1теля /:9 чг.с:тот::, зтo модулятор i ; i. -ipH r:: импу.ль .

к:)оке к;1:-гг ;( чис ;у п -а: нн} ертора -;И-3 ,

Таким с;: - ; 13;5г-г, ,г;: агаекый способ у iipabjienf-;;: N;HOi4ig);i зиь:м мостовьз-f нн fCpTopo;.;; ;: :;н воляс Г осум еств -: з регу- .,1роианнс BivXoy.HcH n напряженно при :и;зан н:имол: 1) паря MCrrpcfi iai py3K4 . В)Х1. КaiiряжеНИИ Ключн

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении многофазного асинхронного электропривода. Целью изобретения является обеспечение неизменного спектрального состава выходного напряжения и расширение диапазона регулирования. Сигнал с выхода задатчика 11 поступает на вход регистра 12, который обеспечивает формирование десяти последовательностей импульсов выходной частоты инвертора. Задатчик 11 синхронизирует работу модулятора ширины импульсов 13, сигнал с выхода которого поступает на входы логического узла 14, который обеспечивает регулирование выходного напряжения при независимом от параметров нагрузки спектре выходного напряжения. 6 ил. с & (f)

К sin

С нос об - фазл-ния юстовым инвер- ojjCM с нечетньп / чнслом Лаз более :i)e, пкл счаюи1И н себя 271+3 стоек - ;;AZ ая; H;J которь состоит из двух : :;с; едова7е: :ьно нетюченных ключей,,

713

заключающийся в том, что формируют 2(2in+3) сдвинутых на угол (2т+3) основных последовательностей импульсов, в соответствии с которыми на интервалах проводимости О - (2т+ +3), 2F/(2m+3) - Зй-/(2т+3),.. .,ii(2m+ +2) / (2m+3) -/ каждого ключа открывают его, а на интервалах проводимости (2т+3) - 2л(2т+3), Зя/(2т+3) - 4F/(),...,(2m+1)/(2m+3) - / (2m+ +2)/(2m+3) формируют регулировочные паузы и обеспечивают открытое состояние ключа длительностью /(2т+3)-(У, причем d угол регулирования изменяют в диапазоне О (2тп+3) , где m - 1,2,3,.. - любое целое число, отличающийся тем, что, с целью обеспечения неизменного спектрального состава выходного напряже148

НИН во всем диапазоне изменения нагрузки и расширения его диапазона регулирования, на указанных интервалах проводимости О - ; /(2т+3), 2 Г/(2т+ + 32 - 37/(2т+3),..., (2m+2)/(2m+3)- - л обеспечивают открытое, длительностью /(2in+3), состояние ключа, а также формируют 2(2т+3) дополнител ь- ных последовательностей импульсов, в соответствии с которыми на интервалах T(2m+4)/(2m+3) - /Г(2т+5) / (2m+3), ir(2m+6)/(2m+3) - (2m+7) /(2m+3) ,. . ., /(4m+4)/(2m+3) - v (4m+5) / (2m+3) обеспечивают открытое, длительностью c , состояние ключей, причем начало дополнительных периодических последовательностей импульсов сдвинуто на угол /Г по отношению к началу регулировочных пауз .

Л Л Л

/ / 4

О

- О

Ui

tt

,9i. ,,n // ri jiilzdDj.j...J jJJ 4ziij.nl

//,. I I Ill T lnJ- dj ;, у .,....1,-- J-чp-J}4 II .n 1. J i I ч

--Г1 -1 - Г - 6;jp- 4.4-44-{i:i 4i

., I j 1 ,, j p ,..-.-(.-|. . .,j ....„

6;(;K--fi l|-4--Ч- - -T

-t%:::q;; ft- f

//,,.- - 1-4-pj.i.i-|-j- -.;.-..

.;Hjij-I|4 44-.f-.i±|nihn4;.ц...4|П :44u;| 4; fif

f ( L /П I iU Uj-J

i li 1

4-iJ-I-

ijiL

n

- шр

/7 5Г

/ST

f ft

1 q, p:i: :r:::: % ....c::::-:

41 /;.-U

u/ (.j, f

(/Л r5)lU1.riJ J,rLjl. JlJ- lJ nJ-LrkriJ-U LjarLJCL

iii:,yz::::rz::z:::::::r-r::3nr:::::::i:::::r:r..ojt

,)pir:u iiric i.j ii...j:iirir:ii:ic:i...,iLB.

./,,...а..;.-л..1::1а1::: 1:10.....х::у:1с:-

чtfi;-.

I

OJl

.:-;-,.. .-.4t l//J /

. .L«,,,,.,,.

- ---™j -ii u;f

..j i::::::rz:::-:rx.

, ,«.

...j:i:i: i:::izi3..,r

u;f

-U LjarLJCL

:::i:::::r:r....u

ic:i...,iLB.

Редактор A,0r;ip

Заказ 2432/53Тира оЬСПод-исное

ВИЯМЖ Государстненко; ; ioiMiireTa СССР

по j .t JiaM H3o6pf: :4;Hi;v; i; oi ;чрытни 113035, Москна, Ж- г: уа -ш1 кая иаС;. д, --- 5

Производственно-полнграсЬичсм- КО : .11рият е. г. У;игорол, уи Проектная, 4