Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты со слежением Советский патент 1987 года по МПК H02M5/22 

10

15

11356149

Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использовано при создании преобразователей частоты .для частотно-регулируемых электроприводов систем и механизмов общепромышленного назначения.

Целью изобретения является улуч- шение формы выходного тока.

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг. 2, 3 - диаграммы его работы.

Устройство для управления непо-- средственным преобразователем частоты со слежением, выполненным по нулевой схеме на полностью управляемых силовых ключах 1-9 с двухсторонней проводи юстью, содержит датчик 10 тока трехфазной нагрузки 11, датчик 12 сети, блок 13 компараторов, вхоы которого соединены с выходами геератора 14 задающих сигналрв и датика 10, постоянно запоминающее устройство ПЗУ 15, шесть входов кото- 25 ся ого соединены с выходами 16-18 блока 13 и выходами 19-21 датчика 12, девять выходов Упр.1 - Упр.9 соедиены с управляющими входами силовых лючей 1-9.

Устройство для управления, непо- средственным преобразователем частоты со слежением работает следуюпщм образом.

На выходе генератора 14 формируютхору Со шт чт фа а 18 ву (ф

со вы

ПЗ ст ни оп си ти на го

фа 16 ме бол JQ пр зи мо ме и ра ни в мал ни

20

35

ся три синусоидальных сигнала i

03

fis

сз

0, а если меньше, то 1. Для фаз вис соответствуют выходы 17 и 16. В данном случае в фазе с ток меньше заданного, а в фазах а и в - больше. Для того, чтобы выходной ток JQ преобразователя максимально приблизился к заданному значению, необходимо каждую фазу нагрузки переключать между входными фазами с наибольшим и наименьшим напряжением таким образом, чтобы величина рассогласования между фактическим значением тока в нагрузке 11 и заданным была минимальной. Чем выше частота переключения, тем уже трубка тока, тем бли35

(фиг. 2) требуемой частоты и амплитуды. Эти сигналы являются сигналами задания тока в каждой фазе нагрузки II. С датчика 10 тока снимают- 40 фактическое значение тока нагрузки к заданному. Из-этого следует, что фазу с нагрузки необходимо подключить к входной фазе питающей сети.

ся сигналы 1,

.ICH пропорцио-. нальные фактическому аначению тока в фазах нагрузки 11. Эти сигналы в блоке 13 компараторов, имеющих гистерезис сравниваются с сигналами i, igj,i(,3 задания. На выходах 16-18 блока 13 формируется двоичный трехразрядный КОД; который поступает на входы 46-18 ПЗУ 15,

На входы компараторов от датчика 12 поступают сигналы, пропорциональные мгновенным значениям напряжений питающей сети А, В, С. На первом компараторе блока 13 сравниваются сигналы фазы А и фазы В, на втором - сигналы фазы В и С и на третьем - сигналы фазы С и А. Выходные сигналы 16,12,18 блока 13 компараторов изображены Ни фиг. 3.

50

мгновенное напряжение которой имеет д наибольшее значение, а фазы а и в - входной фазе с наименьшим значением. В данном случае фаза С имеет наибольшее значение, а фаза А наименьшее. На выходах ПЗУ формируется код 001111110. Фаза нагрузки с с помощью ключа 9 подключается к фазе С, а фазы а и в с помощью ключей 1 и 2 - к фазе А. Эти ключи открьшаются с помощью импульсов управления Упр.9, Упр.1 и Упр.2 соответственно. О соответствует импульсу отпирания ключа. Ток в фазе с начинает уменьшаться, а в фазах айв увеличиваться до тех пор, пока ошибка рассогла55

0

5

25 ся

В промежутке времени на выходах компараторов блока 13 формируется двоичный трехфазньй код 001. Согласно этому коду видно (см. заштрихованную часть синусоиды фиг.З), что мгновенное значение напряжения фазы С имеет наибольшее значение, а фазы А - наименьшее. Выходы 16,12, 18 блока 13 компараторов соответствуют выходам 21-19 датчика 12 сети (фиг. 1).

Рассмотрим формирование импульсов управления Упр.1 - Упр.9 силовыми ключами -9,

Пусть на адресных входах 16-21 ПЗУ 15 установился код 001001 (9-я строка таблиды в формуле изобретения). Первые три разряда этого кода определяются соотношением входных сигналЬв блока 13 (фиг. 1). Если фактическое значение тока в нагрузке, например, в фазе а, больше заданного, то на выходе 18 блока 13 появит 0, а если меньше, то 1. Для фаз вис соответствуют выходы 17 и 16. В данном случае в фазе с ток меньше заданного, а в фазах а и в - больше. Для того, чтобы выходной ток JQ преобразователя максимально приблизился к заданному значению, необходимо каждую фазу нагрузки переключать между входными фазами с наибольшим и наименьшим напряжением таким образом, чтобы величина рассогласования между фактическим значением тока в нагрузке 11 и заданным была минимальной. Чем выше частота переключения, тем уже трубка тока, тем бли0

35

40 фактическое значение тока нагрузки к заданному. Из-этого следует, что фазу с нагрузки необходимо подключить к входной фазе питающей сети.

мгновенное напряжение которой имеет наибольшее значение, а фазы а и в - входной фазе с наименьшим значением. В данном случае фаза С имеет наибольшее значение, а фаза А наименьшее. На выходах ПЗУ формируется код 001111110. Фаза нагрузки с с помощью ключа 9 подключается к фазе С, а фазы а и в с помощью ключей 1 и 2 - к фазе А. Эти ключи открьшаются с помощью импульсов управления Упр.9, Упр.1 и Упр.2 соответственно. О соответствует импульсу отпирания ключа. Ток в фазе с начинает уменьшаться, а в фазах айв увеличиваться до тех пор, пока ошибка рассогла

сования между фактическим значением тока нагрузки и заданным не превышает ширину трубки тока. После этого произойдет очередное переключение. Пусть в результате очередного переключения на адресных входах ПЗУ установился код 101010 (42 строка таблицы).

По коду первых трех разрядов 010

определяем,

что ток в фазах а и с

больше заданного, а в фазе в меньше заданного. По коду вторых трех разрядов 101 определяем (см. промежуток времени фиг. 3), что фаза С имеет наибольшее напряжение, а фаза В наименьшее. Следовательно, фазы нагрузки а и с необходимо подключить к входной фазе В, а нагрузку в -. к фазе С. На выходах данных ПЗУ формируются нулевые сигналы Упр.4, Упр.6 и Упр.8 (см. таблиду в формуле). Ключи 4 и 6 подключают нагрузку а и с к фазе В, а ключ 8 - нагрузку в к фазе С.

Коды 000 и 111 на выходах 19-21 датчика 12 запреш;енные и свидетельствуют о неисправности датчика сети. В этом случае ключи 1-9 закрыты (о...7 и 56.,.63 строки таблицы).

Коды 000 и 111 на выходах 16-18 блока 13 компараторов также запрещенные и свидетельствуют о неисправности силовых ключей. В этом случае нагрузка подключается к одной фазе входной сети и снимается силовое пи- тание ,с входа преобразователя. На

Двоичные коды на входах постоянного Двоичные коды на выходах постоянного запоминаю- эапоминающего устройства щего устройства

5 0

5

0 5

фиг. I не показано устройство, отключающее преобразователь от сети.

Введение в систему управления датчика сети и ПЗУ с новыми связями позволяет управлять НПЧ, вьтолняе- мым на полностью управляемых полупроводниковых ключах с двухсторонней проводимостью,- что существенно улучшает форму тока в нагрузке НПЧ за счет отсутствия пауз в токе и большой частоты переключений.

Формула изобретения

Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты со слежением, вьтолненным по нулевой схеме, содержащее датчик тока трехфазной нагрузки, генератор за- - дающих сигналов, блок компараторов с гистерезисной характеристикой, входы которого соединены с выходами генератора задающих сигналов и датчика тока, отличающееся тем, что, с целью улучшения формы выходного тока, введены датчик напряжения сети и постоянное запоминающее устройство, шесть входов которого соединены с выходами блока компараторов и датчика напряжения сети, а девять выходов предназначены для соединения с управляющими входами соответ- СТВУЮ1ЦИХ силовых ключей преобразователя, причем зависимость выходных сигналов от входных представлена в следующей таблице.

Продолжение таблицы

Продолжение таблицы

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в статических преобразователях. Цель изобретения - улучшение формы выходного тока. Введение в систему управления датчика сети 12 и постоянного запоминающего устройства 15 с новыми связями позволяет управлять преобразователем, выполняемым на .полностью управляемых полупроводниковых ключах с двухсторонней проводимостью, что обеспечивает отсутствие пауз в токе и большую частоту переключений. 3 ил. с: со ел 05 4 СО