Способ формирования выходного напряжения трехфазно-однофазного преобразователя частоты Советский патент 1990 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к классу систем управления преобразователями частоты с непосредственной связью, и может быть использовано для питания частотно-управляемых электроприводов переменного тока и спецпотребителей.

Цель изобретения - улучшение формы кривой при глубоком широтно-импульсном регулировании напряжения на нагрузке преобразователя.

На фиг. 1 приведена схема силовой части трехфазно-однофазного преобразователя частоты; на фиг. 2 - векторные диаграммы его работы; на фиг. 3 - временные диаграммы для импульсов YI-YG на выходах пересчетной цепи и для первой группы последовательностей импульсов управления ключами силовой части преобразователя IXi-IXs и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 4 - временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы ключей импульсов первой и четвертой групп последовательностей (1-4)Xi - (1-4)Х8 и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 5 - временные диаграммы для четвертой группы последовательностей 4Xi - 4Ха и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 6 - временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы ключей импульсов четвертой и второй групп последовательностей (4-2)Xi - (4--2)Х8 и эпюра напряжения

на нагрузке; на фиг. 7 - временные диаграммы для второй группы последовательностей 2Xi - 2Хв и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 8 - временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы ключей импульсов второй и пятой групп последовательностей (2-5)Xi - (2-5)Х8 и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 9 - временные диаграммы для пятой группы после- довательностей 5Xi-5X8 и эпюра напряжения на нз -рузке; на фиг. 10 - временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы лючей импульсов пятой и третьей групп последовательностей (5-3)Xi - (5-3)Х8 и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 11 - временныедиаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы ключей второй и третьей групп последовательностей (2-3)Xi - (2-3)Х8 и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 12 - временные диаграммы для третьей группы последовательностей 3Xi - ЗХа и эпюра выходного напряжения; на фиг. 13 - структурная схема блока управления ключами преобразователя, с помощью которой реализуется предлагаемый способ; на фиг. 14 - временные диаграммь напряжений на входах и выходах компараторов структурной схем ы по фиг. 13; на фиг. 15 - кривые коэффициен-гов гармоник напряжения на нагрузке для прототипа и для настоящего предложения.

Трехфазно-однофазный преобразователь (фиг. 1) содержит шесть полностью управляемых ключей 1-6 с двухсторонней проводимостью, соединенных по трехфазной мостовой схеме. Кроме того, дополнительно введены последовательно соединенные между собой идентичные указанным ключи 7-8, общая точка соединения двух первых выводов которых подключена к нулевому проводу О трехфазной сети, з два других вывода - к зажимап нагрузки 9. Вход мостовой схемы через реакторы 10-12 подключен к фазным проводам трехфазной сети переменного тока А,В,С, а выход - к нагрузке 9.

Обозначения последовательностей импульсов на временных диаграммах фиг. 3- 12. 14 соответствуют обозначениям входов и выходов отдельных узлов схемы фиг. 13. Эпюра напряжения на нагрузке на фиг. 3- 12 также соответствует обозначению нагрузки на фиг. 1.

Схема по фиг. 13 состоит из задающего генератора 13, выход которого подключен к входу распределителя 14 импульсов, формирующего шесть последовательностей прямоугольных импульсов YI-YG (фиг. 3). Импульсы Yi-Ye распределителя 14 подаются на первую логическую схему 15, на выходах которой формируются пять групп последовательностей прямоугольных импульсов 1Xi - 1X8, 2X1 - 2X8, 3Xi - ЗХв, 4Xi - 4X3, 5Xi - 5X8, приведенные на временных диаграммах фиг. 3, 5, 7, 9 и 12. Структурная схема фиг. 13 включает также шесть компараторов 16-21, на первые входы которых подаются опорные напряжения Uon4, Uon2, 0 UonS, Uon3, Done, Uon7 соответственно, a на вторые входы компараторов 16-19, 21 - напряжение с выхода генератора 22 пилообразного напряжения. Генератор 22 включен последовательно с источником регулируе- 5 мого постоянного напряжения, включающего последовательно соединенные переменный резистор 23, постоянный резистор 24 и источник напряжения +U. Транзистор 25 включен эмиттером и 0 коллектором параллельно резистору 24. База транзистора 25 подсоединена к прямому выходу Ze компаратора 20. Этот выход, а также другие 8ыходы 7.6,, Z4, Z2, Z2, Zs, Z5, Z3. Z3, Ze. Ze, Zy, Z компараторов 16-21. a так- 5 же выходы первой логической схемы 15 подключены к входам второй логической схемы 26, выходы которой подключены к управляющим зажимам ключей 1-8 схемы по фиг. 1. На фиг. 15 кривая 27 показывает зави- 0 симость коэффициента гармоник напряжения на нагрузке для прототипа, кривая 28 - для настоящего предложения.

Принцип формирования напряжения на магрузке 9 заключается в том, что, замыкая 5 ключи 1-8 силовой части схемы по определенному алгоритму, подключают на нагрузку 9 через реакторы 10-12 фазные напряжения питающей сети, реализуя циклический способ управления. При этом диа- 0 пазон регулирования напряжения на нагрузке разбивается на пять зон. Первая зона - от нуля до 0,5 Уф, вторая - от 0,5 Уф до Уф, третья - от Уф до 1,5 Уф, четвертая - от 1,5 Уф до 1,57 Уф и пятая - от 1,57 Уф до 1,73 Уф,

5Рассмотрим суть предложенного способа управления по силовой схеме, изображенной на фиг, 1, и диаграммам фиг. 2-12. В первой зоне напряжение регулируется от нуля до 0,5 Уф. На временных диаграм- 0 мах фиг. 3 приведены импульсы управления первой группы последовательностей 1Xi - 1X8 для ключей 1-8 по фиг. 1 при нулевом уровне выходного напряжения на нагрузке 9 (эпюра 9 на фиг. 3). При этом на интервале 5 to - ti замыкают ключи 1 и 4, ключи 2, З.и 5, 8 размыкают. Нагрузка 9 оказывается закороченной и выходное напряжение равно нулю. На интервале ti - г замкнуты ключи 2 и 5, а ключи 1, 3, 4 и 6-8 разомкнуты. Нагрузка

9 вновь закорачивается и выходное напряжение остается равным нулю, На интервале t2 - t3 замкнуты ключи 3 и 6, разомкнуты ключи 1, 2, 4, 5, 7, 8, выходное напряжение по-прежнему равно нулю. Далее (фиг. 3) порядок замыкания и размыкания ключей повторяется и напряжение на нагрузке остается равным нулю.

Максимально возможным выходным напряжением в первой зоне регулирования является значение О.бУф. На временных диаграммах фиг. 5 приведены импульсы управлениячетвертойгруппыпоследовательностей 4Xi - 4X8 для ключей 1-8 при напряжении на нагрузке 9, равном О.бУф. На интервале to - ti (фиг. 5) замыкаются ключи 1, 5, 8 и к нагрузке 9 прикладывается наряжение FO, соответствующее вектору FO на векторной диаграмме (фиг. 2а). На интервале ti -12 с помощью замкнутых ключей 4, 6 и 7 на на грузку подается напряжение -ЕО (вектор ОЕ на с иг. 2а).

На интервале t2 -13 ключами 1, 3 и 8 на нагрузку подается напряжение DO (оекюр DO на фиг. 2а). На интервал етз-и замкнуты ключи 2. 4, 7 и к нагрузке приложено напряжение -FO (вектор OF на фиг. 2а). На интервале t4 - t5 замыкаются ключи 3, 5, 8 и к нагрузке прикладывается напряжение ЕО (вектор ЕО на фиг. 2а). На интервале ts - te с помощью замкнутых ключей 4, 6 и 7 на нагрузку подается напряжение -DO (вектор OD на фиг. 2а). В дальнейшем процессы повторяются в той же последовательности. В результате на нагрузке формируется напряжение, форма которого показана на эпюре 9 фиг. 5.

Для получения промежуточных значений выходного напряжения е первой зоне (0,-0,5иф) применяют метод широтно-им- пульсного регулирования (ШИР), при котором длительность подключения нагрузки к напряжениям (FO, -ЕО, DO, -FO, ЕО, -DO) регулируется так, что в течение каждого из интервалов (to - ti, ti - t2,..,) часть интервала нагрузка подключается к одному из указанных напряжений (управление ключами с помощью четвертой группы после/ ова- тельности импульсов), остальную часть интервала нагрузка оказывается закороченной (управление ключами осуществляют с помощью первой группы последовательностей импульсов). Диаграммы импульсов управления ключами в этой зоне соответствует фиг. 4. Здесь временные диаграммы (1-4)Xi-(1-4)X8 означают, что каждая из последовательностей импульсов - из первой и четвертой групп последовательностей. Выходное напряжение в этой зоне показано эпюрой 9 фиг. 4. Здесь часть 29

интервала to - ti соответствует подключе- нию нагрузки к напряжению FO (диаграмма управления ключами по четвертой группе последовательностей на фиг. 5). В течение

части 30 этого интервала нагрузка закорочена (диаграмма управления ключами по первой группе последовательностей на фиг. 3). В дальнейшем управление ведется аналогично; во время пауз, когда напряжение на

нагрузке равно нулю, ключи 1-8 управляются по диаграммам первой группы последовательностей импульсов (фиг. 3), а во время подачи импульсов напря,, когда к на- грузхе прикладываются напряжения FO, 5 ЕО и т.д., ключи 1-8 управляются по диаграммам четв13ртой группы последовательностей импульсов (фиг. 5).

На верхней границе второй зоны выходное напряжение достигает значения Уф

0 (япюра 9 на фиг. 7). На временных диаграммах Ф Иг. 7 приведены импульсы управления второй группы последовательностей импульсов 2Xi - 2Хв.

На интервале to - ti замыкают ключи 6 и

5 7 и к нагрузке прикладывается напряжение - 80, соответствующее вектору (5В на векторной диаграмме (фиг. 2а). На интервале ti -12 с помощью ; ам ;иутых ключей 1 и 8 на нагрузку подается напряжение АО (вектор SO

0 на фиг. 2а). На интервале t2 - ta ключами 2, 7 н-1 нагрузку подается напряжение - СО (вектор GC на фиг. 2а). На интервале ta - t4 зрмкнуты ключи 3, 8 и к на рузке приложено напряжение ВО (вектор 80 на фиг. 2а). На

5 интервале t-э - ts замыкаются ключи 4, 7 и к нагрузке.11рикладывается напряжение - АО (вектор ОС на фиг. 2а). На интервале ts - te с помощью замкнутых ключей 5,8 ня нагрузку подается напряжение СО (вектор СО на

0 фиг. 2а). Дальше процессы повторяются в той же последовательности. На нагрузке формируется напряжение, форма которого показана на фиг. 7.

Для получения промежуточных значе5 НИИ выходного напряжения во второй зоне (0,5Ut - Уф) также используют метод ШИР. при этом в течение каждого из интервалов то ti. ti - t2.... часть интервала управления ключами осуществляют с помощью четвер0 той группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 5), остальную часть интерв ла управления ключами осуществляют с помощью второй группы последовательностей импульсов (временные 5 диаграммы фиг. 7). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг. 6. Здесь временные диаграммы (4-2)Xi-(4-2)X8 означают, что каждая из последовательностей импульсов получена из Р твертой и второй групп последовательностей. Выходное напряжение во второй зоне показано на эпюре 9 (фиг. 6). Здесь часть 31 интервала to - ti соответствует подключению к нагрузке 9 напряжения ВО, равного Уф (диаграмма управления ключами по второй группе последовательностей на фиг, 7), в течение части 32 этого интервала на нагрузку подается напряжения FO, равное 0,5U0 (диаграмма управления ключами по четвертой группе последовательностей не фиг. 5). В дальнейшем аналогично: ключи 1-8 управляются поочередно по диаграммам второй и четвертой групп последовательностей.

В третьей зоне напряжечие меняется от иф до 1,5иф. На верхней границе третьей зоны выходное напряжение равно 1,5иф (эпюра 9 на фиг. 9), На временных диаграммах фиг. 9 приведены импульсы управления пятой группы последовательностей импульсов 5Xi - 5X8. На интервале to - ti замыкают ключи 1, 5, 6 и к нагрузке прикладывается напряжение- BF, соответствующее вектору - BF на векторных диаграммах фиг. 2а, б. На интервале ti -12 с помощью замкнутых ключей 1, 2 и 6 на нагрузку подается напряжение АЕ (вектор АЕ из фиг. 2 а,б). На интервалеt2-t3ключам i 1,2 иЗиа наг рузку подается напряжение - CD (вектор CD на фиг. 2а.б). На интервале ts - t4 замкнуты ключи 2, 3, 4 и к нагрузке приложено напряжение BF (вектор BF на фиг. 2 я, 5), НгЭ интервале замыкают ключи 3, 4, 5 и к нагрузке прикладывается напряжение - АЕ (вектор - АЁ на фиг. 2 а, 5). На интервале Т5 -16 с помощью замкнутых ключей 4,5 на на груз- ку подается напряжение CD (вектор CD на фиг. 2 а, б). Дальше процессы повторяются в той же последовательности. На нагрузке формируется напряжение, форма которого показана на эпюре 9 фиг. 9.

Для получения промежуточных значе НИИ выходного напряжен/1я в третьей зоне (Уф - 1,5иф) в течение одного из интервалов to - ti, ti - t2... часть интервала управления ключами осуществляется с помощью второй группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 7), остальную часть интервала управление ключами осуществляют с помощью пятой группы последовательностей импуяьсов (временные диаграммы фиг. 9). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг. 8. Здесь временные диаграммы (2-5)Xi-(2-5)X8 означают, что каждая из последовательностей импульсов получена из второй и пятой групп последовательностей. Выходное напряжение в третьей оне показано на эпюре 9 фиг. 8. Здесь часть 33 интервала to - ti соответствует подключению к нагрузке 9 напряжения - BF, равного 1,5иф (диаграмма управления ключами по пятой группе последовательностей на фиг. 9), в течение части 34 этого интервала на

нагрузку подается напряжение - ВО, равное Уф (диаграмма управления ключами по второй группе последовательностей на фиг. 7). В дальнейшем управление ведется аналогично; ключи 1-8 управляются поочередно

0 по диаграммам пятой и второй групп последовательностей импульсов.

В четвертой и пятой зонах регулирования напряжение меняется от 1,5иф до 1,73 Уф. т.е. до Un. На верхней границе пятой

5 зоны выходное напряжение равно 1,73 Уф, (эпюра 9 на фиг, 12). На временных диаграммах фиг. 12 приведены импульсы управления третьей группы последовательностей импульсов 3Xi - ЗХв. На интервале to - ti

0 замыкают ключи 1, 6 и к нагрузке прикладывается напряжение АВ, соответствующее вектору АВ на векторной диаграмме фиг. 26. На интервале ti - t2 с помощью замкнутых ключей 1 и 2 на н г рузку подается напряже5 ние СА (вектор - СА на фиг. 26). На интервале t2 -13 ключами 2 и 3 HajHarpy3Ky подается напряжение ВС (вектор ВС на фиг. 2 б). На интервале t3 - t4 замкнуты ключи 3, 4 и к Harpy3j e приложено напряжение - АВ (век0 тор - АВ на фиг. 2 б), На интервале t - fs замыкают ключи 4, 5 и к нагрузке прикладывается напряжение СА (вектор СА на фиг 26). На интервале ts - te с помошью замкну- тых ключей 5 и 6 на нагрузку подается на5 пряжение - ВС (вектор ВС HS фиг. 2 б), Дальше процессы повторяются в той жо последовательности. На нагрузке форг1ирует- ся напряжение, форма которого показана из эпюре 9 фиг. 12.

0 Для получения промежуточных значений напряжение в четвертой зоне (фиг. 10) в течение каждого из интерпалов to - ti, ti -12 часть интервала управления ключами осуществляется с помощью пятой группы по5 следовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 9), остальную часть интервала управление ключами осуществляют с помощью третьей группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг.

0 12). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг. 10. Здесь временные диаграммы (5-3)Xi-(5- -3)Х8 означают, что каждая из последова- тельностей импульсов получена из пятой и

5 третьей групп последовательностей.

Часть 35 интервала to - ti соответствует подключению к нагрузке 9 напряжения АВ, равного 1,73Уф (диаграмма управления ключами по третьей группе последовательностей на фиг. 12), в течение части 36 этого

интервала на нагрузку подается напряжение - BF, равное 1 .БУф (диаграмма управления ключами по пятой группе последовательностей на фиг. 9). В дальнейшем управление ведется аналогично: ключи 1-8 управляются поочередно по диаграммам третьей и пятой групп последовательностей импульсов. Верхняя граница четвертой зоны выбрана в соответствии с соотношением Увых 1,57иф. Это соотношение получено из условия минимума фициента гармоник при 1 зменении относительного напряжения на нагрузке.

На фиг. 15 кривая 27 показывает зависимость коэффициента гармоник напряжения на нагрузке Кгивых A прототипа, кривая 28 - для изобретения. Цифры 1, 4, 2, 55, 3 на графике соответствуют управлению ключами преобразователя по диаграммам первой, четвертой, второй, пятой и третьей групп последовательностей импульсов. Как видно из графика, при значениях выходного напряжения от 1,57иф до 1,73иф (пятая зона регулирования) кривая, соответствующ;;я поочередному управлению ключами по диаграммам второй и третьей групп последовательностей импульсов, проходит ниже (при меньших значениях )- чем кривая, получаемая при поочередном управлении ключами по диаграммам пятой и третьей последовательностей импульсов.

Таким образом, в пятой зоне регулирования напряжение меняется от 1,57иф до 1,73иф (фиг. 11), при этом в течение каждого из интервалов to-ti,ti-t2... часть интервала управление ключами осуществляется с помощью второй группы последоват.ельно- стей импульсов (временные дия -раммы фиг. 7), остальную часть интервала управление ключами осуществляют с помощью третьей группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 12). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг. 11. Здесь часть 37 интервала to - ti соответствует подключению к нагрузке 9 напряжения АВ, равного 1,73иф (диаграмма управления ключами по третьей группе последовательностей импульсов на фиг. 12), в течение части 38 этого интервала на нагрузку подается напряжение - ВО, равное Оф (диаграмма управления ключами по второй группе последовательностей импульсов на фиг. 7). В дальнейшем управление ведется аналогично: ключи 1-8 управляются поочередно по диаграммам третьей и второй групп последовательностей импульсов.

Анализ показывает, что кривые напряжений на фиг. 4, 6, 8, 10. 11 имеют лучший

гармонический состав по сравнению с прототипом.

Структурная схема блока управления ключами преобразователя (фиг. 13) работает следующим образом.

Задающий генератор 13 формирует последовательность коротких импульсов с частотой, в б раз превышающей частоту управления Q. Распределитель 14 импульсов на выходах YI - Ye формирует шесть- последовательностей прямоугольных импульсов длительносп-ю 120 эл.град., сдвинутых между собой на 60 эл.град. и следующих с частотой управленияЙ(фиг. 3).

Эти импульсы подаются на входы первой логической схемы, на выходах которой формируются в группы последовательностей импульсов в соответсгвии с логическими зависимостями.

При нулевом значении напряжения на

выходе регулируемого источника напряжения (движок резистора 23, фиг. 13) сумма этого напряжения и пилообразного напряжения генератора 22 не достигает уровня

опорного напряжения Uon.H, подаваемого на первый вход компаратора 16. Компаратор остается в нулевом положении, в котором на прямом выходе Z действует нулевой, а на инверсном Zi - единичный

потенциалы, В таком же положении остаются и остальные компараторы 17-21, т.е. на их прямых выходах Z2, Zs, Za. Zo, Z действуют нулевые, а на инверсных 2.2, 2s, 2з, Ze, Z - единичные потенциалы (фиг. 14). Они подаются на входь второй логической схемы 26, на выходах Xi - XB которой формируется первая группа последовательностей IXi - 1X3 (фиг. 3).

При повышении напряжения на выходе

регулируемого источника напряжения суммарное напряжение на втором входе компаратора 16 начинает превышать Uon.4 и на прямом выходе Z4 компаратора появляются короткие единичные, а на инверсном Z.нулевые импульсы (фиг. 14). В результате.-- время действия этих импульсов на управление ключами преобразователя с выходов Xi - Xs второй логической схемы 25 подаются импульсы четвертой группы последовательностей 4Xi - 4X8 (фиг. 5). В паузах продолжают действовать импульсы первой группы последовательностей 1Хг- 1Хв(фиг. 3). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1-8 оказываются импульсы (1-4)Xi-(1-4)X8 по

фиг. 4.

При достижении суммарным напряжением на втором входе компаратсра 16 напряжения Uon2 на прямом Z4 выходе компаратора действует единичный, а на инeepCHOMZ -нулевой потенциалы. 6 результате на выходахXi Хасхемы 26 псяиляются импульсы четвертой группы последовательностей 4Xi - 4X8 (фиг. 5),

При превышении суммарным напря- жением на атером входе компаратора 17 опорного напряжения Uon2 уровни напряжений на выходах компаратора 16 не меняются, а па прямом выходе Zz хомпарзторз 17 пояапянэт ч короткие еди- ничные и на M sepcriCNi 7.г - нулевые пульсы (фиг. 14). В резупьтате ио .я действия этих импульсов на упойвление ключами преобразователя с выходов Х - Хв логической схемы 16 подаются импуль- сы второй группы послрдовательностей 2Xi - 2X8 (фиг. 7). В паузах продолжают действовать импульсы четвертой группы последовательностей 4Xi -4X8 (фиг. 5). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1- 8 оказываются импульсы f4-2)Xi-(4-2)X8 по фиг. 6.

При достижении суммарным напряжением на втором входе компаратора 17 опорного напряжения UonS на прямом 7.1 выходе компаратору действует единичный, а на инвергном 7.1 - кулевой потенциалы. В результате на выходах Xi - Ха логической схемы 26 появляются импульсы второй группы посладова ельностей 2Xi - 2X3 (фиг. 7).

При превышении суммаоным наг.ря- жением на втором входе компаратора 18 опорного напряжения уровни напряжений на выходах компараторов 16, 17 HL ме:чяются. а на - рямом выходе Zjj компаратора 18 попвляютс я короткие единичные и на инверсном Zs нулевые импульсы (фиг. 14). В результате во время действия этих импульсов на уггравле- ние ключами преобразователя с выходов Xi - Хв логической схемы 26 подаются импульсы группы послндовзтель- нсстей 5Xi - 5X3 (фиг, 9). В паузах продолжают действовать импульсы второй группы последовательностей 2X-i - 2X3 (фиг. 7). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1-8 оказываются импульсы (2-5)Xi-(2-5)X8 по фиг. 8.

При достижении суммарным напряже- нием на втором входе компаратора 18 опорного напряжения Uon3 на прямом Zs выходе компаратора действует единичный, а на инверсном Zg- нулевой потенциалы. В результате на выходах Xi - Хв логической схемы 26 появляются импульсы пятой группы последовательностей 5Xi - бХз (фиг. 9).

При превышении суммарным напряжением на втором входе компаратора 19 опорного напряжения Uon3 уровни напряжений

на выходах компараторов 16-18 не меняются, а на прямом выходе Za компаратора 19 появля ются короткие единичные и на инверсном Z. - нулевые импульсы (фиг. 14). В результате во время действия этих импульсов на управление ключами преобразователя с выходов Xi - XB логической схемы 26 подаются импульсы третьей группы последовательностей 3Xi -ЗХ8(фиг 12). Б паузах поодолжают действовать импyльc,:J ,тятой группы поспе овательпосгей 5Xi - 5X8 (фиг, 9). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1-8 оказываются импульсы (5-3)Xi-(5 - -3)Х8 по фиг. 10.

При достижении напряжением на выходе регулируемого источника постоянного напряжения (движок резистора 23), подаваемого на второй вход компарптора 20, опор- ного напряжения Uon6 компаратор переходит в протизоположное состояние. Нулевой потенциал на его гфямом выходе Лб, ранее поддерживающий транзистор 25 в запертом состоянии, меняется нз единичный и транзистор 25 открывается, шунтируя резистор 24. Тогда напряжение на движке резистора 23 скачком возрастает. Одновременно возрастает и суммарное напряжение на отором входе компаратора 21, которое превышает опорное напряжение Don. Компаратор 19 переходит в противоположное состояние, так как на его прямом выхо/де Z-j действует единичный, .9 на инверсном Zs - пулевой потенциал. Уровни напряжений на выходах компараторов не меняются, а на прямом выходе Z компаратора 21 появляются единичные и на инверсном Z - нулевые импульсы (фиг. 14). В результате во оремя дёйстви.п этих импульсов на ум равле- ключами преобразователя с выходов Xi - Х8 логической схемы 26 подаются импульсы второй группы последовательнос гей 2Xi - 2X8 (фиг. 7), В паузах на управление ключами преобразователя подаются импульсы третьей группы последовательностей 3Xi - ЗХе (фиг. 12). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1-8 оказываются импульсы (2-3)Xi-(2-3)X8 (фиг. 11).

При увеличении длительности указанных импульсов до максимальной на прямых выходах всех компараторов устанавливаются единичные, а на инверсных выходах - нулевые поте нциалы. При этом на выходах Xi - Хв логической схемы 26 действуют им- пульсы третьей группы последовательностей (фиг. 12).

Таким образом, при глубоком регулировании напряжения на нагрузке преобразователя на выходах второй логической схемы 26 появляются импульсы в соответствии со следующими логическими зависимостями:

Z4-Z2

4Xi 4X2 4Хз 4X4 4X5 4Хб 4X7 4X8

+Z2-Z5

+Z5-Z3

5X1 5X2 5Хз 5X4 5X5 5Хб 5X7 5X8

+Z3-Z7

3Xi 3X2 ЗХз

3X4 3X5

ЗХб 3X7 3X8

+Z7

2Xi 2X2 2X3 2X4 2X5 2Хб 2X7 2X8

Изобретение относится к преобразовательной технике, к способам управления преобразователями частоты с непосредственной связью. Цель изобретения состоит в улучшении формы кривой при глубоком широтно-импульсном регулировании напряжения на нагрузке преобразователя. Это осуществляется за счет формирования пяти групп последовательностей прямоугольных импульсов, каждая из которых состоит из восьми по числу полностью управляемых ключей преобразователя отдельных последовательностей. При регулировании напряжения на нагрузке поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы указанных последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов последующей и уменьшая длительность действия импульсов предыдущей последовательности, что позволяет разбить диапазон регулирования на пять зон: 0-0,5 И_ф, 0,5И_ф-И_ф

И_ф - 1,5И_ф

1,5И_ф-1,57И_ф

1,57И_ф-1,73И_ф и тем самым улучшить гармонический состав выходного напряжения. 15 ил.

Использование изобретения позволяет существенно улучшить форму кривой при глубокой ШИР напряжения на нагрузке.

При использовании таких преобразователей для питания потребителей, режим регулирования выходного напряжения дпя которых является основным, например асинхронных электродвигателей, удается понизить процентное содержание в кривой напряжения гармоник, ближайших к основной, и тем самым уменьшить коэффициент гармоник тока нагрузки.

Формула изобретения Способ формирования выходного напряжения трехфазно-однофазного преобразователя частоты, содержащего основные первый - шестой полностью управляемые ключи с двусторонней проводимостью, соединенные по трехфазной мостовой схеме, вход которой через реакторы подключен к фазным проводам трехфазной сети переменного тока, а выход - к нагрузке, и дополнительные седьмой и восьмой полностью управляемые ключи с двусторонней проводимостью, подсоединяющие при замкнутом состоянии одного или двух основных ключей, имеющих общую точку, нагрузку к фазным напряжениям трехфазной сети переменного тока, состоящий в том, что формируют для управления упомянутыми ключами три группы последовательностей прямоугольных импульсов, единичное значение которых соответствует замыканию, а нулевое - размыканию этих ключей, причем каждую из указанных групп последовательностей формируют из восьми по числу полностью управляемых ключей преобразователя отдельных последовательностей и реализуют для первой группы последовательностей следующие логические зависимости:

1Xi 1X4 Y6Yi + Y3Y4:

1X2-1X5 Y6Y2 + Y4Y5:

Y6Y3 + Y5Y6;

1X7 1X3 0,

где 1Xi - 1X8 - последовательности управляющих импульсов первой группы для восьми управляемых ключей:

Yi - Ye - последовательности прямо-; угольных импульсов длительностью 120 ал.град., сдвинутых между собой на 60 ал.град, и следующих с частотой управления

Q,

для второй группы последовательностей реализуют следующие логические зависимости:

2Xi-YiY2: 2X2 Y2Y3: 2X3 Y3Y4: 2X4 Y4Y5: 2X5 Y5Y6: 2X6 Y6Yi:

2X7 Y6Yi-t-Y2Y3 + Y4Y5; 2X3 YiY2 + Y3Y4 + YsYe: где 2Xi - 2X8 - последовательности управляющих импульсов второй группы для восьми управляемых ключей, для третьей группы последовательностей реализуют следующие логические зависимости:

3X1 Yi: 3X2 Y2: ЗХз Y3: 3X4 Y4: ЗХб Y5: ЗХб Ye: 3X7 3Xj 0,

где ЗХт - ЗХв - последовательности управляющих импульсов третьей группы для восьми управляемых ключей, и при повышении напряжения на нагрузке преобразователя от Уф до УТУф, где Оф - фазное напряжение трехфазной сети, поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы второй и третьей групп последовательностей с более высокой частотой, чем частота управления Q , с увеличением длительности действия импульсов третьей и уменьшением длительности действия импульсов второй групп поспедовательностей, отличающийся тем, что, с целью улучшения формы кривой при глубоком широтно-им- пульсном регулировании напряжения на нагрузке преобразователя, формируют дополнительно четвертую и пятую группы последовательностей прямоугольных им- пульсов так, что для четвертой группы последовательностей реализуют следующие логические зависимости;

4X1 YeYi + УзУз;

4X2 - YiY2 + Y3Y4;

4X3-Y2Y3 + Y4YD;

4X4 - Y3Y4 + YsYe;

4X5-Y4Y5-bY6Yi;

4Хб - YsYe + YiY2;

4X7 - YiY2 + Y3Y4 + YsYe;

4X8-Y6Y1 + Y2Y3 + Y4Y5, где 4Xi - 4X8 - последовательности управляющих импульсов четвертой группы для восьми управляемых ключей, для пятой группы последовательностей реализуют следующие логические зависимости:

5X1 - Yi + Y2Y3;

5X2 - Y2 + Y3Y4;

5X3 Y3 + Y4Y5;

5X4 Y4 + YsYe:

+ Y6Yi:

5X6-Y6 + YiY2;

. 5X7 5X8 0,

где 5Xi - 5X3 - последовательности управляющих импульсов пятой группы для восьми управляемых ключей, затем при повышении напряжения на нагрузке от нуля до 0,5иф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управ- ляемых ключей импульсы первой и четвертой групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов четвертой и уменьшая длительность действия импульсов первой групп

fUt.J.

последовательностей, при дальнейшем повышении напряжения на нагрузке от 0,5иф до Кф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей

импульсы четвертой и второй групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов второй и уменьшая длительность действия импульсов четвертой групп последовательностей, при дальнейшем повышении напряжения на нагрузке от Уф до 1,5иф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы второй и пятой групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов пятой и уменьшая длительность действия импульсов второй групп последовательностей, при дальнейшем повышении напряжения на нагрузке от 1,5иф до 1,57иф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы пятой и третьей групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов третьей и уменьшая длительность действия

импульсов пятой групп последовательностей, при дальнейшем повышении напряжения на нагрузке от 1,57иф до 1,73иф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы

третьей и второй групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов третьей и уменьшая длительность действия импульсов второй групп последовател ьностей.

fPut.Z.

9 с//. 3.

ti

IlLIHL

H. flflfin nOQI i

l JlffiiMiiL jzi

tIIl JiiMJffi l..JZa JIIll lU

rzL ohniioiifin I-I 1

firifjiinfinn I-1

Dflllll,, ЛД ГДЙП ПППП ПППП t

( xi шипОШШОШЕ 1 1 Ш1

ПППП ПППП

ЛШШ1

FQ

0

ич.Ц.

Pat.S.

9иг.&

/г-5(,, 1ППП ЯППП 1ППП л

ШОСИПШ-.L /X.

-1

r.;-5w,rj imi fr:iEn.

,Л...Л Ш1Г11 1ГЖОПС13ШШ J.

.-j.. icr:iiiiiL.i iirbTc:: iinfli -n-l

л,г1

DilUDEZnfllin

t Г-,

ШИШjuijiiю. лзi x,

-

5Я-- ylC;

Vuz.&

tt

tf и

fui.S.

г

sS- х- и,

w, к, ; ;: J Т

io.i,ii,2.2fur. /j.

lf-Z4. icoHnoforatfti Мторы:

и /f

гъ

27

,--/-,