Способ управления трехфазным мостовым инвертором Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

четыре из шести вентилей инвертора применительно к случаю п 3, когда тактовые интервалы 60-градусных продолжительно- стей, расположенные в центрах зон проводимости и закрытого состояния, разделены на три равные интервала протяженностью в 20 эл.град., в правой части каждого из которых формируются основные паузы или участки проводимости с длительностью А. Одновременно внутри интервалов 0-30, 150-180, 180-210 и 330-360 эл.град. вырабатываются дополнительные паузы и участки проводимости по одному на каждом из указанных интервалов. Местоположения середин дополнительных пауз и участков проводимости, расположенных внутри интервалов 0-30 и 180-210 эл.град., определяют сдвигом на величину 60 (1 +«)

70 эл.град. в сторону отставания середин соответствующих основных пауз и участков проводимости, расположенных на интервалах 60-90 и 240-270 эл.град. Координаты середин дополнительных пауз и участков проводимости внутри интервалов 150-180 и 330-360 эл.град. находят сдвигом в сторону опережения на величину 60 (1 -J- ) 50 эл.град.

середин крайних основных пауз и участков проводимости, формируемых на интервалах 90-120 и 270-300 эл.град. Количество дополнительных сигналов, синтезируемых при этом на каждом из указанных 30- градусных интервалов, при нечетном п 1

равно -s- , а при четных значениях п

равняется у

Длительность у дополнительных пауз и участков проводимости на всем диапазоне регулирования в соответствии с функциональной зависимостью

60

У К (lT ) эл.град., где К - безразмерный коэффициент, значение которого для каждого конкретного п выбирается в соответствии с кривой, построенной на фиг. 3. Так, для п 3 К 0,381 и, соответственно, у 0,381 (20- А) эл.град. Величина коэффициента К, рассчитанная из условия первоочередного снижения амплитуд паразитных гармоник, близких к основной, для всех нечетных п больше, чем для четных п, уменьшаясь при обоих вариантах с увеличением п и асимптотически приближаясь с обеих сторон к значению 0,268.

Структурная схема аналого-цифровой системы управления, реализующей описанный алгоритм управления для случая п 3, приведена на фиг. 4. На фиг. 5 приведены временные диаграммы ее работы.

Генератор 1 тактовых импульсов, частота сигналов которого в двенадцать раз превышает выходную частоту инвертора, синхронизирует работу генератора 2 линейно изменяющегося напряжения, формирующего на выходе симметричный

пилообразный сигнал. Источник 3 опорного напряжения, величина сигнала которого в п раз меньше амплитуды напряжения Ua генератора 2, и источник 4 управляющего напряжения, сигнал которого пропорционален значению параметра А. , соединены со входами сумматоров 5-9. Сигнал Us источника 3 поступает на плюсовой вход суммирующего усилителя 10, а сигнал U4 источника 4 - на минусовый вход усилителя

10с коэффициентом передачи, равным К, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный текущей величине параметра у. Сигналы Us-Ug с выходов сумматоров 5-9 и усилителя 10 1)ю непрерывно сопоставляются в компараторах 11-16 с напряжением Uz генератора 2. На выходах компараторов 11-16 включены формирующие цепи, состоящие, как показано применительно к компараторам 11 и 13, из

логического инвертора (узлы 17 и 20) и дифференциаторов 18-19 и 21-22, формирующих короткие импульсы в моменты равенства сигналов на входах компараторов 11-16, соответствующие моменты формирования фронтов управляющих сигналов, которые через дизъюнкторы 23 и 24 поступают на входы счетных триггеров 25 и 26 и вызывают их периодическое срабатывание. Выходные сигналы триггеров 25 и 26

(фиг. 5) поступают на соответствующие входы логического распределителя 27 управляющих импульсов. Выходной сигнал компаратора 16 поступает непосредственно на вход распределителя 27. Выходы

дифференциаторов 18 и 22 через дизъюн- ктор 28 связаны со входом четырехразрядного регистра 29, последовательно изменяющего свое выходное состояние при поочередной подаче импульсов с узлов 18 и 22. Выраженные в цифровой форме состояния разрядов CtaQsQzQi регистра 29 на периоде выходной частоты записываются как 1000, 1001, 0010, 0011, 0000, 0001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111.

Логические функции, реализуемые распределителем 27 и поступающие в форме управляющих сигналов на вентили инвертора, при этом имеют следующий вид: -A« Q4Q3d2QiUi6+Q4Sf3Q2Qi +

+О40зО2СИ+ Q4Q3Q2QiOz6 + Q2U25 + Qalhs + + Q tbCbQilto;

+B - Q CbQiOie + Q462Q1+ 036261+

+ Q3Q2QlD26 + Q2025+Q4Q3Q2U25 +

+Q 4QiU26 + Q4Q3Q2QiUi6;

+C - Q3Q2QiCJi6 + QsGbOi + 046261 +

+Q4Q2Ql026 + 62U25 + Q3U25 + Q4Q3QlU26 +

-t-Q4Q2QiUi6.

Таким образом, формирование на крайних участках полуволны линейного выходного напряжения инвертора дополнительных импульсов с соответствующими местоположением и продолжительностью способствует заметному снижению, вплоть до нулевых значений, амплитуд паразитных гармоник, близких к основной, что способствует повышению качества выходной энергии преобразователя, снижает потери в нагрузке и, в частности, позволяет уменьшить установленную мощность выходных реактивных фильтров, часто включаемых на выходе инвертора. Количественное снижение амплитуд 5-й и 7-й паразитных гармоник спектра регулируемых (стабилизированных) инверторов для варианта п А иллюстрируется кривыми, построенными на фиг. 6 для предлагаемого (сплошные линии) и для известного (пунктирные линии) способов.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным мостовым инвертором, заключающийся в том, что основные вентили разных фаз инвертора периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град., при этом для каждого вентиля в течение одного полупериода от О

до 180 эл.град. формируют зону проводимости, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют зону закрытого состояния, тактовый интервал зоны

проводимости 60-120 зл.град. и тактовый интервал зоны закрытого состояния 240- 300 эл.град. разбивают на п отрезков протяженностью 60/п эл.град., в правой части каждого из которых формируют соответственно основные паузы и участки проводимости одинаковой длительности А, о т л и- чающийся тем, что, с целью улучшения спектрального состава выходного напряжения инвертора, для каждого основного

вентиля внутри интервалов 0-30 и 180- 210 эл.град. синтезируют дополнительные паузы и участки проводимости, местоположения середин которых определяют сдвигом в сторону отставания на

величину 60 (1 + 1 /2п) эл.град середин соответствующих основных пауз и участков проводимости, расположенных на интервалах 60-90 и 240-270 эл.град., внутри интервалов 150-180 и 330-360 эл.град формируют

дополнительные паузы и участки проводимости, местоположения середин которых определяют сдвигом в сторону опережения на 60 (1 - 1/2п) эл.град, середин соответствующих основных пауз и

участков проводимости, расположенных на интервалах 90-120 и 270-300 эл.град , а длительность у всех дополнительных пауз и участков проводимости определяют из функциональной зависимости у К(60/л - А) эл.град, где К - безразмерный коэффициент, численное значение которого для каждого конкретного п выбирают в соответствии с зависимостью представленной на фиг, 3,

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - улучшение спектрального состава выходного напряжения за счет формирования дополнительных импульсов в выходной кривой преобразователя. Способ управления инвертором заключается в периодическом, осуществляИэобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении трехфазными вентильными преобразователями на базе автономных инверторов напряжения. Целью изобретения является улучшение спектрального состава выходного напряжения инвертора. На фиг. 1 приведена упрощенная структура силовой схемы трехфазного мостового преобразователя, выполненного на базе полностью управляемых ключей; на фиг. 2 емом с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град., переключении вентилей трехфазной одномостовой схемы инвертора. При этом внутри центральных 60-градусных интервалов зон проводимости и закрытого состояния вентилей, на крайних правых частях каждого из участков, на которые разбиты указанные интервалы, формируют п основных сигналов управления. Внутри интервалов 0-30 и 180-120 эя.град. синтезируются дополнительные сигналы, местоположения середин которых определяются сдвигом в сторону отставания на величину 60 (1 + ж-)эл.град, середин соответствующих основных сигналов управления, расположенных внутри интервалов 60-90 и 240-270 эл.град. На интервалах 150-180 и 330-360 эл.град. местоположения середин дополнительных сигналов управления находятся сдвигом на 60 (1 - ) эл.град. в сторону опережения середин соответствующих основных сигналов, формируемых внутри интервалов 90-120 и 270-300 эл.град 6 ил. У в О s4 О g временные диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ управления; на фиг. 3 - кривая зависимости величины коэффициента К от п; на фиг. 4 и 5 - обобщенная функциональная схема системы управления, реализующей предложенный алгоритм, и диаграмма ее работы; на фиг, 6 - характеристики спектрального состава выходного напряжения инвертора. Временные диаграммы, представленные на фиг. 2. иллюстрируют алгоритм формирования управляющих импульсов на

+ О

- Q

j°,}0to fo tier/ лгГ

I I | A L

fA

IT . .1

j;

л.

fB

-fc

Uy

ПП П П П П.-ПП.Л

0,35

0,3,268 0,t5

0,1

К

Ч

X

/

/

-I-1

23456 7 8 9 Ю

Фиг.З

j;

л.

П ПГ

П ПГ

i-m.j-LJ

TJ-1П..

r-i n n

П.Л

и uu uu

Фиг 2.

-I-1

7 8 9 Ю

--н

# /

л

Г

% %

«т

% %ЭД

Щи г, 5

Фиг. 4

Щ

№L f

U1

0,09- 0,08 0,07- 0,06

0,05 0№ 0,03 0,02 0,01

0

/ / / / / / // //

0,1 0,2 0,3 6,1 Q5 US 0,1 0,8 0,9 1,0

Фиг.6