Способ управления преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в частотноре- гулируемом электроприводе.

Известен способ управления тиристорами автономного инвертора напряжения заключающийся в том, что происходит ши- ротно-импульсная модуляция напряжения на выходе автономного инвертора напряжения.

Применение широтно-импульсной модуляции неизбежно влечет за собой допол- нительные потери энергии в контуре коммутации за счет увеличения циклов коммутации за период выходной частоты, Так же происходит трехфазное короткое замыкание фаз асинхронной машины, что вызывает дополнительные потери энергии.

Наиболее близким является способ 180 градусного алгоритма управления тиристорами автономного инвертора напряжения, заключающийся в том, что в течение периода выходной частоты, для управления тиристорами преобразователя, создают шесть последовательностей одинаковых прямоугольных импульсов, каждый из которых сдвинут относительно предыдущего на 60 электрических градусов, длительность каждого импульса составляет 180 эл.град.

Недостаток известного способа заключается в том, что он не позволяет осуществлять торможение на низких скоростях, а так же производить торможение с рекуперацией энергии при низких скоростях.

Цель изобретения состоит в расширении диапазона регулирования асинхронной

X

О

;00

машины и повышении экономичности работы электропривода за счет обеспечения рекуперации электрической энергии в области низких частот.

Указанная цель достигается тем, что з способе управления преобразователем, выполненном по схеме трехфазного мостового тйристорного инвертора, работающим на. асинхронную машину, Заключающемся в том, что формируют шесть периодических последовательностей управляющим импульсов, сдвинутых относительно друг друга на 60 эл.градусов в соответствии с которыми на интервале проводимости 120- 180 эл.градусов отпирают соответствующий тиристор, на интервале проводимости 0- 120 эл.градусов запирают каждый из упомянутых тиристоров.

Осуществление данного способа выполняется с помощью устройства, представленного на фиг.1. На фиг.2 представлена диаграмма импульсов управления тиристорами инвертора.

Электропривод содержит асинхронную машину 1, подключенную к автономному инвертору напряжения 2, к входу которого подключен тормозной регулятор 3 и выход фильтра 4 (звена постоянного тока), вход которого предназначен для подключения к источнику питания, систему управления 5, выполненную на базе микропроцессорного, контроллера К1-20 (МС 2702). Вопрос перехода со 180 градусного на 60 градусный алгоритм управления решен на программном уровне. В постоянное запоминающее устройство системы управления 5 занесены таблицы состояний тиристоров для каждого алгоритма в отдельности. Переход с одного алгоритма на другой происходит путем замены одной таблицы состояний тиристоров на другую при сохранении в момент перехо- -да длительности одной шестой периода, Для сопряжения системы управления 5 с автономным инвертором напряжения 2 используются выходные каскады 6 с гальванической развязкой на тиристорных оптронах. Автономный инвертор напряжения 2 выполнен по трехфазной мостовой схеме и состоит из тиристоров 7-12 и обратных диодоа 13-18.

Управляющие цепи тиристоров автономного инвертора напряжения 2 соединены с выходами выходных каскадов 6. Пример схемы электропривода приведен в

3.

В двигательном режиме управление тиристорами преобразователя происходит по 180 градусному способу управления. При задании отрицательного скольжения асинхронная машина 1 работает генератором в

режиме инверторного возбуждения. Процесс возбуждения асинхронной машины 1 имеет ряд особенностей, которые определяются наличием контура для обмена реактивной энергией двух фаз машины, когда ток протекает по тиристору одной фазы и обратному диоду другой фазы инвертора. Происходит обмен энергией между замкнутыми фазами обмотки статора. Свободная фаза

0 не принимает участия в процессе инверторного возбуждения и ее можно, в данный момент времени, не включать в работу, для чего в генераторном режиме делают угол проводимости тиристоров равный одной шестой периода.

5 При 60 градусном управлении в любой момент времени открыт только один тиристор инвертора 2, и следовательно, в двигательном режиме работа асинхронной машины 1 невозможна из-за отсутствия перекрытия углов управления тиристоров

0 анодной (7,9,11) и катодной (8,10,12) групп. Таким образом отсутствует цепь протекания тока по обмоткам асинхронной машины 1 от положительной шины автономного инвертора напряжения 2 к отрицательной. В

5 генераторном режиме наличие одного открытого тиристора, при возбуждении асинхронной машины 1 через автономный инвертор напряжения 2, является достаточным условием для появления замкнутого

0 контура двух фаз, когда ток протекает по тиристору одной фазы и обратному диоду другой. Тормозной регулятор 3 обеспечивает защиту автономного инвертора направления 2 от превышения напряжения на

5 входе выше номинального. Он включается если сеть не может принять всю энергию торможения, либо в режиме рекуперативно- резисторного торможения при отсутствии напряжения в сети. Такое регулирование

0 процессом позволяет производить торможение с рекуперацией энергии в сеть при более низких скоростях, что расширяет диапазон регулирования по частоте и повышает экономичность работы электропривода.

5 Перевод из двигательного режима работы з генераторный режим при 180 градусном алгоритме управления осуществляется увеличением длительности каждой одной шестой части периода до тех пор пока асин0 хронная машина не перейдет в генераторный режим. Затем осуществляется переход на 60 градусный алгоритм управления и путем дальнейшего увеличения длительности одной шестой части периода реализация

5 процесса торможения асинхронной машины.

Использование предлагаемого способа управления преобразователем, нагруженным на асинхронную машину, позволяет расширить диапазон регулирования в генераторном режиме работы электропривода с одновременным увеличением рекуперируемой энергии.

Формула изобретения Способ управления преобразователем, выполненным по схеме трехфазного мостового тиристорного инвертора, работающим на асинхронную машину, заключающийся з том, что формируют шесть периодических последовательностей управляющих им

пульсов, сдвинутых относительно друг друга на 60 эл.град., в соответствии с которыми на интервале проводимости 120-180 эл.град. отпирают соответствующий тиристор, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования асинхронной машины и повышения экономичности работы путем обеспечения рекуперации электрической энергии в области низких частот, на «нтервале проводимости 0-120 эл.град. запирают каждый из упомянутых тиристоров.

Способ управления преобразователем, выполненным по схеме трехфазного мостового тиристорного инвертора, работающим на асинхронную машину, заключается в том, что формируют шесть периодических последовательностей управляющих км- пульсоа, сдвинутых относительно друг друга на 60 эл.град.; в соответствии с которыми на интервале проводимости 120-18С зп. град. отпирают сос етствующиЧ . В отличие от изгсстного способа на время генераторного режима раСоты асинхронной машины на интервале проводимости С -120 эл. град, запирают каждый из упсж.ннутых тиристоров. 2 ил.

I

О

63

о

16

9«г 2

60

i

;::л