Способ широтно-кодового управления тиристорным преобразователем для электропривода Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к области силовой электроники и может быть использовано при разработке преобразователей на базе трехфазных автономных инверторов напряжения, предназначенных для питания систем асинхронного частотно-регулируемого электропривода

Известны способы управления трехфазными преобразователями для электропривода, базирующиеся на поэтапном изменении количества импульсов в полуволне выходного напряжения, причем указанное изменение числа импульсов происходит дискретно, что приводит к нежелательным броскам тока в силовых цепях преобразователя в моменты дискретного

переключения. Известен также способ гибкого нелинейного управления широкорегулируемыми преобразователями 3, при котором благодаря специальной нелинейной модуляции продолжительностей основных и модулирующих сигналов управления, формируемых в тактовых точках, обеспечивается плавный безударный переход от одной формы выходного сигнала к другой. Средняя частота коммутации вентилей преобразователя при этом постоянна, на всем диапазоне регулирования обеспечивается постоянство отношения величины напряжения к частоте. Продолжительность тактовых подинтервалов, в серединах которых формируются модулирующие сигнз/ш управлеXI

vj Сл

00

ю

СЛ

ния, при этом на всем диапазоне регулирования постоянна, на нижних частотах в этом случае протяженность интервалов между импульсами управления (и выходными импульсами) весьма велика, что, как известно, негативно сказывается на динамических свойствах преобразователя в зоне пониженных выходных частот, крайне чувствительного на этом поддиапазоне к воздействию возмущающих факторов. Известно также, что для повышения надежности осуществления режима пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный двигатель, закон управления в кратковременном пусковом режиме должен отличаться от базового закона управления с U/F const.

Целью изобретения является улучшение динамических свойств и гармонического состава выходного напряжения трехфазного преобразователя в пусковом режиме и в диапазоне пониженных и средних выходных частот, достигаемое за счет изменения на начальной частоте F0 в К раз продолжительности тактовых подинтервалов и соответствующего этому увеличения количества импульсов в полуволне выходной кривой, а также повышение надежности осуществления процесса пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный двигатель.

Поставленная цель достигается тем, что при управлении по указанному способу, обеспечивающему N-кратное, начиная с частоты fro, связанное регулирование выходных частоты и напряжения преобразователя, заключающемся в том, что основные вентили разных фаз и групп преобразователя периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град. в последовательности +А, -С, +В, -А, +С, -В, при-этом для каждого вентиля в течение одного полупериода от 0 до 180 эл.град. формируют интервал проводимости вентиля, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют интервал закрытого состояния вентиля, на центральных внутри полупериодов тактовых интервалах от 60 до 120 и от 240 до 300 эл.град. симметрично относительно середин полупериодов формируют модулирующие сигналы управления, разноименные с соответствующим полупериодом управления, число которых последовательно уменьшается с ростом выходной частоты преобразователя F, причем генерирование указанных модулирующих сигналов производят 8 серединах тактовых подинтервалов с продолжительностью г, внутри каждого тактового интервала начало первого из под- интервалов и конец последнего из них синхронизируют соответственно с началом и концом тактового интервала, формирование каждого 1-го от начала (и от конца) до середины тактового интервала модулирующего сигнала управления осуществляют при изменении выходной частоты преобразователя от FO до граничной частоты FI , при этом в номинальном режиме работы на поддиапазонах выходных частот, при которых

F Ff+i (Fi Fi Fj-м), продолжительность Я всех модулирующих сигналов управления определяют как

11 1 Я -хпгт тг - с . а на частотных поддиапазонах, на Которых FI ; F Fi наряду с основным массивом модулирующих сигналов управления с продолжительностью Я в серединах тактовых интервалов формируют центральный модулирующий сигнал с длительностью Я, на всем диапазоне регулирования длительность г тактовых подинтервалов изменяют в соответствии с зависимостью

(M-lf -(FoN -F)(t-K) „„„ б Fi (N - 1)2 N

этом значения вышеупомянутых граничных частот FI и FI определяют как

f)

Fi - 2$ соз((Ф + 4 л) N /3 Fo,

30

где R V - р3/27 Ф arccos (-Q/2R),

Q 2SN/3 + T-16N3/27,

Р S - 4 N2/3,

при этом в пусковом режиме работы, в диапазоне выходных частот преобразователя Fo + 2 F0:

д-ц2( 5 , 1-К/ при определении FI:

T-(N-1)(2l-1)-2 T-2(l-1)(2i-1)g-K) а при определении FC

T-(N-1)(2t-1)+2. 121 (2i - 1) (1 - К)

для номинального режима работы преобразователя при определении FI :

.-(М-1У +/N-1)2

1 - К 2(1 -1)(21 -1)(1 -К)

т NfN-1)2 T-2(i-l)(l-K)

а при определении FI ;

g-ма (N-1)2(-I/

5-N1 к Ч-2Ц2 -1)(1 -К)

N (NzjQ

1 2i(T-Kl

ч/

в пусковом режиме при Fi F FH-I;

3 .N-2- A 12iFNJ

npwFi F Fi: A - -))FN , (2i-1)N-2 Ox. 1W.

(;ji-1)()r а в номинальном режиме работы преобразователя, когда 2 F0. при FI F Fi,

(2i-1)-A 1/6F-2(M)r- 1/6 (21-1) F0N.

На фиг.1 приведена схема основных соединений силовых цепей тиристорного преобразователя напряжения, выполненного на базе полностью управляемых тиристоров, нагруженного на асинхронный электродвигатель АД; на фиг.2 - регулировочная характеристика преобразователя и кривая изменения относительной продолжительности тактовых подинтервалов; на фиг.З - временные диаграммы, иллюстрирующие два опорных варианта формирования управляющих сигналов на вентили преобразователя. На фиг.4 изображена блок-схема системы1 управления преобразователем.

Временные диаграммы, построенные на фиг.З, иллюстрируют два базовых алгоритма формирования управляющих сигналов на вентили преобразователя в процессе регулирования, а также соответствующие им кривые линейного выходного напряжения UAB. Приведенные здесь управляющие сигналы Uy поступают на находящийся в положительном проводящем полупериоде управления вентиль + А катодной группы трехфазной мостовой схемы преобразователя, при этом положительная величина Uy (основной сигнал управления) соответствует проводящему состоянию вентиля, а-нуле- вое значение Uy (модулирующий сигнал управления) - закрытому состоянию (рледу- ет помнить, что вентили являются полностью управляемыми). Формирование разноименных с соответствующим полупериодом управления модулирующих сигналов управления с продолжительностью А, определяющей величину выходного напряжения преобразователя, на всем диапазоне регулирования F0 + NF0 осуществляется при этом внутри средних на полупериодах тактовых интервалах (60-120 и 240-300 эл.град.) в центрах тактопых подинтервалов, показанных на фиг.З тонкими дугами снизу. имеющих переменную продолжительность

г, зависящую от текущих ТН.ЧЧРНИЙ выход ной частоты F и определяемую к

r (N rJ2jLЈo.N.-:rЈ (I - к)

56 f% (N - Г)2 N

(см. построенную на фиг.2 кривую зависимости изменения относительной продолжительности г т/тт от частоты F применительно к величине диапазона регулирования N 8 и 10 значению коэффициента К 0,5). Формирование указанных модулирующих сигналов производится симметрично относительно центров полупериодов благодаря тому, что начало каждого первого на тактовом интерва- 15 ле тактового подинтервала и конец каждого последнего подинтервала непрерывно синхронизируются соответственно с началом и концом собственного тактового интервала 60-градусной продолжительности. Продол- 0 жительность тактовых подинтервалов при рассматриваемых законах управления изменяется (увеличивается) при росте выходной . частоты преобразователя по нелинейной параболической зависимости с вершиной в вер- 5 хней части частотного диапазона.

Величина предварительно задаваемого . упомянутого выше в выражении для определения продолжительности тактовых подинтервалов коэффициента К, принимающего 0 -значения от нуля до единицы, является весьма важным параметром рассматриваемого- режима управления и характеризует собой степень изменения продолжительности тактовых подинтервалов на начальной выход- 5 ной частоте преобразователя F0 по сравнению с максимальной продолжительностью подинтервалов, наблюдаемой в верхней точке частотного диапазона, на частоте NF0, на которой полуволна выходного на- 0 пряжения формируется из одного импульса. При этом чем меньше абсолютное значение коэффициента К, тем короче на начальной выходной частоте продолжительность тактовых подинтервалов и тем больше количе- 5 ство модулирующих сигналов внутри тактовых интервалов, тем из большего числа импульсов формируется на начальной вы- . ходной частоте полуволна выходного напряжения преобразователя. Упомянутое 0 начальное число модулирующих сигналов внутри тактовых интервалов при этом определяется из выражения N/K, т.е., например, при N 8 и К 0,5 на начальной частоте внутри тактовых интервалов будет форми- 5 роваться по шестнадцати модулирующих сигналов управления. В случае, когда указанное частное от деления является дробной величиной, начальное количество модулирующих сигналов управления находится округлением в большую сторону, Конкретное значение параметра К должно задаваться, исходя в первую очередь из требований к динамическим свойствам преобразовательной системы и к гармоническому составу ее выходного напряжения в области низких и средних выходных частот, руководствуясь тем правилом, что большее число импульсов в выходной полуволне на начальной частоте (меньшее К) способствует улучшению гармонического состава выходного напряжения и динамических свойств системы.

Процесс регулирования частоты выходного сигнала преобразователя как в пусковом так и в номинальном режимах работы базируется в рассматриваемом случае, как показано стрелками на фиг.З, на постоянной поэтапной вариации длительностей ос- новных и модулирующих сигналов управления, формируемых в тактовых точках, соответствующих центрам упомянутых тактовых интервалов (в точке 90° применительно к полупериоду проводящего состояния вентилей и в точке 270° на полупериоде закрытого состояния ключей). Отмеченный принцип формирования управляющих сигналов, существенной особенностью которого является непрерывное отождествление (кодирование) продолжительностей формируемых в центрах тактовых интервалов основных и модулирующих управляющих сигналов,с длительностью основного массива сигналов, за счет чего осуществляется плавный безударный переход от одного поддиапазона управления к другому, может быть поэтому определен как широтно-кодовый.

Внутри поддиапазонов регулирования, на которых, как показано на фиг.З.а, в центрах тактовых интервалов формируются основные сигналы управления, регулирование величины выходного напряжения осуществляется путем изменения продолжительностей А модулирующих сигналов по определенным зависимостям. На поддиапазонах, на которых, как показано на фиг.З,б, в серединах подинтервалов формируются модулирующие сигналы управления с варьируемой длительностью Я продолжительность Л остальных модулирующих сигналов находится в соответствии с другими функциональными зависимостями. Граничные значения частот FI и FI , переходных от одного поддиапазона регулирования к другому, определяются при этом через соответствующие параметры режима управления.

Известно, что одним из наиболее экономичных и часто применяемых в номинальных режимах работы законов управления преобразователями для систем частотнорегулируемого асинхронного электропривода является управление по закону постоянства отношения величины напряжения к частоте, при котором, как показано на фиг.2

для частотного диапазона номинального регулирования 2 F0 + NF0 8 F0, величина напряжения растет прямо пропорционально с увеличением выходной частоты преобразователя. Известно также, что в

кратковременном пусковом режиме преобразователя, нагруженного на асинхронный электродвигатель, относительная величина напряжения должна быть существенно повышена по сравнению с номинальным режимом, в этом случае в диапазоне пусковых частот целесообразно поддерживать величину напряжения повышенной и постоянной, а в качестве верхней границы диапазона пусковых частот принимать частоту, равную удвоенной начальной частоте FO (см. диапазон F0 + 2 F0 на фиг.2).(

В соответствии с рассматриваемым алгоритмом управления конкретные значения вышеупомянутых граничных частот и параметров управляющих сигналов, через которые реализуется требуемый закон управления, последовательно определяются как:

30

cos (Ф + 4 я)/3) + 2 N/3 F0, где R V р3/27 Ф агссо5(-0/2И),

Q 2SN/3 + T-16N3/27, P S-4N2/3,

5 при этом в пусковом режиме работы, в диапазоне выходных частот преобразователя

F0 + 2F0: S - N2 - (N - jO2 .

при определении FI :

T-(N (2I -1)-2 1 2 (f-1) (2I-1)(1 -К) а при определении FJ :

T rN-iyi N(2l-1)+2. 2i (2i - 1) (1 - К) В номинальном режиме работы преобразователя при определении FI :

Ј-N2(N-1)2ff-1)2

Ь1-К + 2(1-1) (21-1)0 -К)

т- N(N-1)2

| . .- -..}-- Li

0

5

5

2(i-1)(1 -К) а при определении FI :

(N-1-)2

+

(N-1)2

1-К л 21(21 -1)(1 -К)

N(N -1)2 21 (1 - К)

ч

В пусковом режиме при

1 N-2с ч с Fi F F

i-r „ 1 ч л т 3 (2i - 1) FTC з (2i - 1) N-2 9r. ,, - A-b(2f-1))f .В номинальном режиме работы преобразователя, когда 2 F0, на поддиапазонах выходных частот, при которых Fi+1 , продолжительность А всех модулирующих сигналов управления определяют как

11 1

А -ти-г -с - тт-гг а на частотных поддиапазонах, на которых Fi , продолжительность А всех, за исключением центрального на тактовом интервале, модулирующих сигналов управления находят как

А г 6 F N (21 - 11 а длительность центрального модулирующего сигнала управления находят как А 1/6 F - 2 (i-1) T - 1/6 (2i-1) F0N, Во всех вышеприведенных зависимостях параметр i характеризует количество модулирующих сигналов управления, формируемых внутри половин тактовых интервалов, включая центральный на полупериоде модулирующий сигнал на поддиапазонах регулирования, на которых Fi

На первом, начиная с пусковой частоты FO, поддиапазоне регулирования, алгоритм формирования управляющих сигналов и начальное количество управляющих сигналов I внутри половин тактовых интервалов должны определяться следующим образом. В первую очередь находится частное от .деления N/2K, характеризующее начальное значение I, при этом в случае дробной величины N/2K полученное значение округляется до ближайшего целого числа в большую сторону. Исходя из полученного значения I, определяются соответствующие данным значениям I, N и К величины граничных частот FI и FI , причем определение указанных величин должно производиться по представленным выше зависимостям, описывающим пусковой режим работы преобразователя. В случае, когда найденное таким образом первое значение f окажется меньше пусковой частоты Р0, алгоритм формирования управляющих сигналов на первом поддиапазоне регулирования, в зоне Fi FVFo, должен соответствовать варианту управления при Fj4p F/ (фиг.З.б), в противном случае управляющие модулирующие сигналы должны формироваться в зоне FI по второму из упомянутых алгоритмов (фиг.З.а). Следует еще раз отме

тить, что в диапазоне пусковых частот прг образователя Р0 2 F0 все параметры режи ма управления должны определяться п соответствии с соотношениями, описывэю- 5 щими именно пусковой режим работы.

В соответствии с вышесказанным применительно к рассматриваемому режиму управления с N 8 и К - 0,5, начальное значение параметра i для анализируемого 10 варианта определится как i - N/2K - 8, для которого значения первых граничных частот соответственно равны Рз 1,013 F0, Рз F FO, начальный алгоритм формирования соответствует форме управляющих сигналов, 15 приведенной на фиг.З.а, который после частоты Рз сменится вторым опорным алгоритмом (фиг.3,6), который продлится вплоть до достижения выходной частотой значения Рз , после чего наблюдается уменьшение на 20 единицу численного значения параметра i (i 7), Дальнейший переход от одного.поддиапазона регулирования к другому в пусковом режиме производится на частотах F 1,125F0 , Ру 1,229 F0, Fe 1.268 F0. Fe - 25 1,406 Fo, Fs 1,459 FO, Fs 1,652 F0. F# 1,730 FO. Значение следующей по порядку граничной частоты Рз лежит выше верхней границы пускового режима (выше частоты 2 FO), поэтому дальнейшее определение Fi 30 должно производиться уже по другим из вышеприведенных зависимостей, характеризующим номинальный режим управления. Соответственно по другим зависимостям, начиная с частоты 2 F0, должны определяться 35 продолжительности модулирующих сигналов управления А и А. Определенные подобным образом значения граничных частот в номинальном режиме работы преобразователя соответственно равны: F4 2,134 F0, Рз 40 2,157Р0, Рз 2,915 F0,F2 3,016 F0. F Z 5,279 Fo, F 8 Fo.

Следует отметить, что изменение продолжительности тактовых подинтервалов от выходной частоты по базовой нелинейной 45 зависимости вплоть до верхней частоты NF0 приводит к тому, что в диапазоне верхних выходных частот преобразователя, характеризуемом повышенными значениями выходного тока, продолжительность 50 межкоммутационных интервалов быстро уменьшается, что может привести к срыву инвертирования и снижает тем самым надежность функционирования преобразовательной системы. С целью частичного 55 устранения указанного недостатка, а также улучшения спектрального состава выходного напряжения преобразователя, целесообразно, начиная с частоты р(Р2 F F i ), на которой продолжительность модулирующих сигналов управление рапиа половине дли-.

тельностм тактового подынтервала, и до верхней выходной частоты преобразователя продолжительность тактовых подинтер- валов (двух подинтервалов внутри каждого тактового интервала) принимать равной т 5 1/12 F (см. пунктирное изменение кривой т на фиг.2). Определение величины Р приме- нительно к конкретному режиму управления при этом производится из соотношения

310

F -tfVffcos ( (Ф + 4я)/3 2 N/3 Fo,

где R - / ; Ф arccos (-Q/2R),

Q 2 SN/3 - 16 N3/27 + (N-1)2 N/2 (1-K),

P S - 4 N2/3, S N2 - (N-1)2/(1-K).

Так, для анализируемого режима (N 8, К 0,5) расчетное значение F 4,552 Fo.

Дополнительное улучшение спектраль- ного состава выходного напряжения преоб- оазователя, особенно в области пониженных и средних выходных частот, может быть достигнуто за счет формирования дополнительной последовательности модулирующих сигналов управления, Указанные дополнительные сигналы формируются при этом на крайних тридцатиградусных участках полупериодов управления, внутри зон 0-30, 150-180, 180-210 и 330-360 эл.град. При этом местоположения ближних к границам полупериодов фронтов дополнительных модулирующих сигналов управления определяют путем сдвига на + 60 эл.град. ближних к серединам полупериодов фронтов соот- ветствующих главных модулирующих сигналов управления с продолжительност.ью А. Длительность у упомянутых дополнительных сигналов управления определяется при этом в соответствии с упрощенной зависи- мостью у К Г (г - А), применительно к которой дпя диапазона выходных частот F0 + F1 КГ 0,268, а при NF0 - F F °-268 N FQ -0,193 0,075 F ,

NF-Г (3a

КГ -

висимость КГ от F на фиг.2).

Описанное формирование дополнительных модулирующих сигналов управления приводит, как показано на фиг.З пунктиром, к видоизменению формы выходного напряже- ния преобразователя, тождественного тому, при котором результирующая выходная кривая получается в результате суммирования основной последовательности выходных импульсов с дополнительной последова- тельностью, гармоники которой находятся в противофазе с соответствующими паразитными (эрмоникэми основной последовательности импульсов и вызывают тем самым

их исключение или уменьшение (компенсируют амплитуды паразитных гармоник).

Приведенные выше значения безразмерного коэффициента КГ обеспечивают при этом практически полное исключение из спектра кривой выходного напряжения преобразователя как в зоне пусковых частот, так и на верхней выходной частоте NF0, наиболее нежелательной пятой паразитной гармонической составляющей и значительное снижение амплитуды седьмой гармоники.

Следует отметить, что в процессе управления преобразователем по описанному алгоритму из- спектра его выходного напряжения на всем диапазоне регулирования может быть исключена любая из паразитных гармоник, для этого продолжительность у дополнительных модулирующих сигналов управления должна изменяться в соответствии с нижеприведенной нелинейной зависимостью:

v arcw (в-гС)С

у Т агад2 (В + С)

где к - номер исключаемой из спектра выходного напряжения паразитной гармоники; для частотных поддиапазонов FI -M, а также при

л „ , kt . k( -ir-A) . кл: А 4 sin -2 sin -i2sin-я- ;

В 4 sin ip cos

4sln

ikr

sin

2 kA

k(ir+A) kg. 2 sm 3

kn

ж IT,

. 1 П, b, fVC,I ,2 cos -g- cos k -g - -H -

sin -« sin n ля частотных поддиапазонов FI %F FI :

kr(i -1) kfr-lr-A , k

i-L -ii --4 sin

B

sin

sin

krp-n cos kfr-ir-4 ... kit Ikr, kA ktt

sin

С 4 sin -- sin -y- cos --g, тл IT, . kn . kr , cos k - - sin-y sln-к- +

i, 77- 2 cos sin k л (21 - 1)r A k г sin

Достаточно сложные преимущественно нелинейные зависимости, характеризующие режим проведения приемов описанного способа управления, целесообразно осуществлять при помощи современных цифровых (микропроцессорных) средств управления. На фиг.4 представлена блок-схема системы управления преобразователем.

выполненной по вертикальному принципу, базовые блоки которой строятся на цифровой основе. Ниже приводятся характеристика состава системы и принципа ее функционирования.

При помощи блока задания частоты 1 осуществляется задание требуемой выходной частоты преобразователя, на его выходе формируется сигнал Ui, пропорциональный значению выходной частоты, который поступает на входы тактового генератора 2 и N/K-ка- нального по выходу функционального преобразователя 3, Частота следования импульсов генератора 2 определяет частоту выходного сигнала блока развертки (генератора симметричного пилообразного напряжения) 4, которая на всем диапазоне регулирования в 6 раз выше выходной частоты преобразователя. Сигнал блока 4 постоянно сопоставляется в блоке формирования управляющих импульсов 5 с выходными сигналами 1)з функционального преобразователя 3, величина которых пропорциональна текущим значениям положений фронтов управляющих сигналов и выходных импульсов «1 - O2i внутри тактовых интервалов (см, временные диаграммы UAB на фиг.З). Указанные значения а предварительно определяются расчетным путем из соотношений, характеризующих режим формирования управляющих сигна- лов как для пускового, так и для номинало- ного диапазонов регулирования. При этом следует учитывать, что:

. а1 60° + (г - А)/2, «2 an + А ,

03 01+Г Ог 02i -1 +А.

В моменты равенства текущих значений сигналов блоков 3 и 4, как показано на внутренней временной диаграмме на фиг.4, блоком 5 вырабатываются команды на формирование фронтов управляющих (и выходных) импульсов, которые распределяются по соответствующим вентилям преобразователя в соответствии с принятым опорным законом 180-градусного управления при помощи логического распределителя управляющих импульсов 6, соединенного своими тактовыми входами с соответствующими выходами трехразрядного регистра 7, работа которого на всем диапазоне регулирования синхронизируется тактовыми импульсами генератора 2.

Таким образом, описанные базирующиеся на нелинейном изменении гзаконы формирования управляющих сигналов на вентили преобразователя позволяют обеспечить, за счет увеличенного количества уп- равляющих и выходных сигналов на полупериоде в зоне низких и средних выходных частот, улучшение динамических свойств системы в указанных зонах, а также

улучшение гармонического состава выходного напряжения. Приведенное видоизменение номинального закона управления в зоне пусковых частот позволяет повысить 5 надежность осуществления весьма важного и сложного режима пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный электродвигатель. Переход от одного поддиапазона регулирования к другому в пусковом и 10 номинальном режимах управления осуществляется плавным безударным способом. Модуляция продолжительностей тактовых подинтервалов по параболической зависимости в функции частоты с вершиной в вер- 15 хней точке частотного диапазона делает перспективным использование описанных законов управления для управления высокодинамичными тиристорными электроприводами с расширенными диапазонами 0 управления, в том числе высоковольтными тиристорными электроприводами. Формула изобретения 1. Способ широтно-кодового управления тиристорным преобразователем для 5 электропривода с N-кратным по абсолютной величине, начиная с частоты F0, диапазоном регулирования частоты и величины выходного напряжения, при котором основные вентили разных фаз и групп преобразо- 0 вателя, периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град. в последовательности +А, -С, +8, -А, +С, -В, при этом, для каждого вентиля в течение одного полупериот,а от 0 до 180 5 эл.град. формируют интервал проводимости вентиля, в течение другого полупериода от 180 цо 360 эл.град. формируют интервал закрытого состояния вентиля, на центральных внутри полупериодов тактовых интервалах 0 от 60 до 120 и от 240 до 300 эл.град. симметрично относительно середин полупериодов формируют модулирующие сигналы управления, разноименные с соответствующим полупериодом управления, число которых 5 последовательно уменьшается с ростом выходной частоты преобразователя F, причем, генерирование указанных модулирующих сигналов производят в серединах тактовых под- интервалов с продолжительностью т, внутри 0 каждого тактового интервала намяло первого из подинтервалов и конец последнего из них синхронизируют, соответствен но. с началом и концом тактового интервала, формирование каждого 1-го от начала (и от конца) до 5 середины тактового интервала модулирующего сигнала управления осущест иляют три изменении выходной частоты пр обра; ,.за- теля от FO до граничной часнш,: , , при этом в поминальном режиме р „ ел i мл поддиапазонах выходны илсто ; и котооых

Fifi (F/ Fi F,fi ), продолжительность всех модулирующих сигналов управ11 1 ления определяют как Я 45 с а на частотных поддиапазонах, на которых FI , наряду с основным массивом модулирующих сигналов управления с продолжительностью А в серединах тактовых интервалов формируют центральный модулирующий сигнал с длительностью А{ о тли- чающийся тем, что, с целью улучшения динамических свойств и гармонического состава выходного напряжения преобразователя в пусковом режиме и в диапазоне пониженных и средних выходных частот, достигаемого за счет изменения на начальной частоте F0 в К раз продолжительности тактовых подинтервалов и соответствующего этому увеличения количества импульсов в полуволне выходной кривой, а также с целью повышения надежности осуществления процесса пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный двигатель, на всем диапазоне Nl-кратного регулирования частоты и величины напряжения длитель- ность т тактовых подинтервалов изменяют в соответствии с зависимостью

т (N-1)2-(F0 N-F)2(1 -К)

6Fg(N-l)2N

при этом, значения упомямутых граничных частот FI и FI определяют как

I () ЗгF1 (2/Ясо8((Ф + 4я)/3) + 2N/3 F0,

.,

где R ч-р3/27, Ф- arccos (-Q/2R),

Q 2SN/3 + T-16 N3/27, P S - 4 М2/3,

при этом, в пусковом режиме работы, в ди- апазоне выходных частот преобразователя

. при определении FI :

(N -1)(2I -1)

2 (I - 1) (21-1) у -К) а при определении I-,:

(М IN (2i-11 + 2 - 2Ц5Г- ТЖ- к) -

для номинального режима работы преобразователя при определении F :

о . N2 (N -if , SN - if

b 1 - К + 27Г- -ОТДГ -ГЯ -К

i - N( 1 2(7 )а при определении Ft

21 (21 - Щ1

+

(N-lf

в пусковом режиме при FH-I;Я y см

F, : ,

r2i-1)N-2 2 , „

A 6(21-1) FN r) а в номинальном режиме работы преобразователя, когда 2 F0, при F|%F F,

A r-6F0N(2i-1)-ALl/6F-2( (21-1) FoN.

2. Способ по п. 1 .отличающийся тем, что в диапазоне выходных частот преобразователя P -NF0 продолжительность г тактовых подинтервалов принимают равной

Г 1/12 F, при этом, значение граничной частоты F определяют как

Fi ( (Ф + 4 лг)/3) + 2 N/3 Р0.

где R V р3/27 Ф arccos (--Q/2R),

Q 2SN/ 3-16N3/27 + (N-1)2N/2(1-K), P S - 4 N2/3, S N2 - (N-1)2/().

3.Способ по п.2, отличающийся тем, что, с целью улучшения спектрального состава выходного напряжения преобразователя, на всем диапазоне регулирования формируют внутри интервалов 6-30, ISO- ISO, 180-210,330-360 эл,град, дополнительные модулирующие сигналы управления, при этом, местоположения ближних к границам полупериодов фронтов дополнительных модулирующих сигналов управления определяют путем сдвига на ± 60 эл.град. ближних к серединам полупермодов фронтов соответствующих травных модулирующих сигналов управления с продолжительностью Я,

4.Способ по п.З, отличающийся тем, что длительность упомянутых дополнительных сигналов управления определяют в соответствии с зависимостью у К Г (г - Я). применительно к которой для диапазона выходных частот FO - - 0,268, а при NF0 F

if г FO -0,193 .075 F N

5.Способ по п.З, отличающийся тем, что продолжительность удополнитель ных модулирующих сигналов управления находят из соотношения

о л 1/ д2 л (a i г- ра для частотных поддиапазонов F, F FI

y |arctg -J--%;(0 } А

( г ( - 1 I k f г -« г - Л Ic тг

где К - номер исключаемой из спектра вы- 4 sin - - sin sin

ходного напряжения паразитной гармони-

ки1 ,/

У для частотных поддиапазонов Fi F 4 sin kr() cos k (г - U -Я) s)n JOT .

FH-I , а также при F

. . , Ikr . k(-lr-A) . kjr. A 4 sin sin -v-j

ikr.k(lr + A),.,kjr.

Ikr

У 2

kJi 6

10

. Tn IT, . k n . k г , cos k д- - -т:- - sin-s- +

Ikr

У 2

kJi 6

10

. Tn IT, . k n . k г , cos k д- - -т:- - sin-s- +

Сущность изобретения: способ управления преобразователем, регулируемым по закону постоянства отношения величины напряжения к частоте, заключается в модуляции центральных на полупериодах управления тактовых интервалов 60-градусных продолжительностей, в серединах которых осуществляется непрерывное отождествление (кодирование) длительностей формируемых в этих точках основных и модулирующих сигналов управления с текущими значениями выходной частоты. На всем диапазоне регулирования продолжительность тактовых подинтервалов, в центрах которых формируются управляющие сигналы, изменяется по обратной параболической зависимости с фокусом в верхней точке частотного диапазона, при этом начальное число сигналов в полуволне задается соответствующим коэффициентом, входящим в функциональные соотношения, описывающие режим управления. 4 з п. ф- лы, 4 ил. СО с

. /

. 2

а № т

т 90

и

АВ

UTJULJULJl

-1 2 cL2L.2 оС2;.7

44120°

Я П

Фиг.З