СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ Советский патент 1968 года по МПК H02M5/22 

Известен способ управления многофазным преобразователем частоты с непосредственной связью путем подключения выходных фаз через силовые полностью управляемые полупроводниковые вентили к входным фазам при обеспечении блокировки одной из групп силовых вентилей по току другой группой.

Основными отличительными особенностями предлагаемого способа является то, что, с целью приближения формы выходного напряжения к синусоидальной, входные фазные напряжения и задающее напряжение формируют в виде, например трех квантованных по уровню последовательностей прямоугольных импульсов по числу трех потенциальных состояний напряжений, сравнивают последовательности импульсов одного уровня и получают сигнал на подключение выходной фазы к входной фазе, имеющей одинаковое потенциальное состояние с задающим напряжением.

На фиг. 1 представлены кривая одной фазы выходного напряжения а, кривые входного трехфазного напряжения А, В, С и кривая задающего напряжения в при выходной частоте ниже частоты питания; на фиг. 2 - кривая одной фазы выходного напряжения а при выходной частоте выше частоты питания; на фиг. 3 - блок-схема системы управления.

Весь диапазон изменения трехфазного входного и задающего напряжений делят на три потенциальные состояния, причем наибольшим положительным состоянием потенциала применяются значения положительного потенциала, большие половины амплитудного значения входного напряжения преобразователя, наибольшим отрицательным состоянием потенциала - значения отрицательного потенциала, большие половины амплитудного значения, а промежуточным состоянием потенциала - значения положительного или отрицательного потенциалов, меньшие половины амплитудного значения, и в преобразователе постоянно обеспечивается соответствие трех потенциальных состояний совместно включаемых трех входных фаз и произвольного числа выходных фаз преобразователя.

В каждый момент времени действия преобразователя (фиг. 1) выделены три потенциальных состояния как для задающего напряжения - Ib, IIb, IIIb, так и для каждой фазы входного напряжения - IA, IIА, IIIA для входной фазы A; IB, IIB, IIIB для входной фазы В и IС, IIС, IIIC для входной фазы С. Цифрой I обозначается наиболее положительное состояние потенциала, цифрой III - наиболее отрицательное, а цифрой II - промежуточное. Выходная фаза подключается только к той входной фазе, потенциальное состояние которой одинаково с потенциальным состоянием задающего напряжения. Так, например, в промежутке времени от t₀ до t₁ на выходе подключена входная фаза А, что соответствует одинаковым потенциальным состояниям входной фазы IA и задающего напряжения Ib, в промежутке времени от t₁ до t₂ подключена входная фаза В, что соответствует наиболее положительным состояниям задающего напряжения Ib и входной фазы IB; в промежутке от t₂ до t₃ из всех потенциальных состояний одинаковыми являются промежуточные состояния потенциала IIb и IIС, соответственно на выходе подключена входная фаза С.

Подобным образом преобразование осуществляется и во всех выходных фазах, при выходной частоте выше частоты питающей сети (см. фиг. 2).

Данный способ может быть реализован полностью управляемым преобразователем, позволяющим осуществить искусственную коммутацию любого вентильного элемента силовой схемы в произвольно выбранные моменты времени.

Система управления содержит блок 1 (фиг. 3) формирования наиболее положительного потенциального состояния входных фаз преобразователя (или сигналов IA, IВ и IС) и блок 2 формирования наиболее отрицательного потенциального состояния входных фаз преобразователя (или сигналов IIIA, IIIВ и IIIC). Для задания частоты выходного напряжения служит задающий генератор 3, подключенный к пересчетному блоку 4, в котором формируется система импульсов потенциальных состояний (например, Ib и IIIb) для всех выходных фаз преобразователя.

Импульсы с блоков 1, 2 и 4 подаются соответственно в блок 5 совпадений наиболее положительных потенциальных состояний каждой входной фазы с одной фазой задающего напряжения: Ib с IA, Ib с IB, Ib с IС и в блок 6 совпадений наиболее отрицательных потенциальных состояний каждой входной фазы с одной фазой задающего напряжения: IIIb с IIIA, IIIb с IIIВ и IIIb с IIIС и в блок 7 совпадений отсутствия наиболее положительного и наиболее отрицательного потенциальных состояний каждой входной фазы с одной фазой задающего напряжения. На выходе появляется полезный сигнал только при одновременном отсутствии полезных сигналов в цепях совпадений Ib, IIIb с IA, IIIA; Ib, IIIb с IB, IIIВ; Ib, IIIb с IС, IIIC).

Сигналы совпадений с блоков 5, 6, 7 поступают на блок 8 «Или». Сигнал на выходе блока 8 для каждой фазы соответствует продолжительности подключения входной фазы на выходе преобразователя.

Система управления содержит также блок 9 индикатора направления тока отрицательных групп вентилей и блок 10 индикатора направления тока положительных вентильных групп преобразователя.

Блок 11 сравнивает сигналы подключения входной фазы (от блока 8) с сигналом индикатора тока для отпирания положительных групп преобразователя (блок 10) и с сигналом блокировки от индикатора направления тока противоположной группы (блок 9). Блок 12 выполняет те же функции, что и блок 11, но только для отрицательной вентильной группы.

Усиление отпирающих импульсов для вентилей положительной и отрицательной группы преобразователя происходит соответственно в блоках 13 и 14, а усиление отпирающих импульсов для отпирания запирающих цепей положительных и отрицательных вентильных групп в блоках 15 и 16 соответственно.

Осуществление данного способа не требует задающего генератора с напряжением синусоидальной формы, достаточно иметь только задающие потенциальные состояния, как это показано на фиг. 1 (Ib, IIb, IIIb).

Способ управления многофазным преобразователем частоты с непосредственной связью путем подключения выходных фаз через силовые полностью управляемые полупроводниковые вентили к входным фазам при обеспечении блокировки одной из групп силовых вентилей по току другой группы, отличающийся тем, что, с целью приближения формы выходного напряжения к синусоидальной, входные фазные напряжения и задающее напряжение формируют в виде, например трех квантованных по уровню последовательностей прямоугольных импульсов по числу трех потенциальных состояний напряжений, сравнивают последовательности импульсов одного уровня и получают сигнал на подключение выходной фазы к входной фазе, имеющей одинаковое потенциальное состояние с задающим напряжением.