Способ управления трехфазным преобразователем частоты Советский патент 1975 года по МПК H02P13/24 

Предлагаемое изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано в вентильных преобразователях частоты с синусоидальным формированием выходного напряжения, например, посредством широтно-импульсной модуляции для питания асинхронного двигателя с соединением обмоток в треугольник либо в звезду без нуля.

Известен способ управления, при котором открывающие импульсы подаются одновременно в начале периода несущей частоты на все три тиристора анодной (катодной) группы вентилей, а закрывание же тиристоров происходит в разное время в соответствии с законом модуляции.

Недостатком известного способа управления трехфазным преобразователем частоты является больщое число коммутаций силовых вентилей преобразователя, возможность появления постоянной составляющей в выходном напряжении (токе) из-за трудности точной реализации законов управления и увеличенное содержание высокочастотных составляющих выходного напряжения (тока) вследствие неполной глубины модуляции при формировании выходного напряжения.

Целью изобретения является снижение числа коммутаций силовых вентилей и коэффициента нелинейных искажений вследствие исключения возможности появления постоянной составляющей и уменьшения высокочастотных составляющих в выходном напряжении (токе).

Это достигается тем, что в течение каждой шестой части периода выходного напряжения одну фазу, имеющую экстремальное (положительное или отрицательное) значение, непрерывно подключают к соответствующему (положительному или отрицательному) зажиму источника питания, а две другие фазы переключают в соответствии с принятым законом модуляции от одного зажима источника питания к другому, причем в качестве непрерывно

подключаемой фазы поочередно через щестую часть периода используют каждую из фаз нагрузки.

На фиг. 1 приведена принципиальная силовая схема трехфазного преобразователя частоты; на фиг. 2 - диаграммы, поясняющие предлагаемый способ.

Преобразователь частоты собран по трехфазной схеме (фиг. 1). Фаза Л состоит из двух управляемых вентилей 1 и 2, шунтированных

соответственно обратными диодами 3 и 4. Фазы S и С состоят соответственно из управляемых вентилей 5-В и обратных диодов 9-12.

На выходе преобразователя подключена трехфазная нагрузка 13-15, соединенная в

звезду без нуля.

Формирование выходного наиряжения предложенным способом происходит следующим образом.

Период выходного напряжения преобразователя разбивается на шесть интервалов (на фиг. 2,6 указан двойными линиями). В каждом из этих интервалов одна фаза нагрузки с помощью соответствующих вентилей поочередно подключается к одному из зажимов источника питания преобразователя, а две остальные фазы модулируются по принципу однополярной (односторонней или двусторонней) широтно-импульсной модуляции линейным напряжением. Интервал подключения одной из фаз к положительному зажиму источника питания может находиться в интервале наиболее положительного значения этой фазы, а подключение к отрицательному полюсу источника в интервале, когда эта фаза наиболее отрицательная по отношению к двум другим.

В интервале I фаза В, имеющая наибольшее отрицательное значение, включением вентиля 6 (управляющий сигнал Ув фиг. 2,8) подсоединяется к отрицательному полюсу источника питания. В момент отрицательного спада пилообразного напряжения Urns (фиг. 2, а) включаются вентили 1 и 7 (управляющие сигналы У и У на фиг. 2,е). В момент сравнения положительного фронта пилообразного напряжения и модулирующего ав (фиг. 2, а) включается вентиль 2 (управляющий сигнал У2 на фиг. 2,в). В момент сравнивания положительного фронта пилообразного {Угпп напряжения и модулирующего бс (фиг. 2) включается вентиль 8 (управляющий сигнал Ув на фиг. 2, в).

В интервале II фаза А, имеющая наибольшее положительное значение, включением вентиля 1 подсоединяется к положительному полюсу источника питания. В момент отрицательного фронта пилообразного напряжения включаются вентили 6 и 8 (управляющие сигналы Уе и У& на фиг. 2,е).

В момент сравнивания положительного фронта пилообразного напряжения и модулирующего ав (фиг. 2, а) включается вентиль 5 (управляющий сигнал УЗ на фиг. 2,в). В момент сравнивания положительного фронта пилообразного напряжения и модулирующего са (фиг. 2, а) включается вентиль 7 (управляющий сигнал УТ на фиг. 2,8).

Аналогично согласно диаграмме фиг. 2, б работает преобразователь и в остальных четырех интервалах (III - VI). Выходные фазные напряжения преобразователя показаны на фиг, 2 г, д, е, где Va, Ub, U - напряжения

на соответствующих нагрузках 13, 14, 15 (фиг. 1).

Из .фиг. 2, а видно, что для реализации закона управления используются только два участка модулирующего напряжения (указанные двойными линиями), одинаковые на всех временных участках работы инвертора. Это приводит к упрощению генератора модулирующего напряжения, снижению числа устройств сравнения с трех до двух.

При предлагаемом способе формировапи линейного напряжепия возможно прп полной модуляции. Поэтому на выходе преобразователя первая гармоника напряжения увеличивается в 1,15 раза при амплитуде высокочастотных пульсаций почти таких же, как и при известном способе. Это обстоятельство приводит к снижению коэффициента нелинейных искажений.

Таким образом, предлагаемый способ управления осуществляется путем формирования синусоидального напряжения в двух фазах нагрузки (активный режим) и получения в третьей фазе напряжения как суммы двух

формируемых (пассивный режим) с циклическим переключением активного и пассивного режимов по фазам нагрузки через щестую часть периода выходного папряжения. Это приводит к уменьшению числа коммутаций,

исключению возможности появления постоянной составляющей в напряжении на выходе преобразователя и увеличению в 1,15 раза на выходе напряжения первой гармоники преобразователя, упрощению источника модулирующего напряжения.

Предмет изобретения

Способ управления трехфазным преобразователем частоты, основанный на формироваНИИ синусоидального выходного напряжения, отличающийся тем, что, с целью снижения числа коммутаций силовых вентилей и коэффициента нелинейных искажений преобразователя, в течение каждой шестой части

периода выходного напряжения одну фазу, имеющую экстремальное (положительное или отрицательное) значение, непрерывно подключают к соответствующему (положительному или отрицательному) зажиму источника питания, а две другие фазы в течение указанной шестой части периода переключают в соответствии с принятым законом модуляции от одного зажима источника питания к другому, причем в качестве непрерывно подключаемой

фазы поочередно через шестую часть периода используют каждую из фаз нагрузки.

ij ±9 7

/-/VГ

иг. г