(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ
Изобретение касается управления электрическими преобразователями. Инвертор может быть использован в электроприводе для управления двигателем переменного тока.
Известен способ управления мостовым инвертором с регулируемым током нагрузки, состоящий в том, что вырабатывают сигналы управления переключением ключей моста в зависимости от фиксированных уровней тока нагрузки.
Для исключения зоны нечувствительности используют инвертор, генерирующий колебания в нагрузке. Для выработки сигналов управления переключением ключей моста- используют фиксированные уровни тока, с которыми сравнивают мгновенное значение тока нагрузки. Эти инверторы либо не исключают возможности протекания сквозных токов, либо генерируют Колебания пониженной частоты при нулевом сигнале управления.
Наиболее близким техническим- решением к предложенному по технической сущности является способ управления пульсирующим мостовым инвертором, по которому регулировку тока нагрузки осуществляют тремя вариантами переключения управляющих ключей. Первый - - одновременным включением двух управляющих ключей одного плеча, когда к нагрузке приложено прямое напряжение источника питания. Второй - включением одного управляемого ключа плеча, когда нагрузка оказывается закороченной через включенный ключ и один из диодов обратного тока. Третий - выключением обоих ключей плеча, когда в нагрузке создается противо-ЭДС, направленная против источника питания, и ток в нагрузке протекает через два диода обратного тока.
Однако такой способ управления однофазным пульсирующим инвертором не позволяет получить постоянную частоту колебаний в нагрузке при сигнале управления, близком к нулю, что необходимо для обеспечения плавности вращения быстродействующих двигателей переменного тока. При указанных вариантах переключения управляющих ключей достигаются разные крутизны нарастания тока в нагрузке. Такая работа инвертора создает низкочастотные колебания в нагрузке амплитудой, равной половине выбранного уровня тока. При работе без зоны нечувствительности могут возникнуть сквозные токи через последовательно включенные управляемые вентили.
Целью изобретения является повыщение надежности способа за счет исключения протекания сквозных токов при работе без зоны нечувствительности, а также исключение влияния флуктуации. Это достигается тем,-что по предложенному способу ключп первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится между нулевым уровнем, соответствующим ну.левому току нагрузки, и переменным верхним уровнем, фиксированным в положительную сторону относите,чьио заданного значения тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровня, а ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки в .первой диагонали моста спадает до нуля и находится в интервале между нулевым уровнем и переменным нижним уровнем, фиксированным в отрицательную сторону относительно заданного тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное з(1ачение тока нагрузки достигает переменного нижнего уровня. Для исключения влияния флуктуации нулевого урбвня, ключи первой диагонали .моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится в интервале между постоянным отрицательным уровнем, фиксированным от носительно нулевого значения тока нагрузки в отрицательную сторону, и переменным верхним уровнем, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровня, ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится в интервале между постоянным положительным уровнем, фиксированным относительно нулевого тока нагрузки в положительную сторону, и переменным нижним уровнем, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного нижнего уровня. На фиг. 1 показан однофазный .мостовой инвертор, работающий но предложенному способу упра и1ения; на фиг. 2 - диаграммы, иллюстрирующие способ управления инветором. Инвертор содержит управляемые ключи 1 - 4 и диоды обратного тока 5-8. Инвертор подключен к источнику постоянного напряжения и работает на активно-индуктивную нагрузку 9. На диаграм.ме приняты следующие обозначения: а - ток нагрузки, I - нулевой урбвень, соответствующий нулевому току нагрузки, II - переменный верхний уровень, III - переменный нижний уровень, IV - заданное значение тока нагрузки, V - постоянный положительный уровень; б - ток, протекающий через ключи 1 и 2 первой диагонали моста; в - ток, протекающий через ключи 3 и 4. второй диагонали моста; г - сигналы на открывание ключей 1 и 2 первой диагонали моста по п. I формулы: д-сигналы на открывание ключей 3 и 4 второй диагонали моста п. I формулы; е - на открывание ключей 1 и 2 первой диагонали моста по п. 2 фор.мулы; ж - сигналы на открывание ключей 3 и 4 второй диагона.ми моста по п. 2 формулы. Ноложительное значение тока нагрузки соответствует направлению тока, по указанному стрелкой на фиг. 1. Фиг. 2 иллюстрирует работу инвертора, когда в момент времени t О среднее значение тока нагрузки изменяется скачком от О до значения Jo, и далее из.меняется плавно но прямой IV, переходя через 0. Инвертор по п. 1 формулы работает следующим образом. В момент времени t О включается группа ключей 3 и 4 второй диагонали моста. Ток начинает увеличиваться в отрицательном направлении до тех пор, пока в точке А не достигнет переменного нижнего уровня III. В мо.мент t А выключаются ключи 3 и 4, и ток начинает спадать по кривой АБ, протекая через диоды 7 и 8 обратного тока. .Аналогично включаются ключи 3 и 4 в интервале времени от t Б до t В. В момент времени 1 Г, когда ток достигнет нулевого уровня IV происходит включение ключей 1 и 2 первой диагонали моста (фиг. 2г), которые будут включены до тех пор, пока ток не достигнет переменного, верхнего уровня II в момент t Д. В отрезок времени .между t -- Д и t Е ток протекает по диодам 5 и 6 обратного тока. В момент времени t Е, когда ток достигнет нулевого уровня включаются ключи 3 и 4, которые будут включены до момента вре.мени t Ж. В отрезок времени .между t Ж и t 3 ток протекает через диоды 7 и 8 обратного тока. В дальнейщем ключи и 2 будут включенр в моменты времени между t 3 к t И. а также между 1 Ки1 Ли после момента t М. Через диоды обратного тока 5 и 6 ток нротекает в моменты времени между t И и f Н. Ключи 3 и 4 включены в момент времени между t Н и t П. Через диоды обраФного,.тока 7 и 8 ток протекает в момент времени меж-ду t П и t К. Из приведенных диаграмм (фиг. 2г и фиг. 2д) видно, что при любо.м уровне заданного тока не происходит одновременного включения ключей разных плеч инвертора. Между включением ключей плеч существует промежуток времми-i (ВР;ДЕ,. ЖЗ, ИН, ПК), поэтому отсутствует возможность возникновения токов короткого за.мыкания через последовательно соединенные ключи I и.4, 3 и 2 инвертора. .Инвертор.по п. 2 фор.мы работает следующим образом. В инверторе вре.мени от т О до t В инвертор работает аналогично описанному. В момент времени t Р, когда ток нагрузки достигнет нижнего отрицательного уровня VI включаются ключи 1 и 2 первой диагонали моста. Однако ток в момент времени между t Р и t Г продолжает течь через диоды 7 и 8. В момент времени t 1 ток нагрузки равен нулю, и с этого момента до момеита 1 Д ток протекает по (),1тьгм ключам 1 и 2. В момент времени 1 -- Д. когда ток нагрузки достигнет персмеи;1 :.го зс}).нс1о ровня -И, отключаются ключи iii :1. Г. NifiMCiira вре.мени t д1 но 1 -:--: {L (;;, ilpOK i,ii-| ДИОДЫ 5 С момента времени t С, когда ток нагрузки достигнет постоянного но.южительного уровня V, по момент времени t Ж, когда ток достигнет переменного нижнего уровня III вклю чены ключи 3 и 4. Однако ток протекает через них в промежутке времени между t Е и t Ж. В момент времени между t Ж и t 3 ток протекает через диоды 7 и 8. В дальнейшем ключи 1 и 2 открыты в интервалах времени между t Т и t И, между t Ф и t Л, а также после интервала t М. Ключи 3 и 4 открыты в интервале времени между t yHt n. В интервалах времени между t У и t Н ток течет по цепи возвратных диодов 5 и 6, а в интервале времени между 1 Фи1 К - по цепи диодов 7 и 8. Между включением и выключением ключей плеч инвертора существует промежуток времени (ВР, ДС, ЖТ, ИУ, ПФ), поэтому существует также возможность возникновения токов короткого замыкания через последовательно соединенные ключи 1 и 4, 3 и 2. Кроме того, точность воспроизведения заданного тока не зависит от точности уставки постоянного положительного и постоянного отрицательного y.j3..9Sней, так как ток через включенные ключи начинает протекать позже включения ключей, а именно после спадания до нуля тока в нагрузке. При управлении мостовым инвертором по предложенному способу обеспечивается следующий положительный эффект. Повышается надежность за счет исключения сквозных токов, повышается также точность воспроизведения заданного тока за счет повышения частоты пульсаций и исключения влияния флуктуации нулевого уровня. Формула изобретения 1. Способ управления мостовым инвертором с pei-улируемым током нагрузки, состоящий в том, НТО вырабатывают сигналы управления переключением ключей моста в зависимости от фиксированны.х уровней тока нагрузки, огличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет исключения протекания сквозных токов при работе без зоны нечувствительности, ключи первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится между нулевым уровнем, соответствующим нулевому току нагрузки, и переменным верхним уровнем, фиксированным в положительную сторону относительно заданного значения тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровня, а ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки в первой диагонали моста спадает до нуля и находится в 1пнтервале между нулевым уровнем и переменным нижним уровнем, фиксированным в отрицательную сторону относительно заданного тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного нижнего уровня. 2. Способ управления по п. 1, отличающийся тем, что, с целью исключения влияния флуктуации, нулевого уровня, ключи первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится в интервале между постоянным отрицательным уровнем, фиксированным относительно нулевого значения тока нагрузки в отрицательную сторону, и переменным верхним уровнем, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровня, ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится в интервале между постоянным положительным уровнем, фиксированным относительно нулевого тока нагрузки в положительную сторону, и переменным нижним уровнем, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение гока нагрузки достигает переменного нижнего уровня.
-Н оЛ
