Способ управления непосредственным преобразователем частоты Советский патент 1979 года по МПК H02M5/27 

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано при построении непосредственных преобразователей частоты с искусственной коммутацией тиристоров, предназначенных, например, для частотно управляемых электроприводов.

Известны способы управления непосредственными преобразователями частоты с искусственной коммутацией тиристоров 1, 12.

Наиболее близким по технической сущности является способ; согласно которому информацию сравнения напряжений входной и эталонной частот задерживают на несколько периодов выходного напряжения преобразователя и используют затем для формирования управляющих импульсов тиристорами 2.

Недостаток известных способов управления состоит в сравнительной сложности систем управления, которые их реализуют. Они требуют наличия многофазных задающих генераторов синусоидального напряжения с регулируемой в широких пределах эталонной частотой и строятся по принципу непрерывного слежения за мгновенными значениями напряжений входной и эталонной частот.

Кроме того, известные способы характеризуются неоправданно увеличенным числом искусственных коммутаций тиристоров, ухудшающих энергетические показатели преобразователя и ограничивающих возможности дальнейщего улучщения качества преобразованной электроэнергии.

Предложенный способ отличается от известного способа тем, что выбирают значения периодов повторения выходной и входной частот, при которых они имеют общеенаименьщее делимое, а период выходного напряжения изменяют в соответствии с заданным числом периодов входного напряжения и синхронизируют с определенной его фазой.

Это позволяет упростить реализацию способа управления, улучщить энергетические показатели преобразователя и качество преобразованной, электроэнергии.

На фиг. 1, 2 показан пример образования напряжения в одной выходной фазе преобразователя; а - по известному способу; б - по предложенному способу; на фиг. 3, 4 показаны кривые напряжения в трех выходных фазах преобразователя при различных выходных частотах; на фиг. 4 показаны кривые напряжения при выходных частотах 150; 100; 37,5 гц и регулировании величины напряжения согласно зависимости const и при применении схемы преобразователя частоты с непосредственной связью и использованием кроме входных фазных также нулевого потенциала для образования выходного напряжения преоб|эазователя.

На фиг. 1-4 кривые 1-3 - напряжения входных фаз, 4 - нулевой потенциал, 5 - задающие напряжения, 6 - выходное напряжение, 7 - точка отсчета интервалов времени,8-11 - интервалы времени импульсов управления соответствуюш,их тиристоров относительно точки отсчета 7.

Преобразование согласно изобретению совершается следующим образом.

В определенной фазе входного напряжения (точка 7) вырабатывают импульс управления (фиг. 1,6). От этого времени отсчитывают промежутки времени подачи импульсов управления тиристорами преобразователя. Например, начиная с момента времени 7, через промежуток времени 7-8 подают в момент времени 8 импульс управления на тиристор, который подключает входное напряжение 2 к выходной фазе. Момент времени 8 и другие моменты коммутации выбраны, исходя из упомянутых требований рационализации процесса преобразования и в каждый период выходного напряжения осуществляют коммутацию в одном и том же месте относительно входного напряжения, поскольку эти моменты коммутации фиксированы неизменно относительно начальной точки отсчета времени 7.

Таким же образом через промежуток времени 7-9 осуществляется в момент времени 9 подключение на выход входной фазы 3. В момент времени 10 может осуществиться естественная коммутация при активной индуктивной нагрузке, что облегчает работу блоков искусственных ком.мутаций.

Но известному способу преобразования с использованием непрерывного слежения за мгновенными значениями входных и задающего напряжений, как это показано на фиг. 1, а, такая замена искусственных коммутаций естественной затруднительна.

Согласно предлагаемому способу преобразование осуществляют по ранее составленной программе с моментами коммутаций 9-13. В последующий момент времени 7 срабатывает элемент управления, выявляющий выбранную фазу 7 входного напряжения, и цикл преобразования повторяется. Как видно из сравнения фиг. 1,а и 1,6 в примере 1,6 субгармонические выходного

напряжения исключаются одинаковыми площадями выходного напряжения по полупериодам. На фиг. 1,а заштрихованной площадью 14 показано отличие интегралов выходного напряжения по полупериодам без применения предлагаемого способа управления. При этом число коммутаций уменьшается на фиг. 1,6 до пяти (из которых две естественные) по сравнению с девятью коммутациями на фиг. 1,а.

Выбором моментов времени коммутаций,

например 8, можно повлиять на симметрию выходного напряжения, на величину полезной гармонической составляющей и т. д. Предлагаемый способ управления позволяет

значительно уменьшить число коммутаций. Степень приближения к синусоидальной форме может меняться и увеличивается с увеличением числа выбранных коммутаций. На фиг. 3,а показано увеличение числа коммутаций за период выходного напряжении при

такой же выходной частоте 75 гц, что и на

фиг. 2. На фиг. 3,6 показано, что форма

выходного напряжения повторяется через

два периода выходного напряжения часто.той 100 ГЦ.

Выходных частот, при которых форма кривой выходного напряжения повторяется через несколько его периодов, много, однако, наиболее рациональными следует считать те частоты, где период повторения наименьший, например, 1, 2 или 3 периода повторения выходных напряжений.

Формула изобретения

Способ управления непосредственным

преобразователем частот., с искусственной коммутацией, согласно которому сигнал, представляющий результат сравнения напряжений входной и эталонной частот задерживают на несколько периодов выходного

напряжения преобразователя и используют затем для формирования управляющих импульсов тиристорами, отличающийся тем, что, с целью упрощения, улучщения энергетических показателей и качества преобразованной энергии, выбирают значения периодов повторения выходной и входной частот, при которых они имеют общее наименьшее делимое, а период выходного напряжения изменяют в соответствии с заданным числом периодов входного напряжения и синхронизируют с определенной его фазой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 221817, кл. 21 А 14/02, 13.06.66.

2.Заявка № 1684534/24-07, 26.07.71, ПО которой принято положительное реш.ение

о выдаче авторского свидетельства.

Фаг.