Способ управления трехфазным преобразователем частоты с широтноимпульсным регулированием напряжения Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

эбразователя от режима работы нагрузки и расширение диапазона регулирования напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что сигналы на включение тиристоров в выпрямительном и инверторном режимах дополнительно регулируют на интервалах между сигналами генератора управления путем замены сигналов инверторного режима сигналами выпрямительного режима в том случае, если направление тока в фазе противоположно формируемой полуволне напряжения.

Кроме того, две очередные искусственные коммутации тиристоров осуществляют разными узлами коммутации.

Схема устройства, реализующего описываемый способ управления трехфазным преобразователем для одной его фазы, приведена на фиг. 1; на фиг. 2, а даны диаграммы, поясняющие способ управления преобразователем в режиме потребления энергии; на фиг. 2, б - то же, в режиме генерирования, где Мк и Ма - модулирующие сигналы генератора управления для катодной и анодной группы; Гк И Га - выходные сигналы генератора управления; Тк и Та - сигналы индикатора направления тока; В„ и Ва - сигналы на включение тиристоров в выпрямительном режиме; Ик, Иа - сигналы на включение тиристоров в инвертном режиме; АВк, ДВа - сигналы выпрямительного режима, включаемые на интервалах между сигналами генератора управления.

Сигналы на срабатывание узлов искусственной коммутации тиристоров катодных и анодных групп ЕКк и 2Ка разделены по принципу совпадения с моментами окончания выпрямительных режимов Вк Ва и АВк, АВа, т. е. соответственно ЕКк,

ЕКа, и SK.K,, SKa,.

Устройство, реализующее описываемый способ управления трехфазным преобразователем (фиг. 1), содержит логические элементы ИЛИ-И 1 и 2 с одной группой прямых и второй группой инверсных входов, логические элементы И 3-6 с двумя прямыми и одним инверсным входом, логические элементы ИЛИ 7-12, логические элементы И-ИЛИ 13, 14 с двумя группами прямых и инверсных входов, элементы задержки 15-18.

Диаграмма на фиг. 2, а соответствует режиму работы преобразователя, когда отстающий сдвиг тока перекрывает интервал разрыва между сигналами генератора управления. При описываемом способе управления алгоритм формирования сигналов выпрямительного режима для катодной и анодной группы определяется выражениями:

Вк Г,.Ма-Та+ДВк, В,Г,.Мк.Т„+ДВа,

где ДВ z Т М,Г,; ДВ. Т М Г

- сигналы выпрямительного режима,

включаемые дополнительно на интервалах между сигналами ГУ взамен сигналов инверторного режима, соответственно в катодной и анодной группе.

Если управление инверторным режимом осуществляется через тиристоры, например, в преобразованиях с неявно выраженным звеном постоянного тока, то алгоритм включения инверторного режима оп| деляется выражениями

,.М,.Та+Т,.ГаМа; .Har.r,.T,-Ma-f ТаМ„Г,.

Сигналы 2Кк, и БКа управляют искусственными коммутациями, совпадающими с моментами окончания сигналов В,,и Ва соответственно. В рассматриваемом режиме эти сигналы формируются через интервалы, равные периоду несущих сигналов, а коммутации, управляемые сигналами ЕКк, и 2Ка2, совпадающие с моментами окончания дополнительных сигналов выпрямительного режима АВк и АВц - с вдвое меньшей частотой. Поскольку в одной конкретной фазе при наличии сигнала АВ коммутация, включаемая сигналом 2Кк1 или 2Ка,, не производилась, то при крайних пределах регулирования напряжения, например предельно узких сигналах АВ, две очередные коммутации производятся в разных фазах преобразования, т. е. по изолированным контурам. Если при этом каждую из коммутаций производить отдельным узлом коммутации, то почти полное их совпадение не приведет к образованию короткозамкнутых контуров для перезаряда коммутирующих конденсаторов напряжением питающей сети, т. е. не нарушит работу узлов коммутации.

Данный способ управления при обращенном режиме работы преобразователя (фиг. 2, б) соответствует работе двигателя в режиме рекуперации энергии. В этом режиме работы отстающий сдвиг тока перекрывает все интервалы между сигналами ГУ, формирующими одну полуволну напряжения, каждый из которых заполняется дополнительным сигналом АВ, которые одни в данном случае формируют сигналы выпрямительного режима. В соответствии с этим включение искусственных коммутаций производится только сигналами ЕКк и 2Ка.

При осуществлении двух очередных искусственных коммутаций разными узлами или разделении сигналов включения искусственных коммутаций по указанному принципу на две группы (2Кк, , SKa, и ЕКк, SKa,) при зсловии, что каждая группа сигналов управляет отдельным узлом коммутации, частота срабатывания каждого из узлов не будет превышать частоты несущих сигналов, а взаимный фазовый сдвиг моментов коммутации может быть произвольным, не ограничивающим пределы регулирования напряжения иреобразозатсля.

Логичеекое устройство, реализующее описываемый способ управления трехфа.:;-ным преобразователем, принципиальная схема которого приведена на фиг. 1, работает следующим образом.

Входные сигналы элементов 1 и 2 соответственно для катодной и анодной группы появляются при наличии сигналов генератора управления в случае отсутствия сигнала индикатора направления тока противоположной группы в течение всего полупериода формируемой полуволны напряжения, что определяется инверсныл входом модулирующего сигнала нротивоположной полуволны. Сигналы с выходов элементов 1 и 2 направляются соответственно на элементы 7 и 8 для формирования сигналов выпрямительного катодной и анодной грунп Вк и Ва и на элементы задержки 15 и 16, формирующие сигналы управления комл утаций соответственно катодных и анодных групп данной фазы. На элементах 5 и 9 суммируются аналогичные сигналы всех трех фаз, и на их выходах формируются сигналы включения одного узла искусственной коммутации ЕКк, и ЕКа, соответственно для катодных и анодных групп тиристоров.

Элементы 3 и 4 формируют дополнительные сигналы включения выпрямительного режима соответственно для катодной и анодной группы, которые появляются на интервалах между сигналами генератора управления при наличии модулирующего сигнала и сигнала ИНТ противоположной группы данной фазы. Элементы задержки 16 и 18 формируют сигналы данной фазы на включение второго узла коммутации. Сформированные сигналы включения искусственной коммутации проходят через элементы 5, 6 только в том случае, есл окончание сигналов АВ не совнало с исчезновением тока формируемой полуволны, так как в этом случае нет надобности в искусственной коммутации. Элел1енты И и 12 суммируют эти сигналы со всех трех фаз, формируя сигналы включения второго узла искусственной коммутации БКк.

и БКа, .

Сигналы на включение инверторного катодных и анодных групп формируются элементами 13 и 14, каждый из которых имеет две группы входов соответственно с модулирующим сигналом своей и противоположной группы. На интервале формируемой полуволны напрял ения инверторный режим включается в интервалах между сигналами генератора управления данной группы и сигналами АВ нротивоположной группы. На интервале противоположной полуволны напряжения инверторный режим включается нри наличии сигнала ННТ за исключением периодов наличия сигнала АВ данной группы.

Нримененне описанного способа рещает задачу управления и улучщения гармонического состава выходного напряжения и тока в обратимом преобразователе частоты с щиротно-импульсным регулированием,

предназначенным для частотно-регулируемого электропривода, нозволяя получить независимость выходного напряжения преобразователя от релсима работы нагрузки.

Формула изобретения

1.Способ управления трехфазным преобразователем частоты с щиротно-импульсным регулированием напряжения, заключающийся в том, что поочередно формируют сигналы для включения тиристоров катодных и анодных групп в выпрямительном и инверторном режимах в зависимости от

сигналов генератора управления и индикаторов напряжения тока, отличающийся тем, что, с целью получения независимости выходного напряжения преобразователя от рел; ма работы нагрузки,

сигналы на включен {е тиристоров в выпрямительном и инверторном режимах дополнительно регулируют на интервалах между сигналами генератора уиравления путем замены снгналов ииверторного режима сигналами выпрямительного в том случае, если направление тока в фазе противополол-сно формируемой иолуволне напряжения.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расщирения диапазона

регулирования напрял ения, две очередные искусственные коммутации тиристоров осуществляют разными узлами коммутации.

77

Kai

Un

Kaz

m°

60°

120°