Способ управления трехфазным преобразователем частоты Советский патент 1980 года по МПК H02M5/42 H02M7/505 

. . .. 1 . -

Изобретение относится к преобразовательной технике и моясёт быть использовано в трехфазных преобразователях частоты с синфазным многократным широтно-импульсным регулированием выходного напряжения с регулируемой в широких пределах чгастоТОЙ.. Известен способ упраёления трехфазным- преобразователем частоты с . двухполярной шйроТйо импульсной модуляцией (ШИМ) выходного напряжения в широком диапазоне частот,при котором диск{ етно изменяется кратность отношения частоты несущих сигналов, имеющих вид треугольного напряжения,

к плавно регулируемому по частоте и амплитуде синусоидальному модулирующему напряжении 1 . , .

; . :.

Известен также йринцип адаптиро- . ванной двуполярной ШИМ выходного напряжения преобразователя частоты, при котором изменение кратности отношения несущего сигнала к модулирующему осуществляют измеряя длительность импульсов фазного напряжения и нулевых пауз линейного Напряжения 2 .

Недостатками таких способов дву полярной модуляции является повышенное содержание высших в выходном напряжении и токе, необхо5 Димость высокой частоты искусственHbsx коммутаций и сложность системы управления. . Известен способ управления ;трехфазным преобразователем частоты с 10 . синфазнвач многократнь. широтно-им:пульсным регулированием выходного напряжения с несущей частотой, предСтавляющей собой последовательность прямоугольных импульсой.бднополярная 1J5 модуляция в|1ходиого напряжения,реализуемая при его uUipoTHc -импульсном. |5егулировании (ШйРУ, обладает рядом преимуществ по сравнению с двуполярной КШМ, среди которых такие, 20 как простота систелсл управления, возможность реализации с общим коммутирующим уст ройством в тиристорном Преобразователе и др. 3.

25 Недостатком этого способа ШИР является невозможность выбора оптимального для .широкого диапазона частот числа импульсов на полупериоде выходного напряжения, характеризуемого в трехфазных преобразователях

отношением частоты прямоугольных несущих сигналов к 7вых6дной частоте

, .

где п If2,3 ... - кратность ШИР.

Оптимальность отношения is меняется в зависимости от выхсздной частоты преобразователя. В нижнем Д1иапазьне частот; важно поднять порядок высших га рмонических составляющих в спектре выходного напряжения и тОка, что д6стиг:ается применением iмногократного ШИР с /t /18-2 , необходимость же улучшения энергетических показателей и сохранение нейзмёненных требовани{ к быстродейстВию устройств искусственной коМмутации, а также особенности работы двигателей при несинусоидальном напряжёйии в верхнем дийпазоне чгастот требуют снижения кратности ШИР,

Целью описываемого способа является повышение надежности системы управления в преобразователе с изменяе .мой кратностью ШИР. . .„.,..

Это достигается благодаря тому, что изменение несущих частот осуществляют во время- Совпадения пауз между itMnyssCfaOSBi нёсз/йоах Частот смежных кратностей.

На фиг. 1 дана диаграмма, иллюстр рующая предложенный способ; на фиг. 2 - диаграмма, иллюстрирующая возможные случаи перехода с одного числа импульсов в полуволне напряжения на другое без применения описываемо.го способа; на фиг. 3 - логическая схемаустройства, реализующего описываемый способ.

На фиг. 1 приведены сигналы несущей -Частоты двух смежных кратностей in, и {ц 6 модулирующий прямоугольный сигнал М, форма выходного напряжения U;)2 , формируемая по сигналам ijif 11 и соответствующие ей моменты переключения ключевых элементов преббразователя, т. ё. моментысрабатывания узла искусственной коммутации , а также выходное напряжение Ug , формируемое по сигналам , и соответствующие моментысрабатывания узла коммутации К.

На фиг, 1 приведена также форма напряжёния Ug.j при переходе от формирования его несущими ear-ftlJipil на сигналы н41 соответс-гйующиё этой напряжения момеятй срабатывания узла коммутации Кб-Л2 а таКж фоЬма напряжения и моменты , срабатывания узла коммутации и 41-6 Р обратном переходе от сигналов и tue . .

На фиг. 2 а, б приведены возможны формы напряжения и диаграммы моментов срабатывания узла коммутаций К при ПерёЗсодах к нё сущим сигналай смежной кратности соответственно в моменты t и tg.Через t

обозн.ачен интервал между очередными коммутациями непосредственно в момент перехода.. .

На логической схеме устройства (см. фиг. 3) 1 - логический элемент И - НЕ, 2 - триггер со входной логикой и 3 - элемент И-ЙЛИ.

Переход с одной кратности несу- ; щей частоты на другую смежную кратность согласно описываемому способу производится следующим образом. 10 Предположим, что сигналам несущей частоты и прямоугольному модули-рующвму сигналу М соответствуют выходное напряжение и моменты переключения ключевых элементов преобразователя К(см.фиг, 1).Аналогично

сигналам 1цв соответствуют напряжение Vg и узел коммутации Kg.

Если в момент t или t-i произойдет смена порогового сигнала П на

20 П указывающая на необходимость перехода от формирования напряжения по сигналам i к сигналам {-щ.. / о со: ласнр описываемому способу переключение произойдет в момент паузы Между несущими сигналами двух сменных кратностей. Форма напряжения в момент этого перехода е-цг г также в момент обратного перехода от формирования напряжения по сигналaмi к сигналам 1нб привеУ дека на фиг. 1.

В этом случае интервал между очередными искусственными коммутациями в момент перехода t всегда больше периода несущих сигналов более высокой из смежных частот, и вследствие целостности всех импульсов напряжения сохраняется равенство вольт-секунДных площадей обоих полуволн напряжения.

0 Переключение несущего сигнала без применения описываемого способа, например непосредственно в момент смены порогового сигнала, может привести либо к срыву работы узла коммута5 цйи, поскольку время между очередными коммутациями в момент перехода t может бьзть неограниченно малым (см. фиг. 2а),либо к нарушению равенства вольт-секундных площадей

0 двух смежных полуволн.

Например, если переход произойдет в момент tj, то в выходном напряжений появится дополнительная площадь (за- . (итрйховэнный участок на фиг. 2б) .

Логическое устройство, реализующее

описываемый способ, работает следующим образом. Логический элемент 1 инвентирует поступающие на его входы сигналы, совпадающие по времени с несущими сигналами fj,2 двух

0 смежных частот, которые затем поступают на ка(щую из двух групп . входной логики триггера 2. На вторые входы входной логики триггера посту-, пают пороговые сигналы и Пе.Переключение триггера возможно толькс /

в момент паузы между .Н1есусцими сигналами. На выходе элемента 3 появляется тот из несущих сигналов смежных частот, который соответствует имеющемуся пороговому сигналу.

Применение описываемого способа позволяет расширить частотный диапазон преобразователя благодаря применению переменной кратности ШИР, посредством перехода с одной кратности несущей частоты на другую, смежную кратность, сопровождаемогЬ пропорциональным кратности изменением длительности несущих сигналов для :поддержания неизменного выходного напряжения преобразователя.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным преобразователем частоты с синфазным многократным широтно-импульсным регулированием выходного напряжения путем изменения несущих частот,каждая из которых представляет соOt, it SOI2ff

If I I к I 1 I

II

бой последовательность прямоугольных импульсов, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности управления, упомянутое изменение осуществляют во Время 5 совпадения паузмежду импульсами несущих частот смежньк кратностей.

Источники инфоЕмайни, принятые во внимание при экспертизе 1 .Hetnirc HonrouSI, Taopetner Hermoinn,

n .roihft Wanfr«edi.Pueswectis er cnternJf Dret zdhesteueroncl von Ksyr c ronrnaect r«en

Simens-zig, 45, 3, 154-161.

2.Adoims Fl.t. Fox. R.s.sevepaC modlulUiitwi technXcyoee PWM nvefter. iEEe Cont.«ec.etb

Anno Meet lEEt 3ndl,and Qen. Nppt. (iroup, 5 Chicago, Й,4070 Н.Ч, 687-693.

3.Т|ренихин В,В. Преимущество синхронного способа регулирования частоты в ; инверторе с широтно-ймпульс 0 ным регулированием выходного напряжёййя. Усове яяенствование систем электрического ,подвйжнЬГЪ состава.

Сб. трудов ЛИИЖТ, ВЫЛ; 336. -Л.,

1972.

dffff

746835

fne