Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты

Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ путем одновременного и циклического подключения выходных его выводов поочередно ко всем входным выводам с помощью полностью управляемых полупроводниковых ключей переменного тока, причем законы подключения выходных выводов соседних фаз различаются между собой фазовым сдвигом на одну треть общего цикла коммутации, о т л и .чающийся тем, что, с целью улучшения качества выходного тока за счет уменьшения его коэффициента гармоник, для формирования напряжения каждой из выходшлх фаз подключают соответствукицие выходные выводы к входным с такой очередностью, что связь одного из выходных выводов только с одним из входных осуществляется в продолжении двадцать четвертой, двенадцатой, двенадцатой и двадцать четвертой частей об (Л щего цикла комму таци.}, разделенных между собой интерваламш соответственно на двенадцатую, двадцать четвертую , двадцать четвертую и двенёщцатую части цикла коммутации этих полупроврдии ковых ключей.

09) 02) СО2ОЭ СОВЕТСКИХ ч» эю

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-е е н ьетаеснаюу càèäcòccücòâc

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2 1.) 205 1528/2 4-0 7 (22 ) 29 ° 07. 74 (46 ) 15 ° 01. 84. Бюл. Р 2 .(72) В.A.Ôîêèí, A.Ê.Êóëèø

: и С.В.Смоляков (71) Запорожский машиностроительный институт им. В.Я.Чубаря (53) 621.314.27 (088.8 ) (56 ) 1. Рутманис Л.A. и др. Способы управления преобразователям частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией. Под ред.

А.Ф.Крогериса. Рига, "Зинатне", 1976, с. 95-96.

2. Авторское свидетельство СССР

9 314271, кл. Н 02 22 1/08, 1970. (54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫИ НЕПОСРЕДСТВЕННЫИ ПРЕОБРАЗОВА2ЕЛЕМ ЧАСТОТЬ1 путем одновременного и циклического подключения выходных его выводов поочередно ко всем входным выводам с помощью полностью ь

32522 Н ог И 5 27- Н ог Р 13 1а управляеьых полупроводниковых ключей переменного тока, причем законы подключения выходных выводов соседних фаэ различаются между собой фазовым сдвигом на одну треть общего цикла коммутации, о т л и - . .ч а ю шийся тем, что, с целью

: улучшения качества выходного тока за счет уменьшения его коэффициента гармоник, для формирования напряже. ния каждой из выходных фаз подключают соответствующие выходные выводы к входным с такой очередностью, что связь одного из выходных выводов только с одним иэ входных осуществляется в продолжении двадцать четвертой, двенадцатой, .двенадца- Е с той и двадцать четвертой частей общего цикла коммутации, разделенных между собой интервалавы соответственео аа даеаадцатую, двадцать четвер.тую, двадцать четвертую и двен;щцатую части цикла коьвщтации этих по- я лупроводниковых ключей.

1067574

Изобретение относится к электротехнике, к разделу преобразователей частоты.

Известен способ управления полностью управляемым непосредственным преобразователем частоты путем подключения фазы к входной фазе, мгновенное значение которой близко к мгновенному значению задающего напряжения. По этому способу в каждый момент времени измеряют разность 1Î входного и задающего напряжений, интегрируют ее и при получении положительного интеграла вырабатывают сигнал на подключение выходного вывода к входному выводу той фазы, 15 разностью напряжений которой и задающего напряжения наименее отрицательна С П.

Недостатками этого способа являются относительная сложность системы управления, обусловленная необходимостью использования блока трансформатора входных напряжений, блоков задающего напряжения для каждой входной фазы, блоков для выявления в каждый момент времени входной фазы, разница напряжений которой с задающим напряжением минимальна, блока интегрирования разности выходного и задающего напряжений, блоков совпадения и т.д., неопределенность спектрального состава выходного напряжения преобразователя, управляемого таким способом, что не исключает появления таких составляющих выход- 35 ного напряжения, которые способны существенно ухудшить энергетические показатели как частотноуправляемого асинхронного двигателя, так и системы преобразователь - нагрузка. . 40

Известен также способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты путем циклического одновременного подключения выходных выводов поочередно по всем входным 45 выводам с помощью полностью управ- . ляемых полупроводниковых ключей пе- . ременного тока так, что закон подключения выходных выводов других фаз отличается от закона подключения выходного вывода одной иэ фаз сдвигом на один и две третих общего цик- ла коммутации C2l..

Этот способ управления, принятый в качестве прототипа, рассчитан на циклическое монотонное скачкообразное изменение начальной фазы выходного напряжения степенями по сто двадцать градусов.

Спектральный состав выходного напряжения преобразователя частоты, 60 в котором реализуется известный способ управления t2l имеет четко определенный характер и может быть описан аналитическим выражением. В этом состоит одно из преимуществ та- 65 кого способа управления перед другим известным способом И1 . Вместе с тем. представляется желательной разработка такого способа управления, который при активно-индуктивной нагрузке обеспечивал бы улучшение качества выходного тока по сравнению.с известным способом управления (2).

Цель изобретения — улучшение качества выходного тока за счет уменьшения его коэффициента гармоник.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты, состоящему. в том, что одновременно и циклически"с помощью полностью управляеьых полупроводниковых ключей переменного тока поочередно подключают ко всем входным выводам, причем законы подключения выходных выводов соседних фаз различаются между собой фазовым сдвигом на одну треть общего напряжения цикла коммутации, для формирования напряжения каждой из выходных фаз подключают соответствующие выходные выводы к входным с такой очередностью,что связь одного из .выходных выводов только с одним из входных оказывается лишь в продолжение двадцать четвертой, двенадцатой,двенадцатой и двадцать четвертой частей общего, цикла коммутации, разделенных между собой интервалами соответственно в двенадцатую, двадцать четвертую, двадцать четвертую и двенадцатую части цикла коммутации этих полупроводниковых ключей. !

На фиг. 1 показана идеализированная принципиальная схема преобразователя.

Алгоритмы переключения ключей

1-9 в продолжение одного цикла коммутации с указанием соответствующих значений коммутационных функций представлены в табл. 1.

На фиг. 2 a — кривая выходного напряжения преобразователя для одной из фаэ нагрузки, составленная иэ кусков синусоид трех фаз питакщей сети в результате переключения, задаваемых переключающими функциями

Я„(Е), g><(%), ®; на фиг. 2 д, Ь, эпюры указанных функций.,на фиг. 3 - блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Управление непосредственным преобразователем частоты осуществляется в виде полностью управляеьнх полупроводниковых ключей переменного тока 1-9, присоединенных как к входным выводам 10 - 12, так и к выходным выводам 13 - 15. Система управления такого преобразователя частоты содержит задающий генератор(3Г)

16, пересчетное распределительное

1067574 устройство 17 и формирователи 18 — и 7 и т..д. Таким образом, открытое

32 импульсов. состояние ключей 3, 4 и 8 чередуется

В соответствии с эпюрами на с интервалами их ключей 2, 6 и 7 и фиг. 2 подключение нагрузки группой т.д. Таким образом, в соответствии ключей 1, 5 и 9 происходит в тот с эпюрами коммутационных функций на интервал времени, ковда (Я = 1, фиг. 2 указанные интервалы открытоключей 2, 6 и 7 - когда Ф Ю = 1 ro состояния ключей 3, 4 и 8 черен ключей 3, 4 и 8 — когда 9 ® = 1. дуются со следующими интервалами их

Пересчетное распределительное закрытого состояния: двенадцатая, устройство (ПРУ) 17 осуществляет двадцать четвертая и двенадцатая деление на двадцать четыре импульса, 30 части цикла коммутации; в эти интерпоступающих с ЗГ 16, а также.их . валы закрытого состояния ключей распределение между формирователями 3, 4 и 8 оказываются дважды включен18-32 импульсов (ФИ). Последователь- ными сначала ключи 2, 6 и 7, а затем ность номеров формирователей 18-32 (также дважды — ключи 1, 5 и 9, импульсов на фиг. 3 выбрана совпа- 35 В соответствии с приведенными на дающей с последовательностью поступ- фиг. 2 эпюрами коммутационных функ ления импульсов от ПРУ к этим форми- ций, отвечающими. предлагаемому спорователям, что также соответствует сабу управлЕния непосредственным очередности импульсов коммутацион- преобразователем частоты, выходное, ных функций (фиг. 2), относящихся к 20 напряжение может быть представлено отпиранию, трех различных сочетаний в виде полностью управляеьых полупроводни- к ковых ключей 1-9 переменного тока.

При этом очередному отпиранию одного . Я в.ое . сочетания полностью управляемых по- 2 + в@(зз ®ЙМ-(м+Ф3 лупроводниковых ключей переменного тока должно соответствовать одновре- гце М< и Я-. — частоты сети и коммуменное запирание другого сочетания тации соответственно этих ранее открытых ключей переменно- " (на - амплитуда фазного напго тока, а продолжительность откры» ряжения сети. того состояния ключей является не- .. Выходные напряжения других фаз одинаковой и соответствует эпюрам, отличаются сдвигом на третью часть коммутационных функций (фиг. 2). периода.

Например, отпирание полупроводни-- . Из (1) следует, что среди составковых ключей 3, 4 и 8 производится ляющих выходного напряжения преобраподачей на управляющие входы этих . З5 зователя частоты, управляемого по ключей отпирающих импульсов -от форми предлагаемому способу, отсутствуют рователей .ФИ 22, 24, 26, 28 и 38.. частоты (дд + 2Я.. и Ы - 49., коПри этом, как следует иэ фиг. 2Ф . торые имеются в выходном напряжении после подачи отпирающих импульсов ..аналогичного преобразователя, управс ФИ 22 имеет место открытое состоя- 40 ляемого по известному способу 12). ние ключей 3, 4 и.8 в продолжение .. В этом и состоят преимущества двадцать четвертой части цикла ком« . предлагаемого способа перед известмутации, после подачи импульса с ным. Вместе с тем, соотношения амФИ 24 .- продолжение двадцатой части плитуД друГих составляющих в выходэтсго цикла, после подачи импульса 45 ном напРяжении преобразователя, упс ФИ 26 - двенадцатой, с ФИ 28 - две- равляемого по известному и преднадцатой, с ФИ 30 - двадцать четвер- лагаемому способам оказьваются нетой части цикла коммутации. За откры- одинаковыми. тым состоянием ключей 3, 4 и .8, обус- Результаты расчета (см. табл. 2) ловленным подачей отпирающих импуль- 0 показывают, что предлагаемый способ сов с ФИ 22, следует их запирание управления обеспечивает качество вследствие отпирания другого сочета- . выходногс тока лучше, чем известный. ния ключей 2, 6 и 7 от ФИ 23, а че- Данные Из табл. 2 рассчитаны для рез двенадцатую часть цикла комму-. отношения индуктивного L и активтации - вновь открытое состояние клю- ного Р сопротивлений нагрузки, равчей 3, 4 и 8 и закрытое ключей 2, 6 ным 2.

10б 7574

Таблица 2

° Ь ЮВ Вй ЮВ Ь. 1,5 1,75 г,о

0,0910

Поототип

Предлагаеиь|й способ

0,0868

4 Ф и ф «Ь43 ««& WW% &

Т абл иц а.1

0,.0938 0,096б 0,1083 0,1200

0,0888 0,,0908 0,0975 О, 1045

106 7574

1067574

Составитель Г.ЬЬщык

Техред A.Áàáèíåè Корректор И. Иуска

Редактор A.ХимчуК

««

« « ««

Заказ 1122 5/5 6. Тираж 671 Подйисиое

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Иосква, Ф35, Рауюская наб., д; 4/5

« «««««««««««««««»««« ««««««««««««««««««е

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4