Способ управления трехфазным преобразователем частоты

Способ управления трехфазным преобразователем частоты

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ"

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДН ИЛЬСТВУ

«»746835

„re(3,R.

МБА

Союз Советских

Социалистических

Реснубли (61) Дополнительное к ввт. саид-ву (22) Заявлено ОМ 174 . (21) 1992771/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки WP

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий Н 02 М 5/42 j/ .Н02 М7/52 (23) Приоритет (53) УДК621, З14. г 7 (О 88 ° 8) Опубликовано 0707.80,Бюллетень М 25

Дата опубликования описания 0707.80 (72) Авторы изобретения

В.С,Козлов и Е..Р.Äoðoøèí (71) Заявитель

/ (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к преобра- зовательнай технике и может быть использовано в трехфаэных преобразователях частоты с синфазным многократным широтно-импульсным регулиро- 5 ванием выходного йапряжения с регулируемой в широких пределах частотой.

Известен способ управления трех- 30 фаэным преобразователем частотЫ с двухполярной широтно-импульсной модуляцией {lQMM) выходного напряжения в широком диапазоне частот, при ко тором дискретно изменяется кратность tj отношения частоты несущих сигналов, имеющих вид треугольного напряжения, к плавно регулйруемому Go частоте и амплитуде синусоидальному модули рующему напряжению (1) . 20

Й

Известен также принцип адаптиро- . ванной двуполярной ШИМ выходного напряжения преобразователя частоты, при котором изменение кратности от- 25 ношения несущего сигнала к модулирующему осуществляют измеряя длительность импульсов фазного напряжения и нулевых пауз линейного Напряжения (2). 30

Недостатками таких способов двуполярной модуляции является повышенное содержание высших гармоник в выкодном напряжении и токе, необходимость высокой частоты искусственных коммутаций и сложность системы управления.

Известен способ управления трехфазным преобразователем частоты с

:синфазным многократная,широтно-импульсным регулированием выходного напряжения с несущей частотой, пред- ставляющЕй,собой последовательность прямоугольник импульсов.бднополярная модуляция выходного напряжения,реализуемая при его широтно-импульсном,фегулироваиии (ШМР), обладает рядом преимуществ по сравнению с двуполярной ШИМ, среди которых такие, как простота системы управления, возможность реализации с общим коммутирующим устройством в тиристорном преобразователе и др. (3).

Недостатком этого способа ШИР является невозможность выбора оптиМального для .широкого диапазона частот числа импульсов на полупериоде выходного напряжения, характеризуемо-.. го в трехфазных преобразователях

746835 отношением частоты прямоугольных несущих сигналов к;выходной частоте

1„ /% 6 где n = 1,2,3 ... — кратность ШИР.

Оптимальность отношения †" ме4м ияется в зависимости от выходной частоты преобразователя. В нижнем диапазоне частот важно поднять поря-. док высших гармонических составляющих в спектре выходного напряжения и тока, что достигается применением

;многократного ШИР с "/ „,) 18-24, не обходимость же улучшения энергети ческих показателей и сохранение неизмененных требованиЯ к быстродейст-; :15 вию устройств искусственной коммута- ции, а также особенности работы двигателей при несинусоидальном напряжении в верхнем диапазоне частот требуют снижения кратности ЖИР, 20

Целью описываемого способа являет-: ся 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 импулъеами несущнх частот смежных кратностей.

На фиг. 1 дана диаграмма, иллюстри 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 схема устройства, реализующего описываемый способ.

На Фиг. 1 приведены сигналы несущей Частоты двух смежных кратностей

Фц 2 и 4ц р модулирующий прямоуголь- 40 ный сигнал N, форма выходного напряжения Uq2 Формируемая по сигналам.

Фн12, и соответствующие ей моменты переключения ключевых элементов преобразователя, т. е. моменты сра- 4 батывания узла искусственной коммутации К 2, а также выходное напряжение U<, формируемое по сигналам

%.„, и соответствующие моменты срабатывания узла коммутации К . 50

На фиг. 1 приведена также форма напряжения 0 при переходе от формирования его несущими сйгйалайи

1цб на сигналы 4„<>-и соответствующие этой форме напряжения моменты срабатывания узла коммутации К6 gg а также форма напряжения и моменты срабатывания узла коммутации 04 . и

К 6 при обратном переходе от сигНаЛОВ f н, 2 И 2 рв °

На фиг. 2 а, б приведены возможные ф0 формы напряжения U6 gy и диаграммы моментов срабатывания узла коммутации К „ при--переходах к несущим сигналам смежной кратности соответственно в моменты tq u tz.×åðåý t 5 обозначен 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-ИЛИ.

Переход с одной кратности несущей частоты на другую смежную кратность согласно описываемому способу производится следующим образом.

Предйоложим, что сигналам несущей частоты 1„„ и прямоугольному модули-. рующему сигналу М соответствуют выходное напряжение 0 2и моменты переключения ключевых элементов преобразователя К 2 (см.фиг. 1) . Аналогично сигналам 1„@ соответствуют напряжение

Ч6 и узел коммутации

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

П, указывающая на необходимость перехода от формирования напряжения по сигналам 1 м к сигналам fH„, то согласно описйваемому способу переключение произойдет в момент паузы между несущими сигналами двух сменных кратностей. Форма напряжения

B момент этого перехода 0в g2 а также в момент обратного перехода от формирования напряжения по сигналам 1„„ к сигналам 1„в - Ч„, приведена йа фиг. 1.

В этом случае интервал между очередными искусственными коммутациями в момент перехода t всегда больше

t периода несущих сигналов более высокой из смежных частот, и вследствие целостности всех импульсов напряжения сохраняется равенство вольт-секундных площадей обоих полуволн напряжения.

Переключение несущего снгнала без применения описываемого способа, например непосредственно в момент смены порогового сигнала, может привести либо к срыву работы узла коммутации, поскольку время между очередными коммутациями в момент перехода может быть неограниченно малым (см. Фиг. 2а), либо к нарушению равенства вольт-секундных площадей двух смежных полуволн.

Например, если переход произойдет

s момент t, то в выходном напряжении появится дополнительная площадь (заштрихованный участок на фиг. 26) .

Логическое устройство, реализующее описываемый способ, работает следую щим образом. Логический элемент 1 инвентирует поступающие на его входы сигналы, совпадающие по времени с несущим сигнал и 36„2 и 1н6 двух

Ф смежных частот, которые затем поступают на каждую из двух групп входной логики триггера 2. На вторые входы входной логики триггера посту-, пают пороговые сигналы П„ и П6.Переключение триггера возможно толькс

746835

Формула изобретения

Q ling в момент паузы между несущими сигналами. Ба 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, сопровождаемого пропорциойальным кратности изменением длительности несущих сигналов для

:поддержания неизменного выходного напряжения преобразователя.

Способ управления трехфазным преобразователем частоты с синфазным 20 многократным широтно-импульсным регулированием выходного напряжения путем изменения несущих частот, каждая из которых представляет собой последовательность прямоуголь-. ных импульсов, о т л и ч а ю щ и йся тем, что, с целью повышения надежности управления, упомянутое изменение осуществляют во время совпадения пауз между импульсами не" сущих частот смежных кратностей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1 .Hentre Ко и Од, appeюе Hermann, мИМЕгаЩ Qanb.col Ройэччесьвеаеiehter гое

Вгел 4ЫмеоеголЮ уоп эмлсь оптаесщме

"Sirnene-Z,1971, 45, Р 3, 154-161.

2. Адоит в A.Ú.,Ôîê R.s.så÷erаК moaguRatiaa

techKigues РМЧМ inv&t е . "ЫЕе Conk. Rec. ВИь

Anno Meet ИЫ Зла,сюс(@en. барр%. Group, СЫсаро, 5,4070 Н.Ч,I 687-69 3.

3. Тренихин В.В. Преимущество синхронного способа регулирования частоты в, инверторе с широтно-импульс" ным регулированием выходного напряжейия. усовершенствование систем электрического, подвижного состава. .Сб. трудов ЛИИЖТ, вып 336. — Л», 197 2.

746835

Состайитель Г. Мыцик

Техреду. Щепанская Корректор Н. Григорук

Редактор T. Загребельная

Заказ 3971/49 . Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытйй

113035, Москна, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 л

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