Способ управления непосредственным преобразователем частоты с естественной коммутацией

Способ управления непосредственным преобразователем частоты с естественной коммутацией

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

748725

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву ! (22) Заявлено 10.01.72 (21) 1737457/24-0 (5l)Ì. Кл.

Н 02 N 5/27 с присоелинением заявки ¹

Государственный комитет (2;1 ) П риорн гет

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень № 26 пю делам изобретении и открытий (53) УДК 621.31 .. 26(088.8 ) Дата опубликования описания 17.07.80 (72) Авторы изобретения

N. М. Юхнин и И. В. Нежданов (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ

КОММУТАЦИЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в непосредственных преобразовате-лях частоты с естественной коммутацией, предназначенных для систем электропи5 тания и электропривода.

Недостатком непосредственных преобразователей частоты с естественной коммутацией является наличие нис1кочастотных и постоянной составляюших на выходе, что резко увеличивает возможную кратность частот входного и выходного напряжений и, как следствие, ограничивает возможность применения таких преобразователей. Одна из причин возникновения низкочастотных л составляюших на выходе преобразователя заключается в дискретности импульсов управления преобразователя частоты при нецелочисленном отношении частот на входе и на выходе преобразователя, что приводит к изменению времени паузы между моментом спада тока нагрузки одной группы вентилей и началом формирования напряжения противоположной группы вентилей 1) .

Подача импульсов управления после перехода тока нагрузки через ноль на тиристоры с максимальным анодным напряжением также не дает требуемого результата, так как при этом сильно искажается форма кривой выходного напряжения преобразователя, Наиболее близким к предлагаемому является способ управления непосредственным преобразователем частоты с естественной коммутацией, при котором после переходл тока нагрузки через ноль и обеспечения паузы не меньшей, чем время выключения тиристоров, подают сравниваемый с эталонным напряжением сигнал управления на тиристор противоположной группы, принадлежаший той фазе питаюшего напряжения, которая в этот момент времени имеет спадаюшую полуволну напряжения $2j.

Недостатком этого способа управле1ния является значительное содержание низкочастотных составляющих в кривой

1 выходного напряжения.

1Лель изобретения — уменьшение >r»moчастотных составляющих в выходном напряжении преобразователя, 5

Поставленная цель достигается тем„ что упомянутый сигнал управления формируют каждый раз через постоянные интервалы времени после перехода тока нагрузки через ноль и подают на тиристор 10 той фазы питающего напряжения со спадающим характером полуволны, которая в этот момент времени имеет амплитуду большую, чем эталонное напряжение и меньшую, чем другие фазные напряжения у5 со спадающими в этот момент полуволнами.

На фиг, 1 (а, б, в) представлены эпюры выходного напряжения преобразователя частоты при управлении по извест- 20 ному способу; на фиг. 2 — эпюры выходного напряжения преобразователя частоты при управлении им по предлагаемому способу; на фиг. 3 — блок-схема устройства управления, иллюстрирующая предла- 25 гаемый способ для гэ фаз питающего нап...ряжения.

На фиг. 1 а представлено выходное напряжение непосредственного преобразователя частоты с естественной коммута- 30 цией для случая HocoI JIGcoBQEfHblx частот входного и выходного напря>кений, Пауза Т„между моментом спада тока нагрузки до нуля и моментом посту-пления первого импульса на противо— положную группу тиристоров при переходе от полупериода к полупериоду выходного напряжения все время изменяется, т.е.

Т1> „Тп,> =Тл, что приводит к появ— лению в кривой выходного напряжения 4о низкочастотных и постоянной составляющиха

Выдерживание постоянной величины паузы Тп, т.е. Тп =Т„ =Т„з и т.д. путем включения первым того из 45 входящих в работу силовь1х тиристоров противоположной группы вентилей, который имеет наибольшее анодное напряжение, как показано штриховыми линиями на фиГ. 1 б, уменьшает низкочастот-. 51> ную составляющую выходного напряжения, но приводит одновременно к неравномерной загрузке силовых тиристоров по току, а также к заметному ухудшению высокочастотного гармонического состава выходйо55 го нанряжения преобразователя, Тот же результат получается ирп выдержива>ши постоянной паузы после спадаГэ ф ния тока нагрузки до нуля при управленч1и преобразователем частоты по принципу сложения, при котором сохраняется строгая очередность фаз питающего напрякения.

При выдерживании постоянной величи>1ы паузы Т и (фиг. 1 в ) формирование выходного напряжения каждой группой вентилей начинается с резкого скачка питаю щего напря>кения, величина которого особенно заметна при большой кратности частот входного и выходного напряжений преобразователя и (или) при большом числе фаз преобразования.

На фиг. 2 а, б представлены указаннь1е режимы в увеличенном масштабе: для случая включения очередной фазы питающего напряжения и для случая включения тиристора с максимальным анодпым напряжением.

В обоих случаях происходит иска>кение формы кривой выходного напря>кения преобразователя и у.величение неравномерности загрузки силовых тиристоров.

На фиг. 2 в представлена эпюра, иллкэстрирующая описываемый способ, при Котором после спадания тока нагрузки до нуля и выдерживания паузы Т„включается тот тиристор, который принадлежит фазе питающего напряжения, Которая ичеет в данный момент времени наименьшую величину напряжения, пзмеряемуlo на ниспадающей части полуволны питающего напряжения, причем это напряжение должно быть больше значения эталонного папряжения в данный момент времени.

Как видно из фиг. 2 в, такой фазой является фаза В. Ее напряжение в даш1ый момент спадает, меньше по величине остальных фаз и превышает эталонное напр яжение.

Управление по описываемому способу проиллюстрировано и на фиг. 1 б, в, где пунктирными линиями обозначена необхс димая очередность питающих фаз.

Как следует из рассмотренных эпюр, в этих случаях достигается формирование выходного напряжения преобразователя как с точки зрения гармонического состава (низкочастотного и высокочастотного спектров), так и с точки зрения рав номерности загрузки тиристоров по току.

Работа устройства заключается в следующем.

После окончания протекаппя тока нагрузки какой->шбо групль1 вентилей, сигнал о спаде которого до нуля поступает от устройства разлельного управ748725,ления групп вентилей 1, включается ключ 2. Одновременно в блоке 3 происходит вьщеление питаюших полуволн со спадаюшим задним фронтом. Те фазы питаюшего напряжения, которые имеют в данный момент (момент спада тока нагрузки до нуля) спадающий задний фронт, поступают на сумматор 4, где сравниваются с напряжением эталона и выделяются те из них, величина которых больше значения эталонного напряжения в данный момент времени.

Выделенные из питающего напряжения отрезки полуволн поступают на сравнивающее устройство 5, где выделяется тот из них, который имеет в данный момент времени минимальную величину напряжения. Этот сигнал и поступает на силовой тиристор, который принадлежит 2о той питаюшей фазе, напря>кение которой минимально.

При этом необходимо отметить, что блок 4, выделяющий отрезки входного 25 напряжения по величине больше эталонного, приьшипиально необходим только в случае управления преобразователем по принципу слежения, например с магнитным интегратором в обратной связи; Зо в случае обычной разомкнутой системы управления, основанной на сравнении входного и эталонного напряжений, необходимость во включении питающей фазы, величина которой превосходит значение эталонного напряжения, отпадает.

Фор мула изобретения

Способ управления непосредственным преобразователем частоты с естественной коммутацией, состояший в том, что после перехода тока нагрузки через ноль и обеспечения паузы не меньшей, чем время выключения тиристоров, подают сравниваемый с эталонным напряжением сигнал управления на тиристор противоположной группы, принадле>кашей той фазе питающего напряжения, которая в этот момент времени имеет спадающую по характеру полуволну, . о т л и ч а —. ю ш и и с я тем, что, с целью уменьшения низкочастотных составляющих в выходном налря>кении преобразователя, упомянутый сигнал управления формируют ка>хдый раз через постоянные интервалы времени после перехода тока нагрузки через ноль и подают на тиристор той фазы питающего напряжения со спацаюшим характером полуволны, которая в этот момент времени имеет амплитуду большую, чем эталонное напряжение, и меньшую, чем другие фазные цапряжения со спадающими в этот момент полуволнами.

Источники инфор мации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бернштейн И. Я. Преобразователи частоты без звена постоянного тока.

М., Энергия", 1968, с. 9-15.

2. Ровинский П, A.. Тикая, В. Л.

Вентиляционные преобразователи частоты без звена постоянного тока, М.-Л., "Наука", 1965.

Ф*Пяр4нар „:,г гУ::тф

/ 2 4п ая

g силовым

rnupu ат фа и

Составитель Е. Дорошин

Редактор Са Патрущева Техред Я. Бирчак Корректор М, Вигула

Заказ 4380/18 Тираж 7 83 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фялнал tlfttl Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4