SU752748A1 - Способ управлени трехфазным преобразователем частоты - Google Patents

Description

1

Изобретение относите  к преобразовательной технике и молсет быть иснользовано в трехфазных преобразовател х частоты с  вно или не вно выраженным звеном посто нного напр жени , предназначенных дл  частотно-регулируемого электропривода .

Известные способы управлени  трехфазными преобразовател ми частоты со звеном посто нного напр жени  дл  регулируемых электроприводов с шнротно-импульсным регулированием (ШИР) напр жени  нрн соедннении нагрузки в звезду реализуютс  либо путем коммутаций тиристоров в двух выходных фазах, нодключениых нараллельно к одному выводу питаюгцей сети, либо путем коммутации тиристоров третьей фазы нагрузки, последовательной, к двум параллельным н подключенной к фазе сети противоположной пол рности 1.

Сигналы управлени , реализующие эти сиособы ШИР, формируютс  суммированием нерегулируемой и регулируемой частей. Нерегулированна  часть сигнала нри первом из указанных способов ШИР составл ет интервал 60-120°, а при втором - сумму интервалов О-60° и 120-180° нолуволны выходного напр жени .

Известен способ управлени  нреобразовател ми , в котором управл ющие сигналы

формируютс  только при наличии модулирующего сигнала, относ щегос  к данной нолуволне напр жени  2. В таком способе с помощью датчиков направлени  тока

5 включение выпр -мительного режима вентилей катодной Ва (анодной В.х) группы фазы А, например, произведено не только при наличии сигнала управленп  катодной Га (анодной Гх) группы и отсутствии сигнала

10 датчика тока противоположной группы Тж (Та), но и иа интервале отстающего сдвига тока на иротивоположную полуволну при наличии модулирующего сигнала анодной Ala; (катодной Ма) групиы и отсутствии

15 управл ющего сигиала Г (Га), т. е.

в„ гд, -f /и/д и В, г, м/д.

При тако.м алгоритме управлени , если отстающий сдвиг сигнала датчика направ20 лени  тока на протнвоположную полуволну иаир жени  не иревыщает длительности иервой части сигпала управленп , то искуествеииые коммутации производ тс  в моменты окончани  импульсов напр жени .

25 Если отстающий сдвиг тока превышает указанное граничное значение, т. е. к момеиту окоичани  первой части управл ющего сщиала вентили фазы включены в ииверториом режиме, то выпр мительный

30 режим включен на момент паузы между

управл ющими сигналами. В этом случае момент искусственной коммутации совиадает ие с окончанием, а с началом нмиульса, формирующего иолуволну напр жени  данной фазы. Однако в таком снособе в случае значительных фазовых сдвигов тока нагрузки увеличиваетс  число искусствеииых коммутаций и по вл ютс  свойственные двухнол рным , т. е. формируемым иепрерывно, управл ющим сигналам ограничени  в крайних иределах регулировани  ширины импульсов напр жени  и пауз между ними.

Наиболее близок к описываемому способ управлени  трехфазным нреобразователем частоты дл  регулировани  электропривода с щиротно-импульсной модул цией выходного наир жени , состо щий в том, что замыкают все фазы нагрузки на один из полюсов питани  на интервалах нулевых пауз между импульсами напр жени  путем формировани  сигналов нерегулируемой длительности , регулируемых несущих и укороченных иесущих сигналов 3.

Указанный способ управлени  позвол ет увеличить пор док высщих гармонических составл ющих в выходном напр жении по сравнению с ШИР и уменьшить благодар  этому пульсации вращающего момента двигател  привода, а также упростить реализацию широтно-импульсной модул ции (ШИМ) наир жени  преобразовател . Недостатком этого способа управлени , при известном методе реализации которого сигпал нерегулируемой длительности так же, как и при первом из перечисленных способов ШИР, формируетс  на участке 60-120°,  вл ютс  ограничени  в крайних пределах регулировани  щирины импульсов напр жени  и нулевых пауз, а также зависимость частоты искусственных коммутаций от фазового сдвига тока нагрузки при описанном алгоритме управлени .

Целью описываемого способа управлени   вл етс  расширение функциональных возможностей путем увеличени  пределов регулированн  напр жени . Поставленна  цель достигаетс  посредством того, что сигналы , формирующие полуволну напр жени , заполн ют нерегулируемыми сигналами на интервалах О-30° и 90-150°, интервал между ними заполн ют несущими сигналами , а интервал 150-180° - несущими сигналами, укороченными со стороны задних фронтов.

На фиг. 1 нриведена схема устройства дл  формировани  сигналов, реализующего описываемый способ управлени ; на фиг. 2 - диаграмма сигналов по описываемому способу управлени ; на фиг. 3 - диаграмма , иллюстрирующа  формироваиие сигналов управлени  дл  описываемого способа.

На чертежах прин ты следующие обозначени : 1-4 - логические элементы И; 5 - логический элемент ИЛИ (фиг. 1); Г - сигналы управлени ; М - модулирующие сигналы; а, х, о, у, с, z - вспомогательные сигиалы, уиреждающие модулирующие но фазе на ЗО; Т - сигиалы датчиков направлени  тока.

Все перечисленные сигналы, относ щиес  к катодным груипам вентилей, в соответствии с их иринадлежностью к фазам отмечены индексами а, Ь, с, а к аиодиым - х, у, z; IS/C, (... - моменты искусственных

коммутаций вентилей преобразовател , соответствующие сигналам датчиков иаправлеии  тока IT, 2Т, и т. д.; Ua - выходное напр жение фазы А; Н и ДН - соответственно несущий и укорочеииый со стороны

заднего фронта несущие сигналы.

На диаграммах фиг. 2, а, б, в приведены управл ющие сигналы Га, Г;,, Гс и Гж, Гу, Гг, сформированные по описываемому способу (дл  кратностей модул ции К. 1,

/( 2 и К, . Дл  всех кратностей модул ции приведено иаир жение На, а дл  К, 1, /(2 (фиг. 2,а и 2, б) сигнал датчиков направлени  тока фазы А и моментов искусственных коммутаций . соответственио дл  двух и трех различных отстава НИИ ио фазе тока от напр жени .

На фиг. 3 приведеиы модулирующие сигналы катодных Ма, Мь, Мс и анодных групп вентилей М, My, Mz, а также вспомогательные , упреждающие их по фазе на 30° сигналы а, Ь, с к X, у, Z. На диаграмме приведены также произведени  модулирующих и вспомогательных сигналов, образующих нерегулируемые участки сигналов управлеПИЯ , ироизведени  модулирующих, вспомогательных и несущих сигналов, а также модулирующих, вспомогательных и укороченных со стороны задних фронтов несущих сигналов, которые образуют регулируемые участки сигналов управлени . На диаграмме приведены также сигналы Га, Гь, Гс п YX, ГУ, Гг, сформироваииые суммированием соответствующих регулируемых и нерегулируемых сигналов.

Способ управлени  трехфазным преобразователем частоты реализуетс  следующим образом.

Участки управл ющих сигналов нерегулируемой длительности формируютс  на

интервалах 0-30° и 90-150°, интервал 30-90° заполн етс  несущими сигналами, а интервал 150-180° - несущими сигналами с укороченными задними фронтами (фиг. 3, а, б, в). Нри управл ющих сигналах , сформированных таким образом, нулевые между имнульсами напр жени  образуютс  коммутацией вентилей одной фазы, последовательной с двум  другими , подключенными параллельно друг

другу к выводу источника иитани  другой пол рности. При описанном алгоритме управлени  увеличеиие фазового сдвига между током и напр жением приводит к перепосу момента коммутации с момента

окончани  импульса выходного напр жени  на момент его начала (12/С и 21,К на фиг. 2, а, ISK и 2S/C, 2I.K и ЗЕ/С на фиг. 2, б). Поскольку при таком способе формировани  сигналов управлени  в каждый момент коммутируетс  одна фаза, то перенос моментов коммутации не вли ет на их число, следовательно, частота коммутаций не зависит от фазового сдвига между током и напр жением.

Управл ющие сигналы дл  данного способа управлени  формируютс  следующим образом (фиг. 3).

Произведением соответствующих модулирующих и сдвинутых по отношению к ним на 30° вспомогательных сигналов выдел ют нужные интервалы нерегулируемой длительности сигналов управлени . Произведение относ щихс  к формируемой полуволне модулирующего и вспомогательного сигналов на несущий сигнал заполн ет регулируемую часть сигнала управлени  на интервале 30-90°, а произведение модулирующего сигнала на вспомогательный, относ щийс  к противоположной полуволне той же фазы, - укороченный несущий сигнал на интервале 150-180°. Логические выражени  дл  формировани  сигналов управлени , например фазы А, определ ютс  следующими выражени ми:

Га Мд-c-f Мд-а-Н-f a-&-f + M.;c-H + ;c.y + M -a-AH.

Формирование управл ющих сигналов дл  насто щего способа управлени  производитс  выходным блоком генератора управлени , содержащим шесть одинаковых логических элементов И-ИЛИ. Схема одного такого элемента, входы которого подключены дл  формировани  сигнала Го, приведена на фиг. 3. Указанный элемент содержит четыре элемента типа И, каждый из которых формирует сигнал соответственно на интервалах 0-30°, 30-90°, 90-150° и 150-180°. Суммирование этих сигналов

элементом ИЛИ формирует сигнал управлени  вентил  (вентилей) катодной или анодной группы одной фазы.

Преобразователь частоты дл  регулируемого электропривода с применением насто щего способа управлени  имеет улучпиенные функциональные возможности благодар  увеличению пределов регулировани  напр жени  и снижению частоты пскусственных коммутаций.

Claims (3)

1.Лабунцов В. А., Забродин Ю. С., Сытин А. П. Широтно-импульсный способ регулировани  автономных инверторов с независимой от параметров нагрузки формой

кривой выходного напр жени . М., «Труды МЭИ, вып. 275, 1975, с. 27-35.

2.Авторское свидетельство СССР ЛЬ 547029, кл. Н 02Р 13/30, 1977.

3.Авторское свидетельство СССР по за вке № 2325725/07, кл. Н 02Р 13/18, 1976.