Способ непосредственного преобразования частоты

 

СПОСОБ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ путем формирования выходного напряхсения от двух систем трехфазного напряжения, сдви .нутых между собой по фазе на угол J/6, отличающийся тем, что, с целью упрощения технической реализации и уменьшения потерь электроэнергии преобразователя, полупериоды выходного переменного напряжениякаждой полярности формируют от отдельного источника переменного трехфазного напряжения, положительный полупериод в первой выходной фазе формируют от первого источника входного напряжения, а во второй и третьей выходных фазах - от второго источника входного напряжения, отрицательный полупериод в первой выходной фазе формируют от второго источника входного напряжения, а g во второй и третьей выходных фазах (Л от первого источника входного напряжения .

QQ}03 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3390743/24-07 (22) 29.01.82 (46-) 07.02.84. Бюл. 9 5 (72) А.Ф.Крогерис, В.Ю.Лукшис, О.M.Måæäðåéñ и Л.А.Рутманис (71) Физико-энергетический институт

AH ЛатвССР (53) 621.314 ° 27(088.8) (56) 1..Авторское свидетельство СССР

Р 845256 кл, Н 02 Р 7/42, 1978

2. Авторское свидетельство СССР

9 653700, кл, Н 02 М 5/27, 1972

3, Жемеров Г,Г. Тиристорные преобразователи частоты с непосредствен ной связью. M."Энергия", 1977 (54)(57) СПОСОБ НЕПОСРЕДСТВЕННОГО

ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ЧАСТОТЫ путем формирования выходного напряжения от двух систем трехфазного напряжения, сдвинутых между собой по фазе на угол

Л/6, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью упрощения технической реализации и уменьшения потерь электроэнергии преобразователя, полупериоды выходного переменного напряжения каждой полярности формируют от отдельного источника переменного трехфазного напряжения, положительный полупериод в первой выходной фазе формируют от первого источника входного напряжения, а во второй и третьей выходных фазах — от второго источника входного напряжения, отрицательный полупериод в первой выходной фазе формируют от второго источника входного напряжения, а

С2 во второй и третьей выходных фазах от первого источника входного напряжения.

С:

1072213

Изобретение относится к преобразовательной технике и может, быть ис ,пользовано в частотнорегулируемом электроприводе с дискретными ступенями изменения частоты выходного напряжения преобразователя.

Известен способ регулирования скорости асинхронного двигателя, согласно которому на дискретных выходных частотах подключение каждой из трех фаз oGMQTKH статора производят в течение одного периода входного напряжения (1 J.

Недостатком известного способа является ограниченный диапазон выходных частот (до 2/3 от питающей частоты ).

Известен также способ управлейия непосредственным преобразователем частоты, согласно которому непосредственное преобразование переменного напряжения одной частоты в другую осуществляют дискретными ступенями, при которых периоды повторения Bb1ходной и входной частот имеют общее наименьшее делимое, и управление преобразованием частот осуществляют заранее составленными отдельными программами подачи импульсов открытия тиристоров 23.

Недостатком этого способа является3() ограниченная возможность выбора значений входного нагряжения при наличии одного трехфазного источника питания и естественной коммутации тиристоров преобразователя. Вследствие этого способ позволяет обеспечить преобразование частоты вплоть до питающей только для нагрузок вентиляторного типа, при которых с уменьшением частоты момент нагрузки преобразователя уменьшается, 40

Наиболее близким Ilo техничесокой сущности к предлагаемому является способ негосредствснного преобразоB <3 HHH t4 BCT OTt I II, T -I.t ФОРМИРОВаНИЯ выходного напряжения от двух систем 4S трехфазного нагряжения, сдвинутых между собой по фа.-е на угол /6 (3(Недостатками данного способа являются более сложная Реализация преобразователя частоты и увеличенные потери электроэнергии, поскольку в цепи тока от входной системы напряжения к Фазе нагрузки имеется большое число тиристоров.

Цель изобретен>.я — угрощение технической реализации и уменьшение п<э l ерь -эл ектроэ нор гни прео бра зова Геля при сохранении максимально достижимого значения выходной частоты.

Указанная цел|- достигается тем, что согласно ct:особу полупериоды выходного напряжения каждой полярности формируют от oòäåëlttoão источника переменного трехфазного напряженияz положителье% II полупсриод В первой выходной Фазе формируют от пер- 65 вого источника входного напряжения, а во второй и третьей выходных фазахот второго источника входного напряжения, отрицательный полупериод в первой выходной Фазе формируют от второго источника входного напряжения, а во второй и третьей выходных фазах — от первого источника входного напряжения, На фиг. 1 приведена схема устройства для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 — диаграммы напряжения, поясняющие его работу;. на фиг. 3 — блок-схема системы управления ступенчатым регулированием выходной части и напряжения преобразователя.

На фиг. 1 обозначены фазы 1, 2 . и 3 выходного напряжения первого источника, фазы 4, 5 и б выходного напряжения второго источника и выходные выводы 7-12 преобразователя.

На фиг. 2 обозначено: U- (где (i — индекс фазы, I = 1,3,5,7,9,11) линейные напряжения от первого источника входного трехфазного напряжения, Формируемые на фазу нагрузки при помощи мостовой схемой преобразователя; при = 2,4,6,8,10,12 напряжЕния от второго источника, формируемые на фазу нагрузки; при

13,14,15 — эталонные напряжения требуемого трехфазного напряжения преобразователя; при —— 16,17,18 трехфазные выходные напряжения,формируемые на фазах нагрузки преобразователя.

Преобразователь содержит блок

13 компараторов, формирователь 14 импульсов, блок 15 синхронизации, логический автомат 16, схема 17 пересчета импульсов, блок 18 выходных усилителеЙ, U U — сигналы управления напряжением и частотой соответственно.

Преобразование частоты пo предлагаемому способу при помощи схемы преобразователя (фиг. 1) производят следующим образом.

Рассмотрим работу одной выходной фазы преобразователя, например первой, с выводами 7 и 8 (Фиг. 11, эталонное и выходное напряжения которой (Фиг 2) обозначены соответственно

U u 0gg

Для создания первой полуволны выходного напряжения положительной полярности (фиг. 2 ) открывают тиристоры, соединяющие вывод 1 с выводом 7, и тиристор, соединяющий вывод 8 с выводом 3 источника (фиг.1).

B результате этогo (Фиг. 2) линейное зходное напряжение О, подключено на нагрузку и образует в соответствующий промежуток времени выходное напряжение 0, в первой фазе. Подобным образом от Первого источника образуют вторую положительную по1072213

10 луволну выходного напряжения (от входного напряжения U> ) открыванием тиристоров, соединяющих выводы 2-7 и 8-3 (фиг. 1). Третью положительную полуволну выходного напряжения (от входного напряжения U. ) образуют открыванием тиристоров между выводами 2-7 и 8-1. Отрицательную полуволну выходного напряжения формируют от второго источника напряжения с выводами 4,5 и 6, причем первую полуволну формируют открыванием тиристоров между выводами 4-8 и 7-3, в результате чего линейное напряжение 0 в этот промежуток времени подключено на нагрузку. При наличии f5 только одного источника напряжения (фиг. 2I, например 1,2,3, первую отрицательную полуволну формируют от входного напряжения или 0 (фиг,2, пунктирно штрихованная линия>, что вызывает значительную несимметрию выходного напряжения в первой выходной фазе 0 6, увеличение его высших гармонических составляющих и увеличенный нагрев приводимого от преобразователя двигателя. Вторую отри25 цательную полуволну (фиг. ?.) формируют подключением входного линейного напряжения 04 второго источника открыванием тиристоров между выводами 5-8 и 7-6. Эффективное значение выходного напряжения регулируют

cooTветствующим сдвигом импульсов управления тиристорами.

Согласно вышеописанному формируют напряжения во второй и третьей вы- 35 ходных фазах с напряжениями 0 и 0

1В только здесь положительный полупериод выходного напряжения формируют от второго источника питания, а отрицательный полупериод — от первого 4р источника. Применение для формирования каждой полярности своего источника (фиг ° 2},сдвинутого по фазе на 30,позволяет обеспечить точность регулирования входного напряжения шагом <

На фиг. 3 приведен пример блоксхемы системы управления ступенчатым регулированием частоты преобразователя. В блоке 13 выявляются моменты времени прохождения через нулевые 5р значения входных напряжений и создается распределение импульсов управления привязанных к входному напряжению и равномерно распределенных по времени с шагом желаемой точности регулирования моментов времени открывания тиристоров (например П/12 или «/24). Формирователь 14 импульсов выдает отдельные импульсы от фронта и спада потенциала .выходных напряжений компараторов. Выбором определенного числа этих импульсов для включения тиристоров и фиксируя их в памяти лбгического автомата, можно составить программы дискретного преобразования частоты. При ре- 65 алиэации программ подачи импульсов необходимо начало формирования кривой выходного напряжения синхронизировать с определенной фазой входной системы напряжений. Для реализации этого предназначено синхронизирующее вещество 15.

В логическом автомате 16 происходит выбор включаемых импульсов для улравления силовыми тиристорами преобразователя по заранее составленным программам дискретных значений частот. Фиксирование программы в логическом автомате реализуют путем присоединения необходимых выводов формирователя импульсов к входам логических устройств. Выбор желаемой дискретной частоты производят переключателем программы по сигналу Uz .

Для некоторых дискретных частот форма кривой выходного напря>кения повторяется не к одной и той же входной фазе, а последовательно по всем. Для таких частот введено устройство 17 пересчета импульсов включения силовых тиристоров преобразователя ко всем фазам входного напряжения преобразователя, что позволяет сократить программу три раза и уменьшить объем логического автомата, Для включения. силовых тиристоров преобразователя в блоке 18 выходных усилителей формируются импульсы управления, откуда поступают на цепи управления силовыми тиристорами преобразователя.

Преимуществом предлагаемого способа по сравнению с прототипом, который является также базовым, являются то, что преобразователь, реализующий предлагаемый способ имеет меньI шее число тиристоров.

Как видно из фиг. ?., для образования положительных полуволн напряжения не требуется применения входных напряжений второй системы входных напряжений, поэтому в силовой

1 схеме могут отсутствовать тиристоры, соединяющие вторую входную систему напряжений и образующей ток в положительном ее направлении. Таким же образом не применяются тиристоры, образующие ток от первой входной системы и образующие ток в отрицательном ее направлении. Следовательно, для создания 12-импульсной системы входных напряжений преобразователя при его работе согласно предлагаемому способу требуется вдвое меньшее число тиристоров по сравнению с базовым. При этом ток от входной системы напряжений в фазе нагрузки проходит через два тиристора вместо четырех согласно прототипу. Таким образом, при реализации предложенного способа по сравнению с базовым потери энергии в преобразователе вдвое меньше.

1072213

Дыг. 7

Составитель Г. Мыцык

Редактор М. Янович Техред П,Мартякова Корректор И, Эрдейи

Заказ 141/49 Тираж,667 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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