Устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ трехфазно-трехфазного типа, каждая из фаз которого выполнена по нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью, состоящее из последовательно соединенных задающего генератора прямоугольньк импульсов регулируемой частоты и длительности, основной пересчетной схемы, распределителя импульсов и формирователя импульсов управления ключами преобразователя , причем один из входов распределителя соединен с выходом задающего генератора, отличающееся тем, что, с целью повьшения технологичности конструирования и изготовления преобразователя путем равномерного распределения потерь на переключения между указанными ключами , оно снабжено дополнительной пересчетной схемой, вход которой соединен с выходом основной пересчетной схемы, а выходы дополнительной пересчетной схемы соединены с входами распределителя импульсов, причем распределитель импульсов реализует логинескую функцию (/} О ISO где Уц-у выходные сигналы распределителя импульсов; кэ выходной сигнал зад ющеZ го генератора; выходные сигналы основной пересчетной схемы;, выходные сигналы допол 4 б нительной пересчетной схемы.

В

„„SU„„1140212

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) Н 02 М 5/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ С8ИДЕТЕЛЬСТБУ х, Ч2 =Е Х2 + А

Ч4. "3 х

Xq

Х2 4

Ч6 ь

-7.

Ч2

Чз = хэ 4 A

Х1

Хь Х Х

А =7. Х Х4. Xe ° Х2 хь Х5 "4 ХЪ где у -у 1 9 выходные сигналы распре« делителя импульсов; выходной сигнал задающего генератора; выходные сигналы основной пересчетной схемы; выходные сигналы дополнительной пересчетной схемы. х -х 5 х -х

4 6

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3648735/24-07 (22) 05.10.83 (46) 15.02.85. Бюл. В 6 (72) В.Н. Соболев, Б.E. Пьяных, В.П. Мордач и Э.N. Чехет (71) Институт электродинамики АН УССР (53) 621.316.721(088.8) (56) 1. Чиженко И.М., Руденко В.С

Сенько В.И. Основы преобразовательной техники. М., "Высшая .школа", 1974, с. 324-329.

2. Фокин В.А., Кравцов В.А. Построение системы управления непосред-. ственного преобразователя частоты фаэораэностного типа. В кн.: "Преобразование параметров электрической энергии". Киев, "Наукова думка", 1975, с. 87-92. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЩСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ трехфаэно-трехфазного типа, каждая из фаз которого выполнена по нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью, состоящее из последовательно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты и длительности, основной пересчетной схемы, распределителя импульсов и формирователя импульсов управления ключами преобразователя, причем один из входов распределителя соединен с выходом задающего генератора, о т л и ч а ю щ е-. е с я тем, что, с целью повышения технологичности конструирования и изготовления преобразователя путем равномерного распределения потерь на переключения между указанньаки ключами, оно снабжено дополнительной пересчетной схемой, вход которой соединен с выходом основной пересчетной схемы, а выходы дополнительной пересчетной схемы соединены с входами распределителя импульсов, причем г распределитель импульсов реализует логическую функцию

1 11402

Изобретение относится я электротехнике и может быть использовано для управления непосредственными преобразователями частоты, предназначенными, например, для частотного

5 управления электроприводами и для ав.тономных систем электроснабжения.

Известны устройства управления непосредственными преобразователями частоты, построенными на полностью управляемых силовых ключах с двусторонней проводимостью, с циклическим режимом работы этих ключей, содержащие последовательно соединенные задающий генератор регулируемой частоты, пересчетную схему и формирователь импульсов управления силовыми ключевыми элементами Я .

Недостатком известного устройства является невозможность регулирования выходного напряжения преобразователя °

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью трехфазно-трехфазного типа, каждая из фаз которого выполнена по нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью, состоящее из последовательно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты и длительности, пересчетной, схемы, распределителя импульсов и формирователя импульсов управления ключами преобразователя, причем один из входов распределителя соединен с выходом задающего генератора j2) .

Недостатком известного устройства является неодинаковая форма импульсов управления силовыми ключами. для различных фаз преобразователя, что приводит к неодинаковому числу переключений этих ключей за период управления, вследствие чего наблюдается неравномерное распределение потерь на переключения между силовыми ключами °

Целью изобретения является повышение технологичности.конструирования и изготовление преобразователей путем обеспечения равномерного распределения потерь на переключения между его силовыми ключами.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью трехфазно-трезфазного

Ч» J2 --2 5

Ь

Ч5

Чь х, х + А

"3 х

Й А хв

lj7 в

Че хг

K) х, Xw хб хв у

А - X5 ху

"б "5 хб х где у»-y»t - выходные сигналы распре-. делителя импульсов;

z - -выходной сигнал задающе-, го генератора; х -х — выходные сигналы основ1 1 ной пересчетной схемы;

x --x " выходные сигналы допол4 6 нительной пересчетной схемы.

На фиг.1 представлена силовая схема НПЧ нулевого типа на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью; на фиг.2 - структур-, ная схема предлагаемого устройства

/ для управления преобразователем частоты с непосредственной связью; на фиг.3 — - функциональная схема распределителя импульсов по фиг.2; на . фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства управления по фиг.2, и диаграмма выходного напряжения преобразователя °

12 2 типа, каждая из фаз которого выполнена по нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью, состоящее из последоватепьно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты и длительности, основной нересчетной схемы, распре- . делителя импульсов и формирователя импульсов управления ключами преобразователя, причем один из входов распределителя соединен с выходом

»задающего генератора, снабжено дополнительной пересчетной схемой, вход которой соединен с выходом основной пересчетной схемы, а выходы дополнительной пересчетной схемы соединены со входами распределителя импульсов, причем распределитель импульсов реализует логическую функцию

40212 4

27-29 пересчетной схемы 26 формируют-ся последовательности импульсов, длительность которых в три раза больше, а частота в три раза меньше по срав5 нению с выходными импульсами пересчетной схемы 16.

Выходные сигналы задающего генератора 13 пересчетных схем 16, 26 поступают на входы 17, 22-24 и 30-31 распределителя 18 импульсов.

Распределитель 18 импульсов представляет собой комбинационную логическую схему, реализующую следукицие функции: х, %

Чъ х»

Х»

У»

9ь

Хя х, Х5 х„ т

Чв ÷

Хь х5 х5 Х» хь

ХЬ Х5 Х4 х, Д су

Х2

Х5 ментов 4 ИЛИ.

Номера входов и выходов блоков структурной схемы (фиг.2) соответ,ствуют номерам входов и выходов на функциональной схеме (фиг.З). На фиг.4 представлены диаграммы напря- 35 жений на выходах соответствующих элементов, Устройство работает следующим образом.

Регулируемые по частоте и длитель-40 ности прямоугольные импульсы с выхода 14 задающего генератора 13 подаются на вход 15 основной пересчетной схемы 16, представляющей собой, например, кольцевой счетчик с коэффи- 45 циентом пересчета, равным трем. Пересчетная схема 16 формирует на своих выходах 19-21 три последовательности прямоугольных импульсов длительностью 120 эл.град. со сдвигом 50

120 эл.град. между собой, которые следуют с частотой, в три раза меньшей частоты задающего генератора 13.

Одна из этих последовательностей с выхода 19 пересчетной схемы 16 по- 55 ступает на вход 25 дополнительной пересчетной схемы 26, которая идентична первой.. В результате иа выходах

3 11

Преобразователь частоты (фиг.1) содержит полностью управляемые ключи

1 †. 9 с двусторонней проводимостью,, образующие трехфазно-трехфазную схему преобразователя, каждая иэ фаз которого выполнена по нулевой схеме.

На вход преобразователя подключены фазы А, В, С питающей сети, а на выход — фазы нагрузки 10-12.

Устройство управления преобразователем частоты (фиг.2) содержит задающий генератор 13, выход 14 которого соединен со входом 15 основной пересчетной схемы 16 и входом 17 распределителя 18 импульсов, выходы

19-21 пересчетной схемы 16 подключены ко входам 22-24 распределителя им. пульсов, выход 19 — ко входу 25 дополнительной пересчетной схемы 26, а выходы 27-29 соединены со входами

30-32 распределителя 18 импульсов.

Выходы 33-41 подключены к формирователю 42 импульсов управления, фор мирующему импульсы управления силовыми ключами 1-9.

Функциональная схема распределите. ля 18 импульсов, изображенная на фиг.3, состоит из девяти логических элементов 1НЕ-ЗИ, трех логических элементов 2И и девяти логических элегде в качестве переменных у»-у, x x 6 z Hcllollhs TcH сигналы q cooTЯ U41 U22 U24

И 29» В

Набору этих функций отвечает составленная из соответствующих логических элементов функциональная схема (фиг.3).

Выходные сигналы распределителя

18 импульсов поступают на вход формирователя 42 импульсов управления, в котором происходит их усиление и гальваническая развязка по питанию.

Управляющие импульсы 1 — 9 с выхода

tr

ФИУ 42 подаются на соответствующие ключи 1-9 силовой схемы.

В результате работы этих ключей, выходное напряжение однОй иэ фаз нагрузки принимает вид изображенный на эпюре (фиг.4) . Частота выходного напряжения равна разности частот управления k силовыми ключами и частоты питающей сети j .,т.е. (-1 с эых Ц с °

Оно формируется следующим образом.

На временном интервале 4< -11 открыты ключи 1, 5, 9 к нагрузке 10 при-, ложено напряжения U-цЕ к нагрузке

11 — напряжение 0 е, к нагрузке l2напряжение Ос . В момент времени

S 11 . запираются ключи 5 и 9, отпираются ключи 4 и,7, и на интервале — все выводы нагрузки оказываются подсоединенными к линейному проводу фазы

А питающей сети, а напряжения между ними — равными нулю. В результате в выходном напряжении преобразователя формируется нулевая "пауза". В момент времени 1 закрываются ключи 1 и 4, вместо них открываются ключи 2 и 6, и на следующем интервале - 1 к фазам нагрузки 10-12 прикладываются напряжения U, Ij и U g соответственно. В момент времени 1 запираются ключи 6 и 7, вместо них вступают в работу ключи 5 и 8, и на интервале - 4 все фазы нагрузки оказываются закороченнымн через линейный провод

3 4 фазы В питающей сети. На временном интервале t 4- tg вместо закрывавшихся ключей 2 и 5 работают ключи 3 и 4, а к фазам нагрузки 10-12 приложены напряжения Ос, 0gS и 0 с соответствен но. В момент времени 1 выходят из работы ключи 4 и 7, отпираются ключи б и 9, которые вместе с остающимся в работе ключом 3 обеспечивают закоротку нагрузки через линейный провод фазы С питающей сети и формирование очередной "паузы" в выходном напря40212 жении преобразователя. В дальнейшем, начиная с момента времени 6, цикл формирования кривой выходного напря жения повторяется, однако ключи, принимающие участие в шунтировании нагрузки на время "пауз", работают в иной последовательности. Первая

"пауза" в выходном напряжении после момента времени 6 формируется с

10 помощью ключей 2, 5 и 8, вторая — с помощью ключей 3, 6 и 9, а третья— при помощи ключей 1, 4 и 7. Начиная с момента времени 4 порядок шунтирования нагрузки опять меняется. Клю15 чи, шунтирующие нагрузку, работают в следующей последовательности:

3, 6, 9 — 1, 4, 7 — 2, 5, 8. В момент времени 18 заканчивается период повторяемости импульсов управления, 20 -и в дальнейшем порядок работы силовых ключей и формирования выходного .напряжения преобразователя такой же, как Описанный для интервала 6„—

Таким образом, предлагаемое уст25 ройство позволяет обеспечить равномерную тепловую нагрузку всех ключей, и, следовательно, выполнить их однотипными, что повышает технологичность их конструирования и изготовз0 пения.

1140212

З2

22

2Ç

1140212 и„

Составитель А. Придатков

Редактор С. Тимохина Техред Т,Фанта Корректор О, Тигор

Заказ 269/42 м (/ia

Um(i и„ry

Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4