Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 9 А ()9) (!!) 4(5)) H 02 М 5/27

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3676471/24-07 (22) 21 . 12.83 .(46) 30.06.85. Бюл. ))- 24 (72) Б. Е. Пьяных, В. А. Лукьяненко и Э. М. Чехет (71) Институт электродинамики

AH УССР и Специальное конструкторскотехнологическое бюро Института электродинамики АН УССР (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Руденко В. С., Сенько В. И., Чиженко И. М. Преобразовательная техника. Киев, "Вища школа", 1978, с. 367-376.

3. Авторское свидетельство СССР

У 955441, кл. Н 02 P 13/30, 1982.

2. Патент США 3.493.838, кл. 321-7, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ЧАСТОТЫ, выполненным по трехфаэной нулевой или мостовой схеме на полно стью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, входные зажимы которой подключены к питающей сети, а выходные - к нагрузке, содержащее последовательно соединенные задакщий генератор и пересчетную цепь, а также усилители мощности, выходы которых предназначены дпя подключения к управляющим входам упомянутых ключей, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью обеспечения независимости режима работы преобразователя от порядка подключения входных зажимов силовой части к фазам путающей сети, введены последовательно соединенные фильтр обратной последовательности, вход которого предназначен для подключе" ння к зажимам трехфазной питающей сети, выпрямитель, компаратор с источником опорного напряжения, инвертирующий усилитель и логический блок, состоящий из четырех элементов

2И и двух элементов 2ИЛИ, причем первые входы первого и четвертого элементов 2И подсоединены к одному иэ

; выходов пересчетной цепи, первые входы второго и третьего элементов 2И подсоединены к другому входу пересчетной цепи, вторые входы первого и третьего элементов 2И подсоединены к выходу компаратора, вторые входы второго и четвертого элементов 2Н подсоединены к выходу инвертирующего . усилителя, выходы первого и второго элементов 2И подсоединены к входам одного элемента 2ИЛИ, выходы третье. го и четвертого элементов 2И подсое-! динеиы к входам другого элемента

2ИЛИ, а выходы обоих элементов

2ИЛИ и третий выход пересчетной цени подключены к входам усилителей мощности

1164839

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при построении непосредственных преобразователей частоты, предназначенных для частотного управления электроприводами и для автономных систем электроснабжения.

Известны устройства управления преобразователями частоты, содержащие последовательно соединенные 10 задающий генератор, перасчетную цепь и усилители мощности управляющих импульсов (1) и (21 .

Недостатком данных устройств при использовании для управления преоб- 15 разователями частоты, построенными на трехфазной нулевой или мостовой схеме на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, является зависимость режима работы 20 преобразователя от порядка подключения входных зажимов силовой схемы к фазам питающей сети.

Наиболее близким к изобретению является устройство управления не- 25 посредственным преобразователем частоты, построенным по трехфаэной нулевой или мостовой схеме. При этом основные его узлы - задающий генератор, пересчетная цепь и усилители 30 мощности управляющих импульсов— соединены последовательно (3) .

Недостаткомэтого устройстватакже является зависимость режима работы преобразователя от порядка подключения входных зажимов силовой части к фазам питающей сети.

Цель изобретения — обеспечение независимости режима работы преоб" разователя от порядка подключения 40 входных зажимов силовой части к фазам питающей сети, Поставленная цель достигается тем, что в устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, выполненным по трехфаэной нулевой или мостовой схеме на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, входные эюкимы которой подключены к питающей сети, 50 а выходные — к нагрузке, содержащее последовательно соединенные задакнций генератор и пересчетную цепь, а также усилитель мощности, выходы которых предназначены для подключе- 55 ния к управляющим входам упомянутых ключей, дополнительно введены последовательно соединенные фильтр обратной последовательности, вход которо-го предназначен для подключения к зажимам трехфазной питающей сети, выпрямитель, компаратор с источником опорного напряжения, инвертирующий усилитель и логический блок, состоящий из четырех элементов 2И и двух элементов 2 ИЛИ, причем первые входы первого и четвертого элементов 2И подсоединены к одному из выходов пересчетной цепи, первые входы второго и третьего элементов 2И подсоединены к другому входу пересчетной цепи, вторые входы первого и третьего элементов 2И подсоединены к выходу компаратора, вторые входы второго и четвертого элементов 2И подсоединены к выходу инвертирующего усилителя, выходы первого и второго элементов

2И подсоединены к входам одного элемента 2 ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов 2И подсоединены к входам другого элемента 2ИЛИ, а выходы обоих элементов 2 ИЛИ и третий выход пересчетной цепи подключены к входам усилителей мощности.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства управления

1 непосредственным преобразователем частоты; на фиг. 2 — временные диаграммы, поясняющие его работу (индексы на диаграммах соответствуют номерам выходов и входов блоков фиг. 1 при прямой и обратной последовательности чередования импульсов управления).

Структурная схема 1.фиг. 1) включает непосредственный преобразователь частоты 1, выполненный, например, по трехфазной нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью 2 — 4.

Входные зажимы преобразователя подсоединены к фазам А,В,С трехфазной питающей сети, а выходные — к нагрузке 5. Нулевой провод 0 является общим для входа и выхода преобразователя. Устройство управления состоит из задающего генератора 6, выход 7 которого соединен с входом пересчетной цепи 8. Пересчетная цепь

8 имеет выходы 9,10 и 11, Выходы 9 и 10 пересчетной цепи 8 соединены с входами логического блока 12, который состоит из четырех элементов 2И 1316 и двух элементов 2ИЛИ 17 и IS.

При этом выход 9 пересчетной цепи 8

Предположим, что на вход преобразователя частоты подано трехфазное напряжение А,В,С прямой последова тельности (обозначения на эпюре 32 50 фиг. 2 без скобок), Указанное напряжение поступает также на вход фильтра обратной последовательности 24, иа выходе которого полное трехфаэное напряжение сети. Это напряжениепосту 55 пает на вход выпрямителя 25. На выходе выпрямителя получается .выпрямленное напряжение U 26 большого уров3 11648 подключен к первым входам первого и четвертого элементов 2И 13 и 16, выход 10 пересчетной цепи 8 — к первым входам второго и третьего элементов 2И 14 и 15. Выходы первого и второго элементов 2И 13 и 14 соединены с входами одного элемента

2ИЛИ 17, а выходы третьего и четвертого элементов 2И 15 и 16- с входами другого элемента 2 ИЛИ 18. Выходы 19 и 20 элементов 2ИЛИ являются одновременно и выходами блока

12. Эти выходы, а также выход 11 пересчетной цепи 8 соединены с входами усилителей мощности 21 — 23 соответствующих ключей. Кроме того, к зажимам А,В,С трехфазной питающей сети подключен вход фильтра обратной последовательности 24, -выход которого подсоединен к входу выпрямителя 25. Сигнал с выхода 26 выпрямителя 25 поступает на один вход компаратора 27, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения 28. Выход компаратора

27 подключен к входу инвертирующего усилителя 30 и к вторым входам первого и третьего элементов 2И 13 и 15.

Выход 31 инвертирующего усилителя

30 соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов 2И .14 и

16.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 6 на выходе 7

35 формирует тактовые импульсы (диаграмма 7, фиг. 2), которые поступают на вход пересчетной цепи 8, на выходах..которой появляются три,последовательности импульсов длительностью 120 эл.град. сдвинутых между собой на 120 эл.град. Импульсы с выжэда 9 пересчетной цепи 8 поступают на вхоцы элементов .2И 13 и 16. Импульсы с выхода 10 поступают на 4 вход элементов 2И 14 и 15.

4 ня, которое подается на один из входов компаратора 27, где происходит сравнение этого напряжения с напряжением уставки от источника опорного напряжения 28. В результате на выходе компаратора появляется положительный сигнал U 29, который подается на входы элементов 2И 13 и 15 и на вход инвертирующего усилителя 30. На выходе инвертирующего усилителя 30 устанавливается нулевой потенциал, поступающий на входы элементов 2И 14 и 16. Таким образом, согласно схеме (фиг. 1) разрешается прохождение импульсов U 9 через элемент 2И 13, а импульсов U 10 — через элемент 2И 15, так как на вторых входах этих элементов присутствуют единичный потенциал

U 29. Прохождение импульсов U 9, l0 через элемент 14 и 16 запрещено наличием нулевого сигнала U 31 с выхода инвертирующего усилителя 30.

Импульсы U 9 с выхода элементч 13 поступают на вход элемента 2ИПИ 17 и повторяются на выходе 19 элемента

2ИЛИ 17. Импульсы U )О с выхода эле" мента 2И 15 поступают на вход логической ячейки 2ИЛИ 18 и повторяются на ее выходе 20. Следовательно, прямой последовательности чередования фаз А,В,С соответствует прямая последовательность импульсов управления U 11, U 19,,-U 20 (фиг. 2), которые подаются соответственно (согласно схеме на фиг. 1) на входы усилителей мощности 21 - 23 силовых ключей 2-4. В результате на-нагрузке

5 непосредственного преобразователя частоты формируется напряжение U 33 с частотой feei f 1 f где f — частота управления. ключами; f — частота питающей сети.

Если на вход преобразователя

I частоты подано трехфазное напряжение (А), (В), (С) обратной. последовательности (фиг, 2), то при подаче на силовые ключи 2-. 4 последовательности импульсов U 11, U 19 U 20 с прежним порядком следования на нагрузке 5 преобразователя частоты сформируется напряжение U 34 с частотой ц„=f>+f на много больше Е-Е (на фиг. 2 — в три .раза), а это, как известно, нежелательный режим работы преобразователя частоты.

Однако в этом случае на входе фильтра обратной последовательности

24 будет напряжение обратной послеjl

В

puz !

5 1164 довательности (фиг. 2) и на выходе этого фильтра, т.е. на входе выпрямителя 25 напряжение будет практически равно нулю. Поэтому на выходе 26 выпрямителя напряжение тоже будет равно нулю (эпюра-U 26, фиг. 2).

Тогда состояние компаратора 27 изменится на противоположное, т.е. на выходе компаратора 27 устанавливается нулевой потенциал (эпюра U 29 ), 10 который запрещает прохождение импуль соа U 9, U 10 через элементы 2И 13 и

15. Положительный сигнал 0 31 с

I выхода инвертирующего усилителя 30 поступает на входы элементов 2И 14 f5 и 16. В данном случае импульсы U9 с выхода пересчетной цепи 8 проходят через элемент 2И 16 на вход логической ячейки 2 ИЛИ 18 и полностью повторяются на ее выходе 20. В свою 20 очередь импульсы U 10, проходя

839 6 через элемент 2И 14, поступают на вход элемента 2ИЛИ 17 и повторяются на выходе 19. Таким образом, обратной последовательности чередования фаз (А),(B),(С) на входе преобразователя частоты соответствует обратная последовательность импульсов управления U 11, U 19, U 20 которые соответственно-подаются согласно схеме (фиг. 1) на входы усилителей мощности 21-23 силовых ключей 2-4.

В результате на нагрузке преббраэо-. вателя частоты формируется напряжение с прежней частотой f =K) fc

8ЫМ (эпюра 35, фиг. 2) .

Таким образом, с помощью дополнительной схемы, которая отсутствует в прототипе, улучшаются условия труда и повышается надежность преобразователя.

1164839

Пряиая асслебо3о7ельиють

É9 31

0у

Ц11

О9

Ufd

И11 19

УгО фиг. 2

Составитель О, Парфенова

Техред А. Бабинец Корректор М.Самборская

А. Гулько

Редактор

Заказ 4196/52 Тирая 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Уагород, ул. Проектная, 4 ЗФ

ОЮрали ппслсдо

ЙЕ

V29

Ил 11

Vg (leap

t

8

t

t й.t

t

t