Способ управления трехфазным автономным инвертором напряжения и устройство для его осуществления

 

1. Способ управления трехфазным автономным инверторо.м напряжения преимущественно для регулирования электропривода в диапазоне низких частот вращения, заключающийся в формировании несущих сигналов включения и выключения вентилей каждой из фаз на интервалах , имеющих равную длительность с двусторонней симметричной модуляцией обоих фронтов, причем начало тактовых 60-градусных интервалов формирования указанных сигналов синхронизировано импульсами, соответствующими середине импульсов несущей частоты, отличающийся тем, что, с целью улучщения гермонического состава выходного напряжения в области пуска и низких частот вращения, дополнительно формируют сигналы выключения обоих вентилей каждой из фаз на интервалах и«- Гдо27: 2. Устройство для управления трехфазным автономным инвертором напряжения, содержащее задающий генератор, соединенный с входом управляемого делителя частоты и модулятором длительности импульсов несуп1,ей частоты с двусторонней модуляцией обоих фронтов, причем вход синхронизации модулятора соединен с выходом делителя частоты, выход - с информационным входом дешифратора, кольцевую пересчетную сумму формирования 60-градусных интервалов , вход которой связан с выходом несущих синхроимпульсов модулятора, выходы - с управляющими входами дешифра$2 тора, выход которого предназначен для подключения к управляюи им входам инвертора , отличающееся тем, что, с целью улучщения гармонического состава выходного напряжения инвертора, оно снабжено тремя двухвходовыми элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и тремя двухвходовыми элементами ИЛИ-НЕ, причем первые входы первого и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом «35 первого разряда кольцевой пересчетной схе мы, вторые входы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - с прямым выходом третьего разряда кольцевой пересчетной схемы, первый вход второго ;о элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй вход третьего элемента ИСКЛЮЧ.ЮЩЕЕ ИЛИ - с инверсным выходом второго разряда кольцевой пересчетной схемы, первые входы элементов ИЛИ-НЕ соединены с входом кольцевой пересчетной схемы, вторые входы - с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы элементов ИЛИ-НЕ соединены с запрещающими входами дешифратора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„яи„„11691 И у4Н 02 М !/44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ лей каждой из фаз на интервалах < fi — У и 1 Удо 2У, 2. Устройство для управления трехфазным автономным инвертором напряжения. содержащее задающий генератор, соединенный с входом управляемого делителя частоты и модулятором длительности импульсов несущей частоты с двусторонней модуляцией обоих фронтов, причем вход синхронизации модулятора соединен с выходом делителя частоты, выход — с информационным входом дешифратора, кольцевую пересчетную сумму формирования 60-градусных интервалов, вход которой связан с выходом несущих синхроимпульсов модулятора, выходы — с управляющими входами дешифратора, выход которого предназначен для подключения к управляющим входам инвертора, отличающееся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения инвертора, оно снабжено тремя двухвходовыми элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и тремя двухвходовыми элементами ИЛИ-НЕ, причем первые входы первого и третьего элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом первого разряда кольцевой пересчетной схемы, вторые входы первого и второго элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ вЂ” с прямым выходом третьего разряда кольцевой пересчетной схемы, первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и второй вход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ вЂ” с инверсным выходом второго разряда кольцевой пересчетной схемы, первые входы элементов ИЛИ-НЕ соединены с входом кольцевой пересчетной схемы, вторые входы — с выходами элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы элементов

ИЛИ-НЕ соединены с запрещающими входами дешифратора. (21) 3715397/24-07 (22) 27.12.83 (46) 23.07.85. Бюл. № 27 (72) С. Г. Обухов и В. А. Мальцев (71) Московский ордена Ленина и ордена

Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.316.72? (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 686138, кл. Н 02 P 13/16, 1976.

Ziogas P. D. Optimum Voltage and Harmonic Control PWM Technigues for Thkee—

Phase Statue UPS Systems. IEEE Transactions on Industry Applications . Ч . 16, № 4, 1980, р. 542 — 546.

Калашников Б. Е. и др. Системы управления автономными инверторами. М., «Энергия», 1974, с. 95. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ. (57) 1. Способ управления трехфазным автономным инвертором напряжения преимущественно для регулирования электропривода в диапазоне низких частот вращения, заключающийся в формировании несущих сигналов включения и выключения вентилей каждой из фаз на интервалах - до- -Х и

- -Х-ло- -Х имеющих равную длительность с

4 5 двусторонней симметричной модуляцией обоих фронтов, причем начало тактовых 60-градусных интервалов формирования указанных сигналов синхронизировано импульсами, соответствующими середине импульсов несущей частоты, отличающийся тем, что, с целью улучшения гермонического состава выходного напряжения в области пуска и низких частот вращения, дополнительно формируют сигналы выключения обоих вентиОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1169119

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в трехфазных преобразователях частоты со звеном постоянного тока, предназначенных для частотно-регулируемого электропривода.

Цель изобретения — улучшение гармонического состава выходного напряжения инвертора в области пуска и низких частот вращения.

На фиг. 1 — 3 показаны диаграммы состояний силовых вентилей инвертора, а также формы фазных и линейных напряжений при реализации предлагаемого способа управления для N = 12,24, 48. где Y,,... Y — импульсы, подаваемые на вентили инвертора; 15

U pg — фазное напряжение на выходе инвертора; А — линейное напряжение на выходе инвертора; 4 Uz — напряжение на выходах делителей 2 и 4;

На фиг. 4 — устройство для управления инвертором напряжения.

Способ не обеспечивает постоянство структуры силовой схемы на интервалах отключения фаз и, следовательно, может использоваться в диапазоне частот пуска 1—

8 Гц, где соэ. гдвигателя близок к единице и интервал непостоянства структуры, несущественен. Введение указанных интервалов поочередного отключения фаз нагрузки эквивалентно появлению шести дополнитель- З0 ных промежуточных положений результирующего вектора выходного напряжения преобразователя.

При этом для получения 30-градусного перемещения вектора 12 раз за период ин- З5 тервала отключения фаз нагрузки от источника питания должны иметь величину от

5У!6 доЯ и 11Я/6 до 2У для каждой из фаз.

За счет введения 6 дополнительных равноотстоящих положений вектора амплитуды близких к основной гармонических составляющих выходного напряжения значительно снижаются, что подтверждается разложением кривой выходного напряжения в ряд Фурье.

Устройство содержит задающий генера- 45 тор 1, управляемый делитель 2 частоты, модулятор 3 длительности импульсов несущей частоты, управляемый делитель 4 частоты, трехразрядную кольцевую пересчетную схему 5 дешифратор 6, блок 7 реверса, блок 8 выходных формирователей импульсов уп50 равления силовыми вентилями, двухвходовые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9—

11, двухвходовые элементы ИЛИ-НЕ 12 — 14.

Высокочастотный сигнал задающего генератора 1 поступает на управляемый дели- 55 тель 2 частоты и модулятор 3 длительности импульсов несущей частоты, обеспечивающий двустороннюю модуляцию по обоим фронтам и синхронизированный выходным сигналом делителя 2. На управляющий вход модулятора поступает сигнал задания величины выходного напряжения U. Синхроимпульсы, соответствующие моментам реверсирования кодовой развертки несущей частоты, с выхода модулятора поступают на вход управляемого делителя 4, соединенного выходом с входом трехразрядной кольцевой пересчетной схемы 5 формирования

60-градусных интервалов повторяемости, выходные сигналы которой подаются на входы дешифратора 6. На вход дешифратора поступает несущий сигнал ШИР с выхода модулятора 3. Кодовый сигнал N управления коэффициентом деления делителей 2 и 4 частоты обеспечивает смену кратности отношения несущей и выходной частот. Выходные сигналы дешифратора 6 через блок 7 реверса поступают на входы блока 8 выходных формирователей импульсов управления силовыми вентилями. Сигнал на входе блока реверса управляет порядком чередования фаз. Для осуществления предлагаемого спо соба в устройство введены двухвходовые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 — 11 и элементы ИЛИ-НЕ 12 — 14, причем первые входы элементов 9 и 11 соединены с прямым выходом Qi первого разряда кольцевой пересчетной схемы 5, вторые входы элементов 9 и 10 — с прямым выходом Яз третьего разряда схемы 5, первый вход элемента

10 и второй вход элемента 11 — с инверсным выходом Qq схемы 5. Выходные сигналы элементов 9 — 11 подаются на входы двухвходовых элементов ИЛИ-НЕ 12 — 14, соединенных вторыми входами с выходом управляемого делителя 4 частоты. При этом на выходах элементов ИЛИ-НЕ, соединенных с входами дешифратора, формируются нулевые 30-градусные интервалы отключения фаз нагрузки.

Введение дополнительных элементов

ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и ИЛИ-НЕ позволяет генерировать управляющие сигналы, обеспечивающие отключение каждой из фаз двигателя от обоих полюсов источника питания постоянного тока на 30-градусных интервалах в конце каждого полупериода выходного напряжения. Предлагаемый способ позволяет при минимальном усложнении логической части системы управления инвертором с ШИР снизить амплитуды 5 и 7 гармоник выходного напряжения соответственно в 3,5 и 3,6 раза, что приводит к снижению пульсаций момента вращения в

2 — 3 раза при снижении потребляемого тока на 15 — 20О/р. При этом практически не увеличивается содержание высших гармонических составляющих, что соответствует снижению коэффициента гармоник тока асинхронного двигателя и уменьшению потерь мощности в диапазоне частот пуска (1 — 8 Гц) не менее чем на 20 /q.

11691!9

4Риг 1

Фиг 2

1169119

Составитель О. Парфенова

Редактор А. Сабо Техред И. Верес Корректор А. Тяско

За каз 4626/51 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4