Способ управления @ -фазным преобразователем частоты с непосредственной связью

 

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ га-ФАЗНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЫО путем периодической подачи на его вентильные группы отпираю1цих импульсов вьтрямительного режима, отличающийс я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей преобразователя и его коэффициента мощности при работе на синхронный .двигатель в режиме перевозбуждения, формируют отпирающие импульсы инверторного режима и подают их на вентипьные группы в интервале между началом полуволны тока нагрузки и началом подачи на них импульсов выпрямительного режима, причем длительность интервала подачи импульсов вьшрямительного режима устанавливают такой, что в сумме с длительностью интервалов подачи импульсов инверторного режима она становится равной или W большей половины периода выходной частоты.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3412223/24-07 (22) 25.03.82 (46) 07.08.85. Бюл. У 29 (72) В.С.Высочанский (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (53) 621.314.27 (088.8) (56) Жемеров Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с *епосредственной связью. М.: Энергия, 1977, с. 18-35.

Там же. с. 169-184. .(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ш-ФАЗНЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕН110Й СВЯЗЫО путем периодической подачи на его вентнльные группы отпирающих импульсов выпрямительного режима, о т л и ч а ю щ и й—

ÄÄSUÄÄ 1171953 (Sl)4 Н 02 Р 13/30 // Н 02 М 5/27 с я тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей преобразователя и его коэффициента мощности при работе на синхронный двигатель в режиме перевозбуждения, формируют отпирающие импульсы инверторного режима и подают их на вентильные группы в интервале между началом полуволны тока нагрузки и началом подачи на них импульсов выпрямительного режима, причем длительность интервала подачи импульсов выпрямительного режима устанавливают такой, что в сумме с длительностью интервалов подачи импульсов инверторного режима она становится равной или большей половины периода выходной частоты.

1171953

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к способам управления m — фазным преобразователем частоты с непосредственной связью (НПЧ), преобразую- S щим напряжение частоты f â н ап ряжение частоты f и используемым для регулирования скорости синхронных двигателей (СД) .

Целью изобретения является улучшение массогабаритных показателей преобразователя и его коэффициента мощности при работе на синхронный двигатель в режиме, перевозбуждения.

На фиг. 1 приведен пример схемы трехфазного мостового НПЧ, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2— временные диаграммы, поя..няющие способ, на фиг. 3 — диаграммы формирования управляющих импульсов при данном способе.

Способ осуществляется следующим образом.

Преобразователь (фиг.1) содержит выпрямительные мосты 1-6, соединенные по известной схеме, и нагрузку

7 в виде синхронного двигателя (СД).

Диаграммы (фиг.2) включают кривые

8 и 9 напряжений выпрямительных мостов 1 и 4, ток 10 фазы СД, ЭДС 11 ЗО фазы АСД, кривые 12 и 13 напряжения выпрямительных мостов 3 и 4, линейное напряжение 14 НПЧ и углы l5 v (8), Кривые токов и напряжений построены из условия, что сеть и входной 3 трансформатор — бесконечной мощности, синхронный реактанс — Х = 0,8, а коммутационный реактанс двигателя относительно велик.,например Х = 0,5., к (Под коммутационным реактансом дви-,40 гателя понимаем тот реактанс, который согласно известному способу определял бы угол коммутации g). При данном ! способе этот реактанс влияет только на степень фильтрации кривой тока дви- 45 гателя: чем он больше, тем кривая ближе к синусоидальной. При указанной величине Хк токи ближайших 5-й, 7-й, 11-й и 13-й гармоник составляют соответственно менее, чем 6,7; 4,8; ЗО

1,5, 1,37 .Поэтому припостроении кри-. вой тока 10 высшие гармонические не учтены.

Пусть нагрузкой является СД и на вентили выпрямителей НПЧ периоди- Я чески подают отпирающие импульсы.

Пусть в системе установился стационарный периодический процесс и к рассматриваемому моменту времени ток проводят вентили выпрямительныхмостов 1-3, которые работают в выпрямительном режиме. В момент t.o в очередной раз подают отпирающие импульсы, при угле регулирования по высокой частоте = О, на соответствующие вентили мостов 2, 3 и в последний раз за рассматриваемый период низкой частоты на очередной вентиль моста 1. Поскольку в интервале времени t -to должен изменить направление ток 10 фазы А, то в момент или несколько позже подают отпирающие импульсы на вентили моста 4, одноименные с вентилями моста 1, но при угле oL = Т, что соответствует инверторному режиму работы этого выпрямителя. Поэтому, как только в момент t ток iö спадает до нуля, он сразу же изменяет знак и начинает протекать по вентилям моста 4 навстречу напряжению питающей сети.

В момент t> по-прежнему подают отпирающие импульсы на вентили выпрямительных мостов 2 и 3 при сс= О, и впервые за этот такт низкой частоты на одноименные с ними вентили моста

4 также при .= О. Выпрямитель 4

I сразу же переходит в выпрямительный режим. Дальнейшая. работа выпрямительных мостов 1-6 НПЧ происходит аналогично рассмотренному.

Как следует из кривых 8, 9, 12 и

13, выпрямительные мосты НПЧ работают при углах регулирования о(, соответствующих выпрямительному режиму в течение интервалов времени, равных половине периода частоты f< (с точностью до такта несущей частоты) и, кроме того, в начале каждого пакета отпирающих импульсов — при углах регулирования, соответствующих инверторному режиму работы. Поэтому эти кривые и кривая 14 стабильны и не зависят от величины Хк.

Согласно предлагаемому способу, кривая выходного напряжения преобразователя становится стабильнее и повышается коэффициент мощности НПЧ.

Степень этого повышения тем больше, чем больше величина Хк и чем больше ток нагрузки. При этом величина угла опережения тока нагрузки может быть установлена минимальной:

Ч = h вне зависимости от величины

Х„ и тока нагрузки. При этом запас по коммутационной устойчивости превышает величину выбранного угла в тем большей степени, чем больше величина Хс (как это следует из кривых 8-10, мгновенная величина

ЭДС 11 в течение времени, соизмеримого с углом, превышает максимальную величину выпрямленного напряжения и после того, как произошел перевод выпрямителя из инверторного режима работы в выпрямительный режим).

С увеличением времени работы выпрямителей НПЧ увеличивается использование вентилей по току. Только за счет уменьшения коэффициента формы тока К использование увеличивается на 107. Благодаря же одновременному уменьшению угла у и стабипизации кривой напряжения степень использования вентилей увеличивается еще больше.

Минимизация угла, 1 особенно заметная в режиме перегрузки или при питании НПЧ от источника соизмеримой мощности приводит к уменьшению времени совместной работы противофазных выпрямителей (в пределе до одного такта несущей частоты (фиг.2). Поэтому данный способ позволяет осуществлять непрерывный перевод тока нагрузки с одних вентильных групп на противофазные без уравнительного тока между ними.

С применением способа исключаются периодические режимы двухфазного короткого замыкания СД, что вместе с повышением его Км повышает эффективность использования двигателя, уменьшает пульсации момента на его

171953 4 валу и улучшает виброакустические. характеристики двигателя и механизма, снижает их износ.

Принцип построения системы управ5 ления определяется временными диаграммами формирования управляющих импульсов (фиг.3) которые включают последовательности импульсов 16 и 17 управления вентиньным мостом 1 для

1О работы соответственно в выпрямительном и в инверторном режимах, последовательности импульсов 18 и 19 для моста 4, 20 — суммарное напряжение

20 управления мостами 1 и 4, напря15 жение 21 управления мостом 1, напряжение 22 управления мостом 4, соответственно последовательности управляющих импульсов 23 и 24 мостов, 1 и 4 согласно известному способу, 20 напряжения 25 и 26 управления мостами 1 и 4 при общеизвестном раздельном управлении.

Смена полярности кривой напряже25 ния согласно предлагаемому способу совпадает с моментом перевода очередного BM из инверторндго режима работы в выпрямительный, и определяется моментом подачи первого отпирающего импульса каждой пачки из последовательностей импульсов 16 и 18. Поэтому изменение знака напряжения происходит скачкообразно. По этой же причине способ не накладывает ограничений на кратность входной и выходной частот. Отношение частот может быть выражено дробньи числом. На фиг. 3 для наглядности иллюстрации способа соотношение частот выбрано 2:.1.

1171953

1171953

ФиаЮ

Составитель Г.Мыцык

Техред С.Мигунова Корректор Е.Сирохман

Редактор A.Øàíäîð

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

Заказ 4913/49 Тираж 646 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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