Способ управления трехфазным мостовым выпрямителем для подавления на его выходе гармоник удвоенной частоты

 

Изобретение относится к области преобразователей техники и может быть использовано для подавления гармонической составляющей напряжения с удвоенной частотой напряжения питающей сети на выходе выпрямителя. Пель изо.бретения -.повьшение эффективности подавления пульсаций при изменении частоты напряжения сети. Способ управления трехфазным мостовым выпрямителем 1 состоит в формировании измерительного напряжения с последующим разделением его по отдельным каналам. Затем это нап- . ряжение выделяют в каждом канале в течение заданного интервала времени. Выравнивают средние значения выделенньпс напряжений отдельных каналов путем изменения моментов включения тир исторов 4,5,7,8,10,11 вьшрямителя 1. Интервалы выделения измерительных напряжений соседних каналов сдвигают относительно друг друга . на 1/6 периода питающего напряжения. Причем в качестве измерительного напряжения используют выходное налря жение выпрямителя 1, которое разделяют на три канала. Каждый канал включает ключ 18 (19,20), подключенный к выходу управляющего устройства 22, сумматор 15 (16,17) и интегратор 2 (13,14), соединенный .с соответствующим входом системы импульсно-фазового управления 2. Интервалы вьщеления измерительного напряжения в каждом канале выбирают равными 1/4 периода питающего напряжения. Импульсы этого напряжения вьфабатываются с помощью устройства 22 с указанным периодом независимо от частоты напряжения сети. Этим достигается эффективность подавления гармонической составляющей . 2 ил. с € (Л 1С 14; tC to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

@у 4 Н 02 M 1/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

«,3 ! у >

1, !

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ отдельным каналам, Затем это напряжение выделяют в каждом канале в течение заданного интервала времени.

Выравнивают средние значения выделенных напряжений отдельных каналов путем изменения моментов включения тиристоров 4,5,7,8,10,11 выпрямителя

1. Интервалы выделения измерительных напряжений соседних каналов сдвигают относительно друг друга на 1/6 периода питающего напряжения.

Причем в качестве измерительного напряжения используют выходное напря жение выпрямителя 1, которое разделяют на три канала. Каждый канал включает ключ 18 (19,20), подключенный к выходу управляющего устройства 22, сумматор 15 (16,17) и интегратор 12 (13,!4), соединенный ,с соответствующим входом системы импульсно-фазового управления.2.

Интервалы выделения измерительного напряжения в каждом канале выбирают равными 1/4 периода питающего напряжения. Импульсы этого напряжения вырабатываются с помощью уст-. ройства 22 с укаэанным периодом независимо от частоты напряжения сети, Этим достигается эффективность подавления гармонической составляющей. 2 ил.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3701760/24-07 .(22) 1 7. 02. 84 (46) 23. 07.86. Бюл. Ф 27 (7)) Харьковский ордена Ленина политехнический институт им.В.И.Ленина (72) Сунанто (ТВ),А.А.Борщов, В.Б.Карпенко, Ю.И.Колесник, Ю.А.Розанов и В.Ю.Розов (53) 621.314.6 (088.8) (56) Патент США 11 3453526, кл. 321 19, опублик.!969.

Авторское свидетельство СССР

У 1169105, кл. Н 02 М 1/14, 1984. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ

МОСТОВЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ ДЛЯ ПОДАВЛЕНИЯ

НА ЕГО ВЫХОДЕ.; ГАРМОНИК УДВОЕННОЙ

ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к области преобразователей техники и может быть использовано для подавления гармонической составляющей напряжения с удвоенной частотой напряжения питающей сети на выходе выпрямителя.

Цель изобретения †.повышение эффективности .подавления пульсаций при

-изменении частоты напряжения сети.

Способ управления трехфазным мостовым выпрямителем 1 состоит в формировании измерительного напряжения с последующим разделением его по

„„SU„„1246272 А 1!

246272

Изобретение относится к преобразовательной технике, и может быть ис поль зов ано для подавления низк оч ас тотной гармонич еской составляющей напряжения с удвоенной частотой . сети на выходе управляемого выпрямителя, возникающий при несимметрии напряжения сети или несимметрии управления.

Цель изобретения — повышение эффективности подавления пульсаций при изменении частоты напряжения сети.

На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 — диаграммы, поясняющие сущность предлагаемого способа.

К выпрямителю (фиг.!) подключена система 2 импульсно-фазового управления, в которой выход формирователя 3 импульсов связан с противофазными тиристорами 4 и 5 выпрямителя. Выход формирователя 6 импульсов связан с противофазними тиристорами 7 и 8. Выход формирователя 9 импульсов связан с противофазными тиристорами 10 и 11. К входам формирователей 3, 6 и 9 импульсов подключены соответственно выходы интеграторов 12, 13 и 14, входы которых соециняются с выходами сумматоров 15,16 и 17 соответственно. К одному из входов сумматора 15 подключен выход ключа

18, а к соответствующим входам сумматоров 16 и 17 подключены выходы ключей 19 и 20. Входы ключей 18,19, 20 соединены с выходом датчика 21 напряжения, включенного к выходу выпрямителя 1. К управляющим входам ключей 18 19 и 20 присоединены выходы управляющего устройства 22, синхрониэирующий вход которого связан с выходом формирователя 9 импульсов.

На фиг.2 приняты следующие обозначения: П,! — форма напряжения на выходе выпрямителя 1; t„- „ — моменты времени подачи импульсов управления на противафазные тиристоры;

Т/4 и Т/6 — длительности импульсов.

Способ заключается в следующем.

В момент подачи импульса управления на противофазные тиристоры 10 .: и 11 в моменты времени С,,,й, и т.д. управляющее ключами устройство 22 вырабатывает импуль-аини длительностью, равной одной

Ъ четверти. периоца напряжения сети, 45 повторяющихся с периодом, равным одной поповине периода напряжения сети, Ф причем с.нимают со сдвигом относительно друг друга на одну шестую периода напряжения сети. С выходов клю50 чей !8,19,20 эти сигналы подаются на один иэ входов сумматоров 15,16 и 17, на второй вход каждого из которых подается сигнал задания.

С выходов сумматоров 15,16 и 17 сигнал подается на вход интеграторов 12,13,!4. Поскольку в установившемся режиме среднее значение напряжения на входе интеграторов!

О !

ЗО

40 сы длйтельностью, равной одной четверти периода напяржения сети. Эти импульсы подаются на управляющий вход ключа 18 и, таким образом, в интервале времени длительностью одной четверти периода напряжения сети с моментов времени 1% ц Ф и т„д. ключ 18 замыкается. В моменты времени t,t„, С, t„, и т.д,, отстоящие от моментов времени

t t t„, и т.д. соответственно на интервал времени, равный одной шестой периода напряжения сети, управляющее ключами устройство 22 вырабатывает импульсы длительностью в одну четверть периода напряжения сети, подаваемые на управляющий вход ключа 19. Таким образом, в интервале времени длительностью, рав-. ной одной четверти периода напряжение сети, с моментов. времени и т.д. ключ 19 замыкается.

Далее в моменты времени С,С э У э ° и т.д., отстоящие от моментов в мени с,t,,t,,t„, и т,д. на интервал времени, равный одной шестой периода напряжения сети, управляющее устройство 22 вырабатывает импульсы длительностью одной четверти периода натяжения сети, подаваемые на управляющий вход ключа 20. Таким образом, в интервале времени длительностью, равной одной четверти периода напряжения сети, начиная с момента времени и т.д. ключ 20 замыкается.

В соответствии с изложенным законом управления ключами 18р19,20 снимают три вспомогательных сигнала, каждый из которых формируют путем периодического подключения выходного напряжения выпрямителя в интервалах вре1246272 равно нулю, а на второй вход сумматоров 15,16 и 17 подается один и тот же сигнал задания, то в установившемся режиме достигается равен ство средних значений сигналов на выходе ключей. Таким образом достигается подавление низкочастотной гармонической составляющей с удвоенной частотой напряжения сети.

Предположим, что частота напряжения сети равна (Гц. Тогда можно записать напряжение выпрямителя в виде

12 Pt ,э3

t,/,t,/» . тгт

-,Ц,dt.u (—, v,)it о з ъ

t, «7/»

g jT1

° ч,)dt

f ) +Т/t)

12 Tlt fu < s(n(,)JL)

25 з

Далее, поскольку интервал времени

Т/4 является периодом гармонической составляющей с частотой 4f, то

4О +7/» t; T/»

gTt t

Lt ((()s (V )dt=fU

t «T/g з

3П1

° з и(+ Y )et(= LI „s ь(+ Р )А(0 з „- Tl» t +Т/»

» lTt

LI (Jt«) LI () 5((«<}Jt «45 с

t, 1, 2

U с Р1а 7t, +T/»

Hat

s;(u,)dt+fu

t, t„» Т/»

i(15,(5р Аналогичные выражения можно записать для гармонических составляющих с частотой 81,121, 161,201 и т.д. Поскольку интервал времени Т/6, на который моменты времени

55 С„,й,,с5 и т,д. отстоят друг от друга, является периодом для гарМонической составляющей с частотой

6, то,q ) 1}

12 17t записать

4П„

",(с(-((+DL((,, l S (— "- -"Е. ) с где О,/ — среднее значение выпрямлено ного напряжения;

0 )2g )- амплитуда t -й гармоничес" с ко и с ос тавляюще и в ып рямле нного напряжения;

T=1/f — период напряжения сети, с . Среднее значение выпрямленного напряжения в интервалах времени, при которых замыкается ключ 18, определяется выражением

t„-Т/» — ) " . — и (с 15 л(- «y }g)y

t, Известно, что в мостовом выпрямителе при несимметрии напряжения сети и при указанной частоте сети существенными являются лишь гармонические составляющие с частотой

2 f. 4 f,, 6 f,,Без учета гармонических составляющих более высоких порядков приведенное выражение примет вид

Аналогичным образом для напряжений на выходе ключей 19 и 20 можно

, 7/» t, T/» (t17t — L(й ° LI „,,s (,)Jt с с

1 т

Видно, что в приведенных выше уравнениях

t + 7/» t + T/»,+ Т/6

Ud T

И Дс Иа Л= L(d.М=

l 246272,+т/4 1 +1/4

ЛП ( ()(t. / sih(+Y)dt =1Ц

1 т

t3+ +T/4

12П1 I (2 ()"k з(г (+ г,) И )0 (, з (+,)41 з

I)0

Аналогичные выражения можно запи" сать для гармонических составляющих с частотой 12,18(,, 24(, и т,д. .В схеме на фиг.l в установившемся режиме обеспечивается равенствосредних значений сигнала на выходе ключей,т.е. обеспечивается равенство

LI = LI, = О . Иэ приведенных урав с>< Р 1g сР. Р не ний видно, ч то агав енств о этих напряжений, если не учитывать гар- 20 монических составляющих с частотой

10),14 f 22 и т.д., значения которых не существенны, означает также равенство

I 25

t,+ +T!4 t,+ TI 4

4TIt

t„

4ПТ 4ПЙ

t +Т/4

° Б и(+4,)dt. 0, 5 (Р)с Ф с

Приведенное уравнение может иметь, место только тогда, когда LI(2f, =

= 0 т.е, когда на выходе выпрямителя отсутствует гармоническая составляющая с удвоенной частотой напряжения сети. Таким образом, схема (фиг.1), обеспечивающая равенст- 1О во средних значений напряжений на выходе ключей 18,19,20, как указывалось ранее, приводит к подавлению указанной гармонйческойсоставляющей.

Благодаря тому, что управляющее ключами устройство 22 вырабатывает импульсы с указанной длительностью, повторяющиеся с укаэанным периодом независимо от частоты напряжения сети,, схема (фиг.l) осуществляет подавление гармонической составляющей независимо от изменения частоты напряжения сети и, таким образом, достигается эффективнос-ь подавления гармонической составляющей при изменении частоты напряжения сети.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным мостовым выпрямителем для подавления на его выходе гармоник удвоенной частоты, заключающийся в формировании измерительного напряжения, разделении его по отдельным каналам, выделении этого напряжения в каждом канале в течение заданного интервала времени с последующим выравниванием средних значений выделенных напряжений отдельных каналов путем изменения моментов включения тиристоров выпрямителя, причем интервалы выделения измерительных напряжений соседних каналов сдвигают относи" тельно один другого на одну шестую периода, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности подавления пульсаций при изменении частоты напряжения сети, в качестве измерительного напряжения используют напряжение, полученное на выходе выпрямителя, и разделяют его на три канала, причем интервалы выделения измерительного напряжения в каждом канале выбирают равными одной четверти периода.

1246272

Фма1

Составитель А. Кириллов

Редак тор А. Ворович Техред О. Сопко Корректор В.Бутяга

Заказ 4016/51 Тираж 631.

RHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий !

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

Подписное

Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород. ул.Проектная, 4