Устройство для управления машиной переменного тока

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах для частотного управления двигателями переменного тока. Цель изобретения - улучшение формы напряжения на статорных обмотках машины переменного тока. Изобретение позволяет, применяя несложную схему трехфазного мостового инвертора , использовать способ шнротно-импульсной модуляции и улучшить гармонический состав вькодного напряжения инвертора, что дает возможность исto (;о Й/г/

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИ)(РШ1УБЛИН (51)4 Н 02 Р 7/42 --"р мы и

I Ъ

1 гь!

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3827808/24-07 (22) 20.12.84 (46) 23.12.86. Бюл. Н 47 (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена

Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В.Плеханова (7 2) А. В. Шипулин (53) 621.316. 718. 5 (088. 8) (56) Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.М. Тиристорные инверторы с широтно-импульсной модуляцией. — М.: Энергия, 1968.

Авторское свидетельство СССР

У 1153385, кл. Н 02 P 7/42, . Н 02 M 7/515, 1983.

„„SU„„1279041 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МАШИНОЙ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА. (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроприводах для частотного управления двигателями переменного тока. Цель изобретения — улучшение формы напряжения на статорных обмот-. ках машины переменного тока. Изобретение позволяет, применяя несложную схему трехфазного мостового инвертора использовать способ широтно-импульсной модуляции и улучшить гармонический состав выходного напряжения инвертора, что дает воэможность ис127 пользовать устройство в быстродействующих и точных электроприводах, Устройство содержит трехфазный тиристорный мостовой инвертор 2, выходы которого предназначены для подключения к статорным обмоткам машины 1 переменного тока, соединенным в звезду с выведенной нейтралью, два управляемых ключа 3, 4, управляющие входы которых соединены с выходами соответственно схем 18, 17 задержки переднего фронта импульса, шесть элементов

И 19, 20, 21, 22, 23, 24, первые входы которых подключены к выходам схемы управления 5, вторые входы элементов

И 19, 20, 21 подключены к прямому выходу схемы 17 задержки, вторые входы элементов И 22, 23, 24 подключены к прямому выходу схемы 18 задеркжи, а

9041 выходы элементов И 19, 20, 21, 22, 23, 24 соединены с управляющими входами тиристоров мостового инвертора

2, к выходам схемы управления 5 подключены входы шести одновибраторов 6, 7, 8, 9, 10, 11. Выходы одновибраторов 6, 7, 8 через схему ИЛИ 12 подключены к первому входу генератора

14 линейно изменяющегося напряжения, выходы одновибраторов 9, 10, 11 через схему ИЛИ 13 подключены к второму входу генератора 14, выход которого соединен с первым входом порогового элемента 16, второй вход которого подключен к выходу второго генератора

15 линейно изменяющегося напряжения, прямой и инверсный выходы порогового элемента 16 связаны соответственно с входами схем задержки 17, 18. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах для частотного управ-ления двигателями переменного тока, Цель изобретения — улучшение формы напряжения на статорных обмотках машины переменного тока.

На фиг.1 приведена функциональная схема устройства для управления машиной переменного тока, на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Устройство для управления машиной

1 переменного тока со статорными обмотками, соединенными в звезду с выведенной нейтралью, содержит трехфазный тиристорный мостовой инвертор

2, выходы которого предназначены для подключения к статорным обмоткам машины 1 переменного тока, первый и второй управляемые ключи 3 и 4, одни силовые выходы которых подключены соответственно к положительной и отрицательной шинам питания трехфазного гиристорного мостового инвертора 2, а вторые силовые выводы первого и второго управляемых ключей 3 и 4 объединены и предназначены для подключения к нейтрали статорных обмоток машины 1 переменного тока, систему 5 управления, первый 6, второй 7, третий 8, четвертый 9, пятый 10 и шестой

i1 одновибраторы, первый 12 и второй

13 элементы ИЛИ, первый 14 и второй

15 генераторы линейно изменяющегося напряжения, пороговое устройство 16, первую 17 и вторую 18 схемы задержки переднего фронта импульса и шесть элементов И 19-24, причем вьгходы системы 5 управления, предназначенные для управления положительной группои тиристоров трехфазного тиристорного

10 мостового инвертора 2, подключены со ответственно к первым входам первого

19, второго 20 и третьего 21 элементов И и к входам первого 6, второго

7 и третьего 8 одновибраторов, выхо15 ды которых соединены Соответственно с первым, вторым и третьим входами .первого элемента ИЛИ 12, выходы первого 19, второго 20 и третьего 21 элементов И подключены к управляющим

20 входам соответствующих тиристоров

25-27 трехфазного тиристорного мостового инвертора, выходы системы 5 ,управления, предназначенные для управления отрицательной группой тирис25 торов трехфазного тиристорного мостового инвертора 2, подключены соответственно к первым входам четвертого

22, пятого 23 и шестого 24 элементов

И и к входам четвертого 9, пятого 10

30 и шестого 11 одновибраторов, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами вто"

41 4 нением сигнала f регулируется частота вращения ротора. Элементы И 19-24 служат для подачи импульсов отпирания тиристоров 25-30 синхронно с сигналами отпирания ключей 3 и 4, одновибраторы 6-11, а также элементы ИЛИ 12 и

13 предназначены для подачи импульсов переключения генератора 14 линейно изменяющегося напряжения треугольной формы. Изменением сигнала d. регулируется амплитуда выходного напряжения генератора t4. Пороговое устройство

16 служит для определения точек коммутации инвертора, частота коммутации определяется частотой генератора

15 линейно изменяющегося напряжения, выходное напряжение имеет треугольную форму. Схемы 17 и 18 задержки переднего фронта импульса предназначены для изменения скважности импульсов управления тиристорами 25-30 и ключами 3 и 4 и регулирования тем самым напряжения в фазах машины переменного тока. Изменением сигнала U регулируется скважность импульсов на входе ключей 3 и 4.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, в начальный момент времени открыт тиристор 25 и ключ 4.

Ток протекает через фазу машины 1 переменного тока, затем ключ 4 закрывается, ток через фазу A прекращается. Тиристор 25 также запирается °

В следующий момент времени открываются тиристор 28 и ключ 3. Ток протекает через фазу В машины 1 переменного тока, затем ключ 3 закрывается, ток через фазу 5 прекращается, тиристор 28 также закрывается и т.д.

С каждым включением длительность открывания тиристора 25 и ключа 4 увеличивается, длительность открыва1 ния тиристора 28 и ключа 3 уменьшается. С некоторого момента времени вместо тиристора 28 начинает включаться тиристор 30, что обеспечивает протекание тока через фазу С, при этом длительность включения тиристора

25 и ключа 4 начинает уменьшаться, длительность включения тиристора 30 и ключа 3 начинает увеличиваться.

3 12-790 рого элемента ИЛИ 13, выходы четвертого 22, пятого 23 и шестого 24 элементов И подключены к управляющим входам соответствующих тиристоров 2830 трехфазного тиристорного мостового инвертора 2, выходы первого 12 и второго 13 элементов ИЛИ, соединены соответственно с первым и вторым входами первого генератора 14 линейно изменяющегося напряжения, выход которо-1О го соединен с первым входом порогового устройства 16, второй вход которого соединен с выходом второго генератора 15 линейно изменяющегося напряжения, прямой и инверсный выходы порогового устройства 16 соединены .соответственно с первыми входами первой 17 и второй 18 схем задержки переднего фронта импульса, вторые входы которых объединены между собои, а ин-gp версные выходы соединены соответственно с запирающими входами второго 4 и первого 3 управляемых ключей, прямой выход первой схемы 17 задержки переднего фронта импульса соединен с 5 отпирающим входом второго управляемого ключа и вторыми входами первого

19, второго 20 и третьего 21 элементов И, прямой выход второй схемы 18 задержки переднего фронта импульса соединен с отпирающим входом первого управляемого ключа и с вторыми входами четвертого 22, пятого 23 и шестого 24. элементов И, третий вход первого генератора 14 линейно изменяюще3S гося напряжения и вторые объединенные входы первой 17 и второй 18 схем задержки переднего фронта импульса предназначены для подачи сигналов задания.

На фиг.2 показаны: 31-36 — диаграммы состояний выходов системы 5 управления, 37 — диаграммы напряжений генераторов 14 и 15 линейно изменяющегося напряжения, 38, 39 — диаграммы состояний прямого и инверсного выходов порогового устройства 16", 40, 41 — диаграммы сигналов, подаваемых на входы управляемых ключей 4 и 3, 42-47 — диаграммы состояний на выхо50 дах элементов И 19, 22, 20, 23, 21, 24, Д, Q, C — формы напряжений на фазах статорной обмотки машины 1 переменного тока.

Система 5 управления предназначена . для получения импульсов управления тиристорами инвертора с углом открывания тиристоров 120 эл. град. ИзмеТаким образом, обеспечивается широтно-импульсная модуляция выходного напряжения трехфазного мостового инвертора и среднее значение напряжения имеет треугольную форму.

5 1279041 6

При изменении амплитуды напряжения дам первого, второго и третьего одногенератора 14 (изменении сигнала g ) вибраторов, выходы которых соединены можно изменять форму выходного напря- соответственно с первым, вторым и жения трехфазного мостового инверто- третьим входами первого элемента ИЛИ, ра, приближая ее либо к прямоуголь- 5 выходы первого, второго и третьего ной либо к треугольной. элементов И подключены к управляющим

Э входам соответствующих тиристоров

Предлагаемое устройство позволяет, трехфазного мостового инвертора, выприменяя несложную схему трехфазного ходы системы управления, предназнамостового инвертора, использовать 10 ченные для управления отрицательной способ широтно-импульсной модуляции группой тиристоров трехАазного мостои улучшить гармонический состав вы- вого инвертора, подключены соответходного напряжения инвертора, что ственно к первым входам четвертого, дает возможность испольэовать устрой- пятого и шестого элементов И и к ство в быстродействующих и точных 15 входам четвертого, пятого и шестого электроприводах, одновибраторов, выходы которых соединены соответственно с первым, вторым ф о р м у л а и з о б р е т е н и я и третьим входами второго элемента

ИЛИ, выходы четвертого, пятого и шеУстройство для управления машиной 20 стого элементов И подключены к управпеременного тока со статорными обмот- ляющим входам соответствующих тирисками, соединенными в звезду с выве- торов трехфазного мостового инвертоденной нейтралью, содержащее трех- ра, выходы первого и второго элеменфазный тиристорный мостовой инвертор, TQB ИЛИ соединены соответственно с выходы которого предназначены для 25 первым и втор входами первого геподключения к статорным обмоткам ма- нератора линейно изменяющегося напряшины переменного тока, первый и вто- жения, выход которого соединен с перрой управляемые ключи, одни силовые вым входом порогового устройства, выходы которых подключены соответ- второй вход которого соединен с выхоственно к положительной и отрицатель- З0 дом второго генератора линейно изменой шинам питания трехфазного тирис- няющегося напряжения, прямой и инверторного мостового инвертора, а вторые сный выходы порогового устройства силовые выводы первого и второго уп- соединены соответственно с первыми равляемых ключей объединены и предна- входами первой и второй схем задержки значены для подключения к нейтрали 35 переднего фронта импульса, вторые статорных обмоток машины переменного входы которых объединены между собой, тока, систему управления трехфазным а инверсные выходы соединены соответтиристорным мостовым инвертором, о т- ственно с запирающими входами первого л и ч а ю щ е е с я тем, что, с це- и второго управляемых ключей, прямой лью улучшения формы напряжения на 40 выход первой схемы задержки переднего статорных обмотках машины переменного фронта импульса соединен с отпираютока, в него введены первый, второй, щим входом первого управляемого ключа третий, четвертый, пятый, шестой од- и вторыми входами четвертого, пятого новибраторы, первый и второй элементы и шестого элементов И, прямой выход

ИЛИ, первый и второй генераторы ли- 45 второй схемы задержки переднего фроннейно изменяющегося напряжения, лоро- та импульса соединен с отпирающим говое устройство, первая и вторая входом второго управляемого ключа и схемы задержки переднего фронта им- с вторыми входами первого, второго пульса и шесть элементов И, причем и третьего элементов И, третий вход выходы системы управления, предназна- 50 первого генератора линейно изменяюченные для управления положительной щегося напряжения и вторые объединенгруппой тиристоров трехфазного мос- ные входы первой и второй схем затового инвертора, подключены соответ- держки переднего фронта импульса ственно к первым входам первого, вто- предназначены для подачи сигналов рого и третьего элементов И и к вхо- 55 задания.

1279041

Редактор С.Пекарь

Заказ 6852j57 Тираж 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

37

32

Я

Я

УХ

Я

Составитель С.Позднухов

Техред В.Кадар Корректор А.Тяско