Способ формирования выходного напряжения трехфазно- однофазного преобразователя частоты

 

Изобретение относится к преобразовательной технике, к способам управления преобразователями частоты с непосредственной связью. Цель изобретения состоит в улучшении формы кривой при глубоком широтно-импульсном регулировании напряжения на нагрузке преобразователя. Это осуществляется за счет формирования пяти групп последовательностей прямоугольных импульсов, каждая из которых состоит из восьми по числу полностью управляемых ключей преобразователя отдельных последовательностей. При регулировании напряжения на нагрузке поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы указанных последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов последующей и уменьшая длительность действия импульсов предыдущей последовательности, что позволяет разбить диапазон регулирования на пять зон: 0-0,5 И<SB POS="POST">ф</SB>, 0,5И<SB POS="POST">ф</SB>-И<SB POS="POST">ф</SB>

И<SB POS="POST">ф</SB> - 1,5И<SB POS="POST">ф</SB>

1,5И<SB POS="POST">ф</SB>-1,57И<SB POS="POST">ф</SB>

1,57И<SB POS="POST">ф</SB>-1,73И<SB POS="POST">ф</SB> и тем самым улучшить гармонический состав выходного напряжения. 15 ил.

СОЮЗ COBETCKVIX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 M 5/27

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4189392/24-07 (22) 03.02,87 (46) 30.12.90, Бюл, N 48 (71) Институт электродинамики АН УССР, Специальное конструкторско-те, нологическое бюро Института электродинамики AH

УССР и Киевский институт инженеров гражданской авиации им. 60-летия СССР (72) Б.Е.Пьяных, Э.М,Чехет, B.М.Михальский, ВЯ.Мордач, В.Н.Соболев и К.М.Корольков (53) 621.316.727(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 920992, кл, Н 02 М 5/27, 1980.

Авторское свидетельство СССР

N. 1292138, кл. Н 02 М 5/27, 1985. (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ТРЕХФАЗНО-ОДНОФАЗНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике, к способам управления преобразователями частоты с непосредстИзобретение относится к преобразовательной технике, в частности к классу систем управления преобразователями частоты с непосредственной связью, и может быть испол ьзовано для питания частотно-управляемых электроприводов переменного тока и спецпотребителей.

Цель изобретения — улучшение формы кривой при глубоком широтно-импульсном регулировании напряжения на нагрузке преобразователя.

На фиг. 1 приведена схема силовой части трехфазно-однофазного преобразователя частоты; на фиг. 2- векторные диаграммы его работы; на фиг. 3 — временные диаграммы для импульсов Y> — Ув на выходах пере. Ж 1617572 А1 венной связью. Цель изобретения состоит в улучшении формы кривой при глубоком широтно-импульсном регулировании напряжения на нагрузке преобразователя. Это осуществляется за счет формирования пяти групп последовательностей прямоугольных импульсов, каждая из которых состоит из восьми по числу полностью управляемых ключей преобразователя отдельных последовательностей. При регулировании напряжения на нагрузке поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы указанных последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов последующей и уменьшая длительность действия импульсов п редыдущей последовател ьн ости, что по-. зволяет разбить диапазон регулирования на пять зон; 0 — 0;50ф, 0,50ф — Оф, Оф-1,50ф, 1,50ф-1,570ф, 1,5713ф-1,730ф и тем самым улучшить гармонический состав выходного напряжения. 15 ил. счетной цепи и для первой группы последовательностей импульсов управления ключами силовой части преобразователя 1Xi — 1Ха и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 4 — временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы ключей импульсов первой и четвертой групп последовательностей (1-4)XI — (1-4)Хв и эпюра напряжения нз нагрузке; на фиг. 5 — временные диаграммы для четвертой группы последовательностей 4X> — 4Ха и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 6 — временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы ключей импульсов четвертой и второй групп последовательностей (4-2)X> — (4-2)Хв и зпюра напряжения

1617572 на нагрузке: на фиг, 7- временные диаграммы для второй группы последовательностей

2Х1 — 2Хв и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 8- временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы ключей импульсов второй и пятой групп последовательностей (2-5)Xi — (2-5)Хя и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 9 — временные диаграммы для пятой группы последовател ьностей 5Х1-5Хв и эп юра напряжения на на"рузке; на фиг. 10 — временные диаграммы при поочередной подаче на управляющие зажимы .лачей импульсов пятой и третьей групп последовательностей (5 — 3)X> — (5 — 3)Хв и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг. 11 временныедиаграммы при псочередной подаче на управляющие зажимы ключей второй и третьей групп последовательностей (2 — 3)Xt — (2 — 3)Хя и эпюра напряжения на нагрузке; на фиг, 12 — временные диаграммы для третьей группы последовательностей 3Xt — ЗХв и эпюра выходного напряжения; на фиг, 13 — структурная схема блока управления ключами преобразователя, с помощью которой реализуется предлагаемый способ; на фиг. 14 — временные диаграммь, напряжений нэ входах и выходах компараторов структурной схемы пс фиг, 13; на фиг. 15 — кривые коэффициентов гармоник напряжения на нагрузке для прототипа и для настоящего предложения, Трехфазно-однофазн ый и ресбразователь (фиг, 1) содержит шесть полностью управляемых ключей 1 — 6 с двухсторонней проводимостью. ссединенных по трехфаэной мостовой схеме. Кроме того, дополнительно введены последовательно соединенные между собой идентичные указанным ключи 7 — 8, общая точка соединения двух первых выводов которых подключена к нулевому проводу 0 трехфаэной сети, а два других вывода — к зажима нагрузки 9. Вход мостовой схемы через реакторы 10 — 12 подключен к фазным проводам трехфаэной сети переменного тока А,В,С, а выход — к нагрузке 9, Обозначения последовательностей импульсов на временных диаграммах фиг, 3—

12. 14 соответствуют обозначениям входов и выходов отдельных узлов схемы фиг. 13.

Эпюра напряжения на нагрузке на фиг. 312 также соответствует обозначению нагрузки на фиг. 1.

Схема по фиг. 13 состоит из задающего генератора 13, выход которого подключен к входу распределителя 14 импульсов, формирующего шесть последовательностей прямоугольных импульсов У1--(6 (фиг. 3).

Импульсы Y<-Yo распределителя 14 по5

55 даются на первую логическую схему 15, на выходах которой формируются пять групп последсвател ьносте и прямоугольных импульсов lXi — 1Хв, 2X1 -- 2ХВ, ЗХ1 — ЗХв, 4Х1 — 4Хв, 5Х1 — 5Ха, приведенные на временных диаграммах фиг, 3, 5, 7, 9 и 12. Структурная схема фиг, 13 включает также шесть ксмпараторов 16 — 21, на первьie входы которых подаются опорные напряжения 0о 4, О,г, Uo s. Оопз, Оопп. Оопп соответственно, а на вторые входы компараторов 16-19, 21 — напряжение с выхода генератора 22 пилообразного напряжения. Генератор 22 включен последовательно с источником регулируемого постоянного напряжения, включающего последовательно соединенны переменный резистор 23, постоянный резистор 24 и источник напряжения "+U". Транзистор 25 включен эмиттером и коллектором параллельно резистору 24. База транзистора 25 подсоединена к прямому выходу Zg компаратора 20. Этот выход, а также другие выходы Z4, Z4, Zz, Zy, Zq, Zg, Лз.

7з, Zc, Ь, 2т. Zz компаргторов 16 — 21, а также выходы первой логической схемы 15 подключены к входам второй логической схемы

26, выходы которой подключены к управля ощим за;кимам ключей 1 — 8 схемы по фиг. 1.

На фиг. 15 кривая 27 показывает зависимо ть коэффициента гармоник напряжения на на: рузке для прототипа. кривая 28— для настоящего предложения.

Принцип формирования напряжения на нагрузке 9 заключается в том, что, замыкая клю <и 1-8 силовой части схемы по определенному алгоритму, подключают на нагрузку 9 через реакторы 10 — 12 фазные напряжения питающей сети, реализуя циклический способ управления, При этом диапазон регулирования напряжения на нагрузке разбивается на пять зон. Первая зона — от нуля до 0,5 Оф, вторая — от 0,5 Uy до Оф, трегья — от Оф до 1,5 Оф, четвертая— от 1,5 Оф до 1,57 Оф и пятая — от 1,57 Оф до

1,73 Оф.

Рассмотрим суть предложенного способа управления по силовой схеме, изображенной на фиг, 1, и диаграммам фиг. 2-12.

Б первой зоне напряжение регулируется от нуля до 0,5 U, На временных диаграммах фиг. 3 приведены импульсы управления первой группы последовательностей 1Xi—

1Хэ для ключей 1-8 по фиг. 1 при нулевом уровне выходного напряжения на нагрузке

9 (эпюра 9 на фиг. 3). При этом на интервале

1Π— t> замыкают ключи 1 и 4, ключи 2, Ç.и 5, 8 размыкают. Нагрузка 9 оказывается закороченнсй и выходное напряжение равно нулю. На интервале tt — t2 замкнуты ключи 2 и

5, а ключи 1, 3, 4 и 6 — 8 разомкнуты. Нагрузка

1617572

9 вновь закорачивается и выходное напряжение остается равным нулю, На интервале

t2 — 1з замкнуты ключи 3 и б, разомкнуты ключи 1, 2, 4, 5, 7, 8, выходное напряжение по-прежнему равно нулю. Далее (фиг. 3) порядок замыкания и раэмыкания ключей повторяется и напряжение на нагрузке остается равным нулю.

Максимально возможным выходным напряжением в первой зоне регулирования является значение 0,50ф, На временных диаграммах фиг. 5 приведены импульсы управления четвертой группы последовательностей 4Х1 — 4Xp для ключей

1 — 8 при напряжении на нагрузке 9, равном

0,50ф. На интервале tp — t> (фиг, 5) замыкаются ключи 1, 5, 8 и к нагрузке 9 прикладывается напряжение FO, соответствующее вектору FO на векторной диаграмме (фиг.

2а). На интервале t1 — tz с помощью замкнутых ключей 4, 6 и 7 на нагрузку подается напряжение — ЕО (вектор ОЕ на с иг. 2а).

На интервале t2 — тз ключами 1, 3 и 8 на нагрузку подается напряжение DO (вектор

00 на фиг. 2а). На интервале з — с4 замкнуты ключи 2, 4, 7 и к нагрузке приложено напряжение — FO (вектор OF на фиг. 2а). На интервале 14 — t5 замыкаются ключи 3, 5, 8 и к нагрузке прикладывается напряжение ЕО (вектор ЕО на фиг. 2а). На интервале tg — св с помощью замкнутых ключей 4, 6 и 7 на нагрузку подается напряжение -00 (вектор

OD на фиг. 2а), В дальнейшем процессы повторяются в той же последовательности.

В результате на нагрузке формирустся напряжение, форма котооого показана на эпюре 9 фиг. 5.

Для получении промежуточных значений выходного напряжения в первой зонс (О;0,50ф) применяют метод широтно-импульсного регулирования (ШИР), при котором длительность подключения нагрузки к напряжениям (FO, — ЕО, DO, — FO, ЕО, — DO) регулируется так, что в течение каждого из интервалов (tp — 11, t> — tz...,) часть интервала нагрузка подключается к одному из указанных напряжений (управление ключами с помощью четвертой группы последовательности импульсов), остальную часть интервала нагрузка оказывается закороченной (управление ключами осуществляютс помощью первой группы последовательностей импульсов). Диаграммы импульсов управления ключами в этой зоне соответствует фиг, 4, Здесь временные диаграммы (1-4)X>-(1-4)Хв означают, что каждая из последовательностей импульсов — из первой и четвертой групп последовательностей. Выходное напряжение в этой зоне показано эпюрой 9 фиг. 4. Здесь часть 29

55 интервала tp — t соответствует подключению нагрузки к напряжению FO(диаграмма управления ключами по четвертой группе последовательностей на фиг, 5). В течение части 30 этого интервала нагрузка закорочена (диаграмма управления ключами по первой группе последовательностей на фиг. 3).

B дальнейшем управление ведется анало"ично: во время пауз, когда напряжение на нагрузке равно нулю. ключи 1 — 8 управляются по диаграммам первой группы последоDQTeI üHocòåé импульсов (фиг. 3), à во время подачи импульсов напряжения, когда к нагрузке прикладываются напряжения FO,—

EO и т,д., ключи 1-8 управляются по диаграммам четвертой группы последовательностей импульсов (фиг, 5), На верхней границе второй зоны выходное i,апояжение достигает значения 0ф (эпюра 9 на фиг. 7), На временных диаграммах

На интервале tp — t> замыкают ключи б и

7 и к нагрузке прикладывается напряжение—

ВО, соответствующее вектору бВ на векторной диаграмме (фиг, 2а). На интервале t> — tz с помощью замкнутых ключей 1 и 8 на нагрузку подается напряжение АО (вектор KO на фиг. 2а). На интервале tg — 1з ключами 2, 7 на нагрузку подается напряжение — СО (вектор CIC на фиг. 2а), На интервале tz — t4 зF Iëêíóòû ключи 3, 8 и к нагрузке приложено

«пряжение BO (вектор BO нэ фиг. 2а). На и -;тервале t4 — t5 замыкаются ключи 4, 7 и к нагрузке прикладывается напряжение — АО (вектор ОС на фиг. 2а). На интервале ts — ts с помощью зал кнутых ключей 5, 8 на нагрузку подается напряжение СО (вектор .0 на

Фиг. 2а). Дальше процессы повгоряются в той же последовательности, На нагрузке формируется напряжение, форма которого показана на фиг. 7.

Для получения промежуточных значений выходного напряжения во второй зоне !

0,50ф — 0ф) также используют метод ШИР, при этом в течение каждого из интервалов

tp — сь t1 — 72,... часть интервала управления ключами осуществляют с помощью четвертой группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 5), остальную часть интервала управления ключами осуществляют с помощью второй группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 7). B результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг. 6. Здесь временные диаграммы (4-2)Х1 — (4 — 2)Хв означают, что каждая из последовательностей импульсов получена иэ

"етвертой и второй групп последовательно1617572 стей. Выходное напряжение во второй зоне показано на эпюре 9 (фиг. 6). Здесь часть 31 интервала to — t1 соответствует подключению к нагрузке 9 напряжения ВО, равного

0ф (диаграмма управления ключами по второй группе последовательностей на фиг. 7), в течение части 32 этого интервала на нагрузку подается напряжения FO, равное

0,50ф (диаграмма управления ключами по четвертой группе последовательностей на фиг. 5). Б дальнейшем аналогично. ключи

1 — 8 управляются поочередно по диаграммам второй и четвертой групп последовательностей.

В третьей зоне напряже 1ие меняется от

0ф до 1,50ф, На верхней границе третьей эоны выходное напряжение равно 1,50ф (эпюра 9 на фиг. 9), На временных диаграммах фиг. 9 приведены импульсы управления пятой группы последовательностей импульсое 5Х1 — 5Xg. На интервале to — tl замыкают ключи 1, 5, 6 и к нагрузке прикладывается напряжение — BF, соответствующее вектору — BF на векторных диаграммах фиг.2а, б. На интервале t1 — tz с помощью замкнутых ключей 1, 2 и 6 нэ нагрузку подается напряжение АЕ (вектор АЕ на фиг. 2 а,б). На интервале tz тз ключам 1, 2 и 3 на нагрузку подается напряжение — CD (вектор CD на фиг. 2а,б). На интервале сз — t4 замкнуты ключи 2, 3, 4 и к нагрузке приложено напряжение BF (вектор BF на фиг. 2 э, б), На интервале 14 — t5 замыкают ключи 3, 4, 5 и к нагрузке прикладывается напряжение — АЕ (вектор — АЕ на фиг, 2 à, б). На интервале 15 — tr с помощью замкнутых ключей 4, 5 на нагрузку подается напряжение CD (вектор CD на фиг. 2 а, б), Дальше процессы повторяются в той же последовательности, На нагрузке формируется напряжение, форма которого показана на эпюре 9 фиг. 9.

Для получения промежуточных значений выходного напряжен ля е третьей зоне (0ф — 1,50ф) е течение одного из интервалов

to — t1, t1 — t2... часть интервала управления ключами осуществляется с помощью второй группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 7), остальную часть интервала управление ключами осуществляют с помощью пя.roA группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг. 9). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг. 8. Здесь временные диаграммы (2 — 5)X1 — (2-5)X8 означают, что каждая из последовательностей импульсов получена иэ второй и пятой групп последовательностей.

Выходное напряжение в третьей сне показано на эпюре 9 фиг. 8. Здесь часть 33 интервала to — tl соответствует подключе5

2 Г)

2,ý

55 нию к нагрузке 9 напряжения — BF, равного

1,50ф (диаграмма управления ключами оо пятой группе последовательностей нэ фиг, 9), в ечение части 34 этого интервала на нагрузку подается напряжение — ВО, равное

Оф (диаграмма управления ключами по второй группе последовательностей на фиг. 7), В дальнейшем управление ведется аналогично: ключи 1 — 8 управляются поочередно по диаграммам пятой и второй групп последовательностей импульсов.

В четвертой и пятой зонах регулирования напряжение меняется от 1,50 до

1,73 0ф, т.е, до U . На верхней границе пятой зоны выходное напряжение равно 1,73 0ф, (зпюра 9 на фиг, 12). На временных диаграммах фиг. 12 приведены импульсы управления третьей группы последовательностей импульсов ЗХ1 — ЗХе. На интервале 1о — 11 замыкают ключи 1, 6 и к нагрузке прикладывается напряжение АВ, соответствующее вектору AB на векторной диаграмме фиг. 26.

HQ p.íTåðBàëå t1 — 12 с помощью замкнутых ключей 1 и 2 на нагрузку подается напряжение СА (вектор — СА на фиг. 2б). На интервале tz — 1з ключами 2 и 3 на нагрузку подается напряжение ВС (вектор BC на фиг, 2 б). На интервале 1з — 14 замкнуты ключи 3, 4 и к нагрузке приложено напряжение — АВ (вектор — АВ на фиг. 2 б), На интервале tq — !5 замыкают ключи 4, 5 и к нагрузке прикладывается напря>кение СА (вектор СА на фиг.

2б). На интервале t5 — 16 с помои.ью,замкнутых ключей 5 и 6 на нагрузку подается напряжение — ВС (вектор ВС на фиг. 2 б), Дальше процессы повторяются е той жз последовательности, На нагрузке формируется напряжение, форма которого показана на эпюре 9 фиг. 12.

Для получения промежуточных значений напряжение е четвертой зоне (фиг. 10) в течение каждого из интервалов to — tl tl — tz часть интервала управления ключами осуществляется с помощью пятой группы последовательностей импульсов (временные диаграммы фиг, 9), остальную часть интервала управление ключами осуществляют с помощью третьей группы последовательностей импул ьсов (времен н ые диаграммы фиг.

12). B результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг, 10, Здесь временные диаграммы (5 — 3)X1-(5— — 3)Xp означают, что каждая из последовательностей импульсов получена иэ пятой и тре1ьей групп последовательностей.

Часть 35 интервала to — t1 соответствует подключению к нагрузке 9 напряжения АВ, равного 1,730ф (диаграмма управления ключами по третьей группе последовательностей на фиг. 12), в течение части 36 этого,t;17572

10 интервала на нагрузку подае1ся напряжение — BF, равное 1,50ф (диаграмма управления ключами по пятой группе последовательностей на фиг, 9). В дэльнейшем управление ведется аналогично; ключи

1-8 управляются поочередно по диаграммам третьей и пятой групп последовательностей импульсов, Верхняя граница четвертой зоны выбрана в соответствии с соотношением U x =- 1,570ф. Это соотношение получено из условия минимума коэффициента гармоник при изменении относительного напряжения на агрузке.

На фиг. 15 кривая 27 показывает зависимость коэффициента гармоник напряжения на нагрузке Кгид„для прототипа, кривая

28 — для изобретения. Цифры "1, 4, 2, 5, 3" на графике. соответствуют управлению ключами преобразователя по диаграммам первой, четвертой, второй, пятой и третьеи групп последовательностей импульсов, Как видно из графика, при значениях выходного напряжения от 1,570ф до 1,730ф (пятая эона регулирования) кривая, соответствующая поочередному управлению ключами по диаграммам второй и третьеи групп последовательностей импульсов, проходит ниже (при меньших значениях К„„,„). чем кривая, получаемая при поочередном управлении ключами по диаграммам пятой и третьей последовательностей импульсов.

Таким образом, в пятой зоне регулирования напряжение меняется от 1,570ф до

1,730ф (фиг. 11), при этом в течение каждого из интервалов to — ti, ti — tz... часть интервал =. управление ключами осуществляется с помощью второй группы последовательностей импульсов(временные диа раммы фиг, 7), остальную часть интервала управление ключами осуществляют с помощью третьей группы последовательностей импуль=ов (временные диаграммы фиг. 12). В результате диаграммы управления ключами s этой зоне соответствуют фиг. 11. Здесь часть 37 интервала tî — ti соответствует подключению к нагрузке 9 напряжения АВ, равного

1,730ф (диаграмма управления ключами по третьей группе последовательностей импульсов на фиг, 12), в течение части 38 этого интервала на нагрузку подается напряжение — ВО, равное 0ф (диаграмма управления ключами по второй группе последовательностей импульсов на фиг. 7). В дальнейшем управление ведется аналогично: ключи 1 — 8 управляются поочередно по диаграммам третьей и второй групп последовательностей импульсов.

Анализ показывает, что кривые напряжений на фиг. 4, 6, 8, 10, 11 имеют лучший

55 гармонический состав по сравнению с про- . тотипом.

Структурная схема блока управлечия ключами преобразователя (фиг. 13) работает следующим образом, Задающий генератор 13 формирует последовательность коротких импульсов с частотсй, в 6 раз превышающей частоту управления Г. Распределитель 14 импульсов на выходах Yi — У5 формирует шесть. последовател»ностей прямоугольных им;ульсов длительност ю 120 эл,град., сдвинутых между собой h8 60 эл,град. и следующих с частотой управлснияь4(фиг. 3).

Эти импульсы подаются на входы первой логической схемы, на выходах которой формируются в группы последовательностей импульсов в соответсгвии с логическими зависимостями.

При нулевом значении напряжения на выходе регулируемого источника напряжениг (движок резистора 23, фиг. 13) сумма этого напряжения и пилообразного напряж ния генератора 22 не достигает уровня опорного напряжения UonH, подаваемого на первый вход компаратора 16. Компаратор остается в нулевом положении, в котором на прямом выходе Z4 действует нулевой, а на инверсном 24 — единичный потенциалы, B таком же положении остаются и остальные компарэторы 17 — 21, т,е. на их прямых выходах 72, Z5, Z3, Z5 Z7 действуют нулевые, а на инверсных Zg, Z5, Z3; ZQ, Z7— единичные потенциалы(фиг. 14), Они подаются на входь второй логической схемы 26, на выходах Xi — Хл которой формируется первая группа последовательностей iXi — 1Ха (фиг. 3).

При повыш 7нии напряжения на выходе регулируемого источника напряжения суммарное напряжение на втором входе компаратора 16 начинает превышать 0 л,4 и на прямом выходе 7д компаратора появляются короткие единичные, а на инверсном Za нулевые импульсы (фиг. 14). В результате,вовремя действия этих импульсов на управление ключами преобразователя с выходов Х> — X8 второй логической схемы 25 подаются импульсы четвертой группы последовательностей 4Х1 — 4Хц (фиг. 5). В паузах продолжают действовать импульсы первой группы последовательностей 1Х вЂ” 1Ха (фиг. 3). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1 — 8 оказываются импульсы (1 — 4)Х1 — (1 — 4)Ха по фиг. 4.

При достижении суммарным напряжением на втором входе компаратс а 16 напряжения U<>nz на прямом 24 выходе компаратора действует единичный. а на ин1617572

12 версном Z4 — нулевой потенциалы. В результате на выходах Xl — Хв схемы 26 появляются импульсы чегвертой групг.ы последе!вательностей 4Xl — 4Хв (фиг, 5), При превышении суммарным !ыпряжением на втором входе компаратора 17

ОПОРНОГО НаГРЯжЕНИЯ 0,л2 УРОВНИ НаПРЛжений на выходах компарагора 1б не меняются, а .!а грямгм выходе хомпарзтора 17 появляютсч короткие едиНИЧНЫЕ И На ии",ЕРСНСМ L2 — ЧУЛГВЫЕ пульсы (фиг, 14), В результате и;. эремя действия этих импульсов на управление ключами преобразователя с выходов Х1—

Хв логической схемы 16 подаются им .ульсы второй группы последовательно тей

2Xl — 2Хв (фиг. 7!. Г паузах продолжают действовать импульсы четвертой групгы последовательностей 4X -4Хв (фиг, 5). Поэтому на управляющих зажимах ключей 18 оказываются импульсы Г !-2)Xl-(4-2)Хв по фиг. б.

При достижении суммарным напряжением на втором входе компаратора 17 опорного напряжения 0олв на прямом Z2 выходе компаратора действует единичный, а на инвер;ном Z2 — нулевой потенциалы. В результате на выход";x Х1 — Хв логической схемы 26 поягляются импульсы второй группы пс.-.,лвдова ельностей 2Xl — 2Хв (фиг. 7), При гревышении суммаон-!м напряжением на втором входе комгарагора !8 опорного нагряжения Uoog уровни напряжений на выходах компараторов 16, 17 нс меня отся, à На pëìoì в !ходе Ев компаратора 18 появляются ко!-.откие единичные и на инверс!.ом 7в — нулевые импульсы (фиг. 14). В результате во время действия этих импульсов на управление ключами преобразователя с выходов

Xl — Хв логической схемы 26 пода!отся импул.ьсы пятой группы последовательностей 5Х1 — 5Хв (фиг. 9). В паузах продолжают действовать импульсы второй группы последовательностей 2Х вЂ” 2Хв (фиг. 7). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1--8 оказываются импульсы (2 — 5)Х1 — (2 — 5)Хв по фиг. 8.

При достижении суммарным напряжением на втором входе компаратора 18 опорного напряжения 0<лз на прямом Zs вы;.оде компараторэ действует единичный, а на инверсном гв — нулевой потенциалы. В результате на выходах X1 — Хв логической схемы 26 появляются импульсы пятой гругпы последовательностей 5X1 — 5Хв (фиг. 9), При превышении суммарным напряжением на втором входе компаратора 19 опорного нэпряжения Uo» уровни напряжений

4!

55 ! на выходах компараторов 16-18 не меняются, а на прямом выходе Za компаратора 19 появляются короткие единичные и на инверсном 2з — нулевые импульсы гфиг. 14), В результате во время действия этих импульсов на упоавление ключами преобразователя с выходов Х1 — Хв логической схемы 26 подак>-.ся импульсы третьей группы г!оследовательностей ЗХ1 — ЗХв(фиг, 12). Б паузах продолжают действовать импульсл ",ÿòîé груг пы последователь" ос гей 5X1 — 5Хв (фиг, 9). Поэто!у на управляющих зажимах ключей 1 — 8 оказываются импульсы (5 — 3)Х!-(5--З)Хв по фиг. 10.

При достижении напряжением на чыходе регулируемого источ!- ика постоянного

í".пряжения (движок реэис".эра 23), подаваемого на второй вход компар,".тора 20, опорного напаяжения Uooe компаоатор перехедит в противоположное состояние.

Нулевой потенциал на его прямом выходе

7в, ранее поддерживающий транзистор 25 в запертом состоянии, меняется на единичный и т -.анэистор 25 открывастся, шунтируя рези;.тор 24. Тогда напряжение на движке резистора 23 скачком возрастает. Одновременно возрастает и суммарное напряжение на втором входе компаратора 21, которое пРевышает опоРное напРЯжение Uoo7. Компаратор 19 переходит в противоположное состояние, так как на его прямом вь ходе 2э действует единичный, а на инверсном гав нулевой пстенциал. уровни напряжений на вь ходах компараторов 16 — 18 не меняются, а на прямом выходе Z7 компаратора 21 поянля!стоя единичные и на инверсном Z7— н,левые импульсы (фиг. 14). В результате во время действия этих импульсов нэ у !равлен! = клк.чами преобразователя с выходов X — Хв логической схемы 26 подаются импульсы второй группь последовательносей 2Xl—

2Хв (фиг. 7, . В паузах на управление ключами преобразователя подаются импульсы третьей группы последовательностей ЗХ1—

ЗХв (фиг, 12). Поэтому на управляющих зажимах ключей 1-8 оказываются импульсы (2-3)Xl — (2-3)Хв (фиг. 11), При увеличении длительности указанных импульсов до максимальной на прямых выходах всех кемпаргторов устанавливаются единичные, а на инверсных выходах— нулевые потенциалы. При этом на.выходах

Х1 — Хв логической схемы 26 действуют импульсы третьей группы последовательностей (фиг. 12).

Таким образом, при глубоком регулировании напряжения на нагрузке преобразователя на выходах второй логической схемы

26 появляются импульсы в соответствии со следующими логическими зависимостями:

i 617572

2Х1

2Хг

2Хз

2Х4

2Х5

2Х6

2Х7

2Х8 1X>

1Х2 1Хз

Х1

Х2

Хз

Х4

Х5

Х6

Х7

Хв

4Х>

4Хг

4Хз

4Х4

4Х5

4Х6

4ХТ

4Х8

3Х>

ЗХг

ЗХз

3Х4

ЗХ5

ЗХ6

ЗХ7

ЗХ8

5Xi

5Х2

5Хз

5Х4

5Х5

5Х6

5ХТ

5Х8

2Xl

2Хг

2Хз

2Х4

2Х5

2Х6

2Х7

2Х8

1Х4

1Х5

1Х6

1Х7

1Х8

+24 2г

+Z2 25

+25.2з

+2т

+2з 27

Использование изобретения позволяет существенно улучшить форму кривой при глубокой ШИР напряжения на нагрузке.

При использовании таких преобразователей для питания потребителей, режим регулирования выходного напряжения для которых является основным, например асинхронных электродвигателей, удается понизить процентное содержание в кривой напряжения гармоник, ближайших к основной, и тем самым уменьшить коэффициент гармоник тока нагрузки.

Формула изобретения

Способ формирования выходного напряжения трехфазно-однофазного преобразователя частоты, содержащего основные первый — шестой полностью управляемые ключи с двусторонней проводимостью, соединенные по трехфазной мостовой схеме, вход которой через реакторы подключен к фазным проводам трехфазной сети переменного тока, а выход — к нагрузке, и дополнительные седьмой и восьмой полностью управляемые ключи с двусторонней проводимостью, подсоединяющие при замкнутом состоянии одного или двух основных ключей, имеющих общую точку, нагрузку к фаэным напряжениям трехфазной сети переменного тока, состоящий в том, что формируют для управления упомянутыми ключами три группы последовательностей прямоугольных импульсов, единичное значение которых соответствует замыканию, а нулевое — размыканию этих ключей, причем каждую иэ указанных групп последовательностей формируют из восьми по числу полностью управляемых ключей преобразователя отдельных последовательностей и реализуют для первой группы последовательностей следующие логические зависимости:

1Xl = 1Х4 Y6Y1+ Узу4;

1Х2 1Х5 У6У2 + Y4Y5:

1Хз = 1X6 = Убуз + Y5Y6;

1X7= 1X8= 0, где 1Х вЂ” 1X8 — последовательности управляющих импульсов первой группы для восьми управляемых ключей;

Y> — У6 — последовательности прямо-, угольных импульсов длительностью 120 эл,град., сдвинутых между собой на 60 эл,град. и следующих с частотой управления

5 И, „ для второй группы последовательностей реализуют следующие логические зависимости:

2Х - У1уг;

10 2Х2 = Угуз;

2Хз = Узу4;

2Х4 = У4У5:

2Х5 = У5У6:

2Х6 = Y6Yi;

15 2ХТ = У6У1+ Угуз+ У4У5;

2Х8 = У1уг + УЗУ4 + У5У6 где 2X> — 2X8 — последовательности управляющих импульсов второй группы для восьми управляемых ключей, I

4 .

20 для третьей группы последовательностей реализуют следующие логические зависимости;

3X> = Y>;

ЗХг = Уг;

25 ЗХз = Уз, ЗХ4= У4;

ЗХ5- У5;

ЗХ6 = Y6;

ЗХТ=ЗXg-0, 30 где ЗХт — ЗХ8 — последовательности управляющих импульсов третьей группы для восьми управляемых ключей, и при повышении напряжения на нагрузке преобразователя от Оф до б Оф, где Оф—

35 фазное напряжение трехфазной сети, поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы второй и третьей групп последовательностей с более высокой частотой, чем частота

40 управления Q, с увеличением длительности действия импульсов третьей и уменьшением длительности действия импульсов второй групп последовательностей, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения

45 формы кривой при глубоком широтно-им-. пульсном регулировании напряжения на нагрузке преобразователя, формируют дополнительно четвертую и пятую группы последовательностей прямоугольных им50 пульсов так, что для четвертой группы по15

1617572

4асо

Е а) -ге следовательностей реализуют следующие логические зависимости;

4X1 - V6Y1 + УзУз;

4Х2 У1У2 + УЗУ4;

4Хз- УгУз+ У4У;

4Х4 УЗУ4 + Y6Y6;

4Х6- У4У6+ УвУ1;

4Хв - У6Ув+ Y1Y2:

4Х7 У1У2+ УзУ4+ У6Ув

4Ха У6У1+ У2Уз+ У4У6, где 4Х1 — 4X6 — последовательности управляющих импульсов четвертой группы для восьми управляемых ключей, для пятой группы последовательностей реализуют следующие логические зависимости:

5Х1- Y1+ УгУз;

5Х2 У2 + УЗУ4;

5Хз = Уз + У4У5

5Х4 Y4+ У5У6;

5Х6 Y6+ У6У1;

5Х6 - Ув + У1У2 . 5Х7 5Х80, где 5X1 — 5Xe — последовательности управляющих импульсов пятой группы для восьми управляемых ключей, затем при повышении напряжения на нагрузке от нуля до 0,50ф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы первой и четвертой групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов четвертой и уменьшая длительность действия импульсов первой групп последовательностей, при дальнейшем повышении напряжения на нагрузке от 0,50ф до Оф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей

5 импульсы четвертой и второй групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов второй и уменьшая длительность действия импульсов четвертой групп последовательностей, при дальней10 шем повышении напряжения на нагрузке от

0ф до 1,50ф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы второй и пятой групп последовательностей, увеличивая длитель15 ность действия импульсов пятой и уменьшая длительность действия импульсов второй групп последовательностей, при дальнейшем повышении напряжения на нагрузке от 1,50ф до 1,570ф поочередно по20 дают на управляющие зажимы полностью .управляемых ключей импульсы пятой и третьей групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов третьей и уменьшая длительность действия

25 импульсов пятой групп последовательностеК, при дальнейшем повышении напряжения на нагрузке от 1,570ф до 1,730ф поочередно подают на управляющие зажимы полностью управляемых ключей импульсы

30 третьей и второй групп последовательностей, увеличивая длительность действия импульсов третьей и уменьшая длительность действия импульсов второй групп последовательностей.!

617572 уз

1617572 (Ф- g)xr (И) д (и)к (ч-8)Xq

1617572

2к<) сx,L гк

2К со

-8О rtO -CO 80 -МО ! г нс J. йЛГ:ЛШЕ ("-м 2ШШГilL. ЙБК:ЮЖ -м ..ЛЬ ШПГ .ЛПГГЛ Ш0

Lg 7 У JLE.".Ã 12l 3ШК: БШ о, МЯ::ЛБВ .. ЫК ж (г- -)q ((Я(Щ ШЩ ДЩ) х,. (г-snijEU .ДИ йй = БЯ.. ЩД ЦЩИ д, (2-5)к Щ х сЭ -Ю ЛЕ -СР ВР -АЕ

1617572

161 f572

JX5 з )

3x I

У

3х

1617572

ЯХ д . у о м ц

Отиоеитеяаме мюр мюме на к д,.м

Составитель О. Парфенова

Редактор М. Келемеш Техред М.Моргентал Корректор В, Гирняк

Заказ 4126 Тираж 501 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина. 101