Способ управления автономным трехфазным инвертором
Изобретение откосится к .;мектротехнике. Цолькизобретения является улучшение г;.рмоническсго с ос тая, выходного напряжения инвертора, ocv- ществляомое путем компенсации паразитных гармоник спектра. Способ уп Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении регулируемыми и стабили з ир ов а н HL-IMJ 1 пр с о 0 ра з о в а т ел ями на базе, трехфазнь:,: иш. ерюпов напряжения . Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения инвертор, , На лЬиг . t и т ot раже нг. упоощечная силовая схема трехфазного одномостовог ) ингертора, выполи ниого на п оллоггыо уп| аилнс Г ых ключа-, на Лиг. 2 г а. плени, 1 эат-.;:нгае7 .1.ч г, перногогческо:; ичлюче ти н гыключекин г взаимным ;Vi сдвигом в 60 э;:.грлч основ- -тх Рь:5:тилей иньергора,; В серединах 1&0-градусных зон управление -ентнля- «, сн -5метрично относительно uti гров указанных зоч, формируют п снонных с.чгна ч ов упр аил пни я пр одолжите-1 .- кость).. ft , Одновременно внутгч ггйннх 30-градусных участков --он управления ключами формируют дополнительные сигналы управления, местоположения середин которых определяют сдвигом на эл.грлд. середин соответствующих основных сигн.чло: упгапления, а длительность дополнитаггьямх СИ .Нал ОБ уПрЯПлеНИЯ НАХОДЯ ПО «JiVHK/60 Ц1-:о;;чг:ьной зависимости - i -- Kl - / )эл.град., при этом численное значение коррелирующего коэффициента К определяют из заданной зависимости . 5 ил, временные диаграммы, поясняющие предложенный способ управления; на фиг. 3 - график зависимости величины коэффициента К от значении п; на ф1.г. 4 - структура системы управлеь-кч, реллизуюр(ей описанный способ управления; нл фиг. 5 - характеристики спектрального состава выходного напряжения инвертора. Временные диаграммы, представленные на фиг, 2, иллюстрирук т алгоритм Сормировакия кривой выходного напряжения ттля вариант п 5, ПРИ котором для каждого вентиля тактовые инО5 4 О О ISO ю
СОСЗ СОВЕТСКИХ
С01)ИАЛИСТИ)=) ЕСНИ Х йсПУЬЛИН
<; с; 0 Щ 2 1 64 (@ Я) Р 1.» 11 02 „ 1 72248
ОЛИОАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
М А BTGPCHGMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ного на:тряже) ия H!:Всртор;= .
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЛМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4668533/ 2 (22) 24.02.89 (46) 3 ).04 9,,1)с ) q:. 16 (71 ) Отдел . Иергети .) ес кои к11б с рис)тт ке
AJl l1CCP H»In кс «ско . произв ))ственно.объединенис "Завод им. .:лвдимира ) сльlt ича (72) В.11. !)Яе)1)ук и А. С.)1«21ьп))е« (53) 621, 31! ° 727 (088.8) (56) Авторс.-;с е с«-)дстсл1 ство C!,(T
М 10."3625, )сл. Е! 02 И 7/48, 1983.
3))брови! J l С. Крите)2)1)) 01)с))ки качества вь)ходнс) о напри)»синя pB ovAM— ных инверfnрc«. 3))ектр:)чест«о, 1
Y- 3, с. 45, рис, 1„б. (54) (,1)0С!)Б У)П2А)2;ГЫ!)1,", АВТ. Ji - JJП l тВ1.ХК МЬП >;;;J>).ВТ0 0»i (57),)зоб .; тонне ознс ))rc>f к .")ект— ротехни.".е. Цс)зь:-. ) зобретення )).:-; )ся улучщение г;.J)!ëoíè.f=cêc o ссс Гав:. вьходного напря гения инвертора, ocvцест«ля м.р путем комле !саци1) паразитных гар )он))к с-)ектра. Способ учИзобрете относится к электротехнике и может быть использовано при управлс нпи рогу:п)руемыми l стабшЕИ 3 пр ОВ -1 н нi )м)! В)2 е О б ра ) с в а т ел Ями на ба зе т))е с42 13)fb",.. ))н! Pp ) 0!)ое) на.!р 51»
ЖЕ ))Я °
ЦЕЛЬЮ ИЗС2 "Pf.ТЕКИН ЯВ . 1Е ГСЯ УЛчЧЩЕНИЕ ГаРМОНИЧЕСК )Е О СОСтаВа ВЫс.ОД1)а ))иг. ) и .)бра)кена уе):2още)!ная силовая схем".. тр х
10.:.юче)яп.. )) )ibãëþ«e):v)1 = Взаи н ым ,2,; o »! сдвисм В с 0 э .. )2 а Ч oc)10B г ;..""с".тилей ин) ер тора. В серединах
1 2--) радуев).)х .Яон управле ис е;.тиляC, . ! ))! 1 с)1) .Метричнд o ) !Ioc)1 òpëû)n де) ) ров у)сс! 3 ii fblx зo)! (1)ор»и)2уют и pc:! 2)I!ьех с! ) г 1!а i о В у е)р а вл е ни я и) 2 of! 2 л э)) i т с.." i: ность)с 5 . Опн временно внутгч ° рс )ннх .О-гра,)усных участкoB .-n;f y:. J!B»ления ключами формируют дополнитель)ые сигналы управления, местоположения сред):н котор)ех эпределяют сднигс м нз 60 эл,грз, f середин соо-.ветствю;)их oci!0«ных сиг))алс)" » и анлеHHH а длит с- я bHoc т1з попо ни те)) ь il г
c»: на))ов угр;.." ;.ения н" ходят по ))г5-))к1-,0
:1 н".n: яьнo); зав))симэсти : =- 1; — —,1 2 эл. 1 р зд, »ри этом числ е нное г зна )ение корре.)ирующего коэ)»)2))сиента 2 ое)редел яют ))з заданной зависиМОСТИ . И"), Времен;!ыа диаграммы, поясняющие предложенный способ управления; на фиг. 3 — графи)с:-, висимос ти ве.еи Еины
2102««2)»)ц)!ен" а J с. т зна - ен!)!I и; на ., )1.) . 4 — стр»ктура системьi управле):ня,;>е .)нзук)) )ей описанный споссб управления; на Ъиг. 5 — характеристик)1 спектрального состава выходяогo напрсеже)!ия пнвертора.
Вре»сенные диаграммы, представленные на фиг. 2, иллкстрирук т алгоритм
), ормирования кривой гыходногn напряжения лля ваге!ант е) = 5, при котором для каждог .2 Вен т)(ля та ктое)ь)p. ин
1646029 тервалы от 60 до 120 эл.град,и от
240 до 300 эл.град, разбиваются на 5 отрезков по 12 эл,град., внутри и посередине каждого из которых формируются основные паузы и участки проводимооти длительностью ф. Характерной особенностью описываемого алгоритма является то, что по краям зон проводимости и закрытого состояния вентилей, на интервалах 0-30, 150-180, 180-210 и 330-360 эл .град, формируют дополнительно паузы и участки проводимости °
При этом местоположения середин дополнительных пауз и участков проводи мости на интервалах 0-30 и 180210 эл.град, определяют путем сдвига на 60 эл.град в сторону отставания границ указанных отрезков, расположенных внутри интервалов 60-90 и 240270 эл ° град. Так, для анализируемого варианта указанные середины будут иметь координаты соответственно в
12, 24, 192 и 204 эл .град. На интервалах 150-180 и 330-360 эл.град,координаты центров дополнительных пауз и участков проводимости находят сдвигом на 60 эл.град в сторону опережения границ отрезков, расположенных внутри интервалов 90-120 и 270300 эл.град. Таким образом, для второй половины дополнительных пауз и участков проводимости местоположения их середины выражаются в данном случае как 156, 168, 336 и 348 эл.град.
Продолжительность отмеченных
JToï0ëíèòåëüHûõ пауз и участков проводимости вентилей в общем случае определяется из соотношения
160 К(— - ) эл.град. В приведенном п выражении численное значение безразмерного коэффициента К выбирается применительно к каждому конкретному п в соответствии с кривой зависимости К от и, построенной на фиг.3 и рассчитанной, исходя из условия обеспечения близкого к оптимальному гармонического состава выходного напряжения .инвертора. В частности, приведенные значения К обеспечивают на верхней части диапазона регулирования преобразователя полное устранение из спектра выходной кривой пятой паразитной гармоники и близкое к нулю значение седьмой гармонической.
Как видно на фиг. 3, значение К для четных п заметно превышает вели45
55 смаке- амплитуда сигнала Ug- Напряжением источника 10, тождественным параметру Я, регулируется величина выходного напряжения инвертора. Коэффициент передачи суммирующего усилителя 11 равен 1(, выраженные в цифровой форме состояния выходов
Q4Q>Q 1000, 1001, 0010, 0011, 0000, 0001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111. Логические функции, реализуемые рас тределителем 19 и поступающие в фор ме включающих сигналов управления чину К для соседних нечетных значений и абсолютная величина К с увеличением и при этом последовательно уменьшается, асимптотически приближаясь к значению 0,268. Применительно к анализируемому варианту (n = 5) V. = 0,277 и выражение для приобретает вид = 0,277 (12 — 1) эл .град. В частности, при = О, что соответствует максимальной величине выходного напряжения преобразователя, = 0,277 12 = 3,32 эл.град. Структура системы управления инвертором вертикального типа, реализующей рассмотренный алгоритм управления, применительно к варианту n = 3, представлена на фиг ° 4 ° Система включает генератор тактовых импульсов 1, 20 связанный с четырехразрядным регистром ?. и генератором линейно-изменяющегося напряжения 3, источник 4 опорного напряжения, связанный с сумматорами 5-9, источник 10 управляющего 25 напряжения, суммирующий усилитель 11, компараторы 12-16 с выходными формирователями импульсов, дизъюнкторы 17 и 18, счетные триггеры 19 и 20 и логический распределитель 21 управ30 ляюцих импульсов ° Алгоритм функционирования системы поясняется пунктирными кривыми на временной диаграмме фиг. 2. Частота следования импульсов генератора 1 в 1? раз превышает выходную частоту 35 инвертора. Протяженность периода симметричного развертывающего напряжения U генератора 3 при этом равна одной шестой периода выходной часто40 ты. Сигналы иа выходах сумматоров 6-9 эквивалентны положениям фронтов управляющих импульсов. Величина опорU8 мако ного напряжения U4. = где и на соответствующие вентили инверто164602 6 ра, имеют следующий вид: О О ОЛ,1го Q+ QzQ, + О, Р, +, ц„+ 1 и i9 031119 0ф i(1zo+ 0 1QÇQzQ, U to 3 +В Q Q3QtQlugo+ Q9Q2Q .о,я, + ю,6,е,Г,.+ Е, „О,П„. Q+QsQi Uzo+ Q,nzQi1zo ТаКНМ o6pasoM, предложенная моди- 360 эл.град. Формируют зону закрытоФикация известного алгоритма широтно- го состояния, тактовый интервал эоны импульсного регулирования инвертора проводимости от 60 до 120 эл .град. позволяет заметно улучшить гармони- и тактовый интервал эоны закрытого ческий состав его выходного напря- 20 состояния от 240 до 300 эл.град. жения. Предложенное введение допол- разбивают на и отрезков протяженнительных переключений позволяет рез- ностью 60/и эл.град., в середине ко снизить, вплоть до нулевых значе- каждого из которых формируют соответ . ний, амплитуды близких к основной ственно основные паузы и участки пропаразитных гаРмонических составля- водимости одинаковой длительности, ющих кривой выходного напряжения ин- отличающийся тем что 1 У вертора, Это наглядно подтверждается с целью улучшения гармонического соприведенными на фиг. 5 характеристи- става выходного напряжения инвертоками спектрального состава линейного ра, дпя каждого основного вентиля выходного напряжения, рассчитанными 30 внутри интервалов 0-30, 150-180, для варианта п = 5 (сплошные линии) 180-210 и 330-360 эл.град. формируют и сопоставленными с аналогичными дополнительные паузы и участки прово кривыми, рассчитанными дляизвестного- димости, местопапожение середины коалгоритма 1%Р (пунктирные линии). торых определяют путем сдвига на ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 3> +60 эл.град. границ упомянутых отрезков, расположенных внутри интервалов Способ УпРавлениЯ автономным трех- 90-120 и 270-300 эл.град., и сдвигом Фаэным инвертором, заключающийся на — 60 эл.град. границ отрезков, в том, что основные вентили разных расположенных внутри интервалов 60Фаз инвеРтоРов периодически включа- 4р 90 и 240-270 эл.град., а длительность ют и выключают с взаимным Фазовым (дополнительных пауз и участков провосдвигом в 60 эл.град, при этом для димости находят из функциональной закаждого основного вентиля в течение висимос ти g К (60/n — 3 ) эл . град., одного полупериода от 0 до 180 эл.град. где численное значение коэффициента формируют зону проводимости, в тече- 45 K определяют в соответствии с кривой, ние другого полупериода от 180 до приведенной на фиг. 3. 164б029 Фиг.I 3 Ф 5 6 7 8 9 Ю 44ГЗ 1646029 08 Составитель О, Парфенова Техред Л.Олийнык Корректор И. Самборская Редактор F.. Зуби: гов Заказ 1554 Тираж 394 Подписное BHHHIIH Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издате: ьский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101
