Способ управления трехфазным мостовым инвертором
Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - улучшение спектрального состава выходного напряжения за счет формирования дополнительных импульсов в выходной кривой преобразователя . Способ управления инвертором заключается в периодическом, осуществляИэобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении трехфазными вентильными преобразователями на базе автономных инверторов напряжения. Целью изобретения является улучшение спектрального состава выходного напряжения инвертора. На фиг. 1 приведена упрощенная структура силовой схемы трехфазного мостового преобразователя, выполненного на базе полностью управляемых ключей; на фиг. 2 емом с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град., переключении вентилей трехфазной одномостовой схемы инвертора. При этом внутри центральных 60-градусных интервалов зон проводимости и закрытого состояния вентилей, на крайних правых частях каждого из участков, на которые разбиты указанные интервалы, формируют п основных сигналов управления. Внутри интервалов 0-30 и 180-120 эя.град. синтезируются дополнительные сигналы, местоположения середин которых определяются сдвигом в сторону отставания на величину 60 (1 + ж-)эл.град, середин соответствующих основных сигналов управления, расположенных внутри интервалов 60-90 и 240-270 эл.град. На интервалах 150-180 и 330-360 эл.град. местоположения середин дополнительных сигналов управления находятся сдвигом на 60 (1 - ) эл.град. в сторону опережения середин соответствующих основных сигналов, формируемых внутри интервалов 90-120 и 270-300 эл.град 6 ил. У в О s4 О g временные диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ управления; на фиг. 3 - кривая зависимости величины коэффициента К от п; на фиг. 4 и 5 - обобщенная функциональная схема системы управления , реализующей предложенный алгоритм , и диаграмма ее работы; на фиг, 6 - характеристики спектрального состава выходного напряжения инвертора. Временные диаграммы, представленные на фиг. 2. иллюстрируют алгоритм формирования управляющих импульсов на
СОЮЗ СОВЕ TC K)IIX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК
О 9) (11) (гн)э Н 02 М 7/48
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР, . ". „6 а;
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
©ь 3 о
М
О (21) 4668534/07 (22) 24.02.89 (46) 07.09.91. Бюл. hk 33 (71) Отдел энергетической кибернетики AH
МолдССР и Московское производственное обьединение "Завод им: Владимира Ильича". (72).В.И.Олещук, Н.С.Котляр, А.С,Малышев, Ю.М.Мануковский и И.Т.Пар (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N. 1023625, кл, Н 02 P 13/18, 1983.
Забродин Ю.С. Критерии оценки «ачества выходного напряжения автономных инверторов. — "Электричество". 1987, N. 3, с. 45, рис.1.а. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — улучшение спектрального состава выходного напряжения эа счет формирования дополнительных импульсов в выходной кривой преобразователя. Способ управления инвертором заключается в периодическом, осуществляИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано при управлении трехфазными вентильными преобразователями на базе автономных инверторов напряжения.
Целью изобретения является улучшение спектрального состава выходного напряжения инвертора.
На фиг. 1 приведена упрощенная структура силовой схемы трехфазного мостового преобразователя, выполненного на базе полностью управляемых ключей; на фиг. 2емом с взаимным фвэовым сдвигом в 60 эл.град., переключении вентилей трехфазной одномостовой схемы инвертора, При этом внутри центральных 60-градусных интервалов зон проводимости и закрытого состояния вентилей, на крайних правых частях каждого из участков, на которые разбиты указанные интервалы, формируют и основных сигналов управления. Внутри интервалов 0-30 и 180 — 120 эл.град. синтезируются дополнительные сигналы, местоположения середин которых определяются сдвигом в сторону отставания на величину 60 (1 + — )эл.град. середин соответ1
2п ствующих основных сигналов управления, расположенных внутри интервалов 60-90 и
240-270 эл.град. На интервалах 150-180 и
330-360 зл.град. местоположения середин дополнительных сигналов управления нахо1 дятся сдвигом на 60 (1 — -- ) эл.град. в сто2п рону опережения середин соответствующих основных сигналов, формируемых внутри интервалов 90-120 и 270-300 эл.град. 6 ил. временные диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ управления; на фиг.
3 — кривая зависимости величины коэффициента К от и; на фиг. 4 и 5 — обобщенная функциональная схема системы управления, реализующей предложенный алгоритм, и диаграмма ее работы; на фиг. 6— характеристики спектрального состава выходного напряжения инвертора.
Временные диаграммы. представленные на фиг. 2, иллюстрируют алгоритм формирования управляющих импульсов на
1676041 четыре из шести вентилей инвертора применители о к случаю n = 3, когда тактовые интервалы 60-градусных продолжительностей, расположенные в центрах зон проводимости и закрытого состояния, разделены на три равныс интсрвала протяженность|а в
20 эл.град., в правой части каждого из которых формируются основные паузы или участки проводимости с длительностью Х, Одновременно внутри интервалов О-ЗО, 150-180, 180 — 210 и 330 — 360 эл.град, вырабатываются дополнительные паузы и участки проводимости по одному на каждом из указанных интервалов. местоположения середин дополнительных пауз и участков проводимости, расположенных внутри интервалов 0 — 30 и 180-210 эл,град., опреде1 ! ляют сдвигом на величину 60 (1 + — ) ==
2(i
=70 эл.град. в сторону отставания середин соответствующих основных пауз и участков проводимости, расположенных на интервалах 60 — 90 и 240-270 эл.град. Координаты середин дополнительных пауз и участков проводимости внутри интервалов 150 †1 и 330 †3 эл.град. находят сдвигом в сторону опережен ия на величину 60 (1 -- —,— ) = 50 зл,град.
2п середин крайних основных пауз и участков проводимости, формируемых на интервалах 90 — 120 и 270-300 зл.град, Количество дополнительных сигналов, синтезируемых при этом на каждом из указанных ЗОградусных интервалов, при нечетном и
rl — 1 равно 2, а при четных значениях и
A равняется 2
Длительность у,дополнительных пауз и участков проводимости на всем диапазоне регулирования в соответствии с функциональной зависимостью
y =- K(— — А} эл.град., где К вЂ” безразмер60 г1 ный коэффициен.г, значение которого для каждого конкретного и выбирается в соответствии с кривой, построенной на фиг. 3.
1ак, для n = 3 К =- 0,381 и, соответственно, + 0,381 (20 — il) эл.град, Величина коэффициента К, рассчитанная из условия первоочередного снижения амплитуд паразитных гармоник, близких к основной, для всех нечетных и больше, чем для четных и, уменьшаясь при обоих вариантах с увеличением и и асимптотически приближаясь с обеих сторон к значению 0,268.
Структурная схема аналого-цифровой системы управления, реализующей описанный алгоритм управления для слу5
40 чая и = 3, приведена на фиг. 4. На фиг. 5 приведены временные диаграммы ее работы.
Генератор 1 тактовых импульсов, частота сигналов которого в двенадцать раз превышает выходную частоту инвертора, синхронизирует работу генератора
2 линейно изменяющегося напряжения, формирующего на выходе симметричный пилообразный сигнал. Источник 3 опорного напряжения, величина сигнала которого в и раз меньше амплитуды напряжения О2 генератора 2, и источник 4 управляющего напряжения, сигнал которого пропорционален значению параметра А, соединены со входами сумматоров 5 — 9. Сигнал 0з источника 3 поступает на плюсовой вход суммирующего усилителя 10, а сигнал U4 источника 4 — на минусовый вход усилителя
10 с коэффициентом передачи, равным К, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный текущей величине параметра у, Сигналы Us-Ug с выходов сумматоров
5-9 и усилителя 10 U 29 на периоде выходной частоты записываются как 1000, 1001, 0010, 0011, ОООО, 0001, 1010., 1011, 1100, 1101, 1110, 1111. Логические функции, реализуемые распределителем 27 и поступающие в форме управляющих сигналов на вентили инвертора, при этом имеют следующий вид: -A-Q4QçQ2Q1U >s+Qq5sQzQ1+ 1676041 +04030201+ 0403020 >U2s+ Q2U2s+ 03025+ 0451U16 + 04бзб201026; +B - 646Л1016 + 04520/+ 030201+ + 030201026 + 02025+540302U25 + +540 >U2s + Q403Q2Q1U1s: +С - 036201016 + 030201 + 040201 + +040201026 + 62025 + Q3U25 + 040301026 + +040201016. Таким образом, формирование на крайних участках полуволны линейного выходного напряжения инвертора дополнительных импульсов с соответствующими местоположением и продолжительностью способствует заметному снижению, вплоть до нулевых значений, амплитуд паразитных гармоник, близких к основной, что способствует повышению качества выходной энергии преобразователя, снижает потери в нагрузке и, в частности, позволяет уменьшить установленную мощность выходных реактивных фильтров, часто включаемых на выходе инвертора. Количественное снижение амплитуд 5-й и 7-й паразитных гармоник спектра регулируемых (стабилизированных) инверторов для варианта n = 4 иллюстрируется кривыми, построенными на фиг. 6 для предлагаемого (сплошные линии) и для известного (пунктирные линии) способов. Формула изобретения Способ управления трехфазным мостовым инвертором, заключающийся в том, что основные вентили разных фаз инвертора периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град., при этом для каждого вентиля в течение одного полупериода от О до 180 эл.град. формируют зону проводимости, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют зону закрытого состояния, тактовый интервал зоны 5 проводимости 60-120 эл,град. и тактовый интервал эоны закрытого состояния 240300 эл.град. разбивают на и отрезков протяженностью 60/и эл.град., в правой части каждого из которых формируют соответст10 венно основные паузы и участки проводимости одинаковой длительности Л, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения спектрального состава выходного напряжения инвертора, для каждого основного 15 вентиля внутри интервалов 0-30 и 180210 эл, град. синтеэи руют допол нител ьные паузы и участки проводимости, местоположения середин которых определяют сдвигом в сторону отставания на 20 величину 60 (1+ 1/2n) эл.град середин соЬтветствующих основных пауз и участков проводимости; расположенных на интервалах 60-90 и 240 — 270 зл,град„внутри интервалов 150-180 и 330-360 эл.град. формируют 25 дополнительные паузы и участки проводимости, местоположения середин которых определяют сдвигом .в сторону опережения на 60 (1 — 1/2п) эл.град. середин соответствующих основных пауз и 30 участков проводимости, расположенных на интервалах 90 — 120 и 270-300 эл,град., а длительность у всех дополнительных пауз и участков проводимости определяют из функциональной зави35 симости у = K(60/n — Л) эл.град, где К— безразмерный коэффициент, численное значение которого для каждого конкретного fl выбирают я соответствии с за висимосгью представленной на фиг. 3. 1676041 1676043 1676041 Редактор М.Лигивич Заказ 3011 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушскэя наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Умгород, ул,Гагарина, 101 И(f 41 ОСУ опт ОО7 g% ops 004 gos ОЮ Ð,01 Составитель О.Парфенова Техред M,Mîðãåíòýë Корректор О.Кундрик
