Способ управления трехфазным одномостовым инвертором напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных инверторах. Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения инвертора Способ управления заключается в формировании внутри 180-градусных зон проводимости и закрытого состояния вентилей, внутри тактовых интервалов 60-градусных продолжительностей, кратковременных дополнительных сигналов управления, причем формирование указанных сигналов производится в центрах тактовых подынтервалов равной длительности симметрично относительно середин соответствующих зон управления Новым в способе является то, что начало первого и конец последнего из упомянутых тактовых подынтервалов синхронизируют с началом и концом соответствующего тактового интервала, а в центральной части тактовых интервалов формируют сигнал управления 12-градусной продолжительности , разноименный с соответствующей зоной управления. 4 ил. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК () 9) (I () (s()s Н 02 M 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4731674/07 (22) 24.08.89 (46) 15.09.91. Бюл, М 34 (71) Отдел энергетической кибернетики

AH МССР (72) В.И. Олещук (53) 621.316.727 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1089756, кл. Н 02 М 7/48, 1984.

3абродин Ю.С. Критерии оценки качества выходного напряжения автономных инверторов. Электричество, 1987, N 3, с. 45, рис. t 6. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗ-.

НЫМ ОДНОМОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ

НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тиристорных инверторах. Целью изобретения является улучшение гармонического состаИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления регулируемыми или стабилизированными автономными инверторами напряжения.

Целью изобретения является улучшение спектрального состава выходного напряжения инвертора, достигаемое за счет полного устранения из спектра выходной кривой на всем диапазоне регулирования пятой гармоники.

На фиг, 1 приведена структура основных силовых цепей трехфазного одномостового инвертора, выполненного на запираемых тиристорах; на фиг. 2 — временные диаграммы, иллюстрирующие алгоритм формирования управляющих сигналов в сова выходного напряжения инвертора.

Способ управления заключается в формировании внутри 180-градусных зон проводимости и закрытого состояния вентилей. внутри тактовых интервалов 60-градусных продолжительностей, кратковременных дополнительных сигналов управления, причем формирование указанных сигналов производится в центрах тактовых подынтервалов равной длительности симметрично относительно середин соответствующих зон управления. Новым в способе является то, что начало первого и конец последнего из упомянутых тактовых поды нтервалов синхронизируют с началом и концом соответствующего тактового интервала, а в центральной части тактовых интервалов формируют сигнал управления 12-градусной продолжительности, разноименный с соответствующей зоной управления. 4 ил. ответствии с предложенным способом: на о фиг. 3 и 4 — функциональнаясхема системы управления, реализующей способ, и времен- 4 ные диаграммы ее работы, 00

Представленные на фиг. 2 временные . Я диаграммы, включающие циклограммы зон ф управления вентилями +А и +В и кривые линейного выходного напряжения инвертора.UA8, иллюстрируют вариант закона управления для и - 6; 4 и 2, при которых центральные шестидесятиградусные тактовые интервалы от 60 до 120 эл. град. в зоне проводимости вентилей и от 240 до

300 эл. град., в зоне закрытого состояния разбиваются соответственно на 6, 4 и 2

48 подынтервала длительностью — эл.град., и

1677824

40 регулирования, 45

55 каждый, показанных на фиг. 2 дугами, причем начало первого подынтервала и конец последнего, n-ro подынтервала засинхронизированы соответственно с началом и концом своего тактового интервала. В центре каждого из упомянутых отрезков формируются участки закрытого состояния вентилей и участки их проводимости, изменением продолжительности которых регулируется величина выходного напряжения инвертора, В центральной части каждого тактового интервала, на участке . протяженностью 12 эл. град. при этом формируются разноименные с соответствующей зоной управления управляющие сигналы; выключающие вен или сигналы в зоне проводимости и включающие импульсы в зоне

ЗаКРЫТОГО СОСТОЯНИЯ.

Структура системы управления трехфазным инвертором, реализующей описанный способ управления применительно к варианту и = 4, приведена на фиг. 3; на фиг.

4 изображены временные диаграммы, поясняющие процесс ее функционирования, Индексы сигналов на фиг. 4 при,этом соответствуют нумерации соответствующих узлов и блоков системы, представленной на фиг, 3.

Устройство управления, выполненное по вертикальному принципу, включает в свой состав генератор тактовых импульсов

1, частота следования выходных импульсов которого в 6 раз превышает выходную частоту инвертора. Указанные импульсы поступают на вход генератора развертывающего линейно-изменяющегося напряжения 2 и синхронизируют его работу. Источники опорного 3 и управляющего 4 напряжений связаны с входами сумматоров 5 — 8, сигналы с выхода которых на всем диапазоне регулирования сопоставляются в компараторах

9 — 12 с развертывающим напряжением Uz генератора 2.

В компараторе 13 сигнал Uz сопоставляется с напояжением опорного источника

14. В моменты равенства упомянутых сигналов на выходах компараторов 9 — 13 выра-. батываются однополярные командные сигналы на формирование фронтов выходных импульсов, которые через элемент

ИЛИ 14 поступают на вход счетного триггера 15 и вызывают его периодическое срабатывание, Выходной сигнал триггера

15 поступает на информационный вход логического распределителя управляющих импульсов 16, три тактовых входа которого связаны с выходами соответствующих разрядов трехразрядного регистра 17, соединенного по входу с генератором 1.

Последовательность выходных состояний регистра 17 на периоде выходной частоты при этом записывается как 100, 011, 000, 101, 110, 111.

Требуемое временное положение сигналов управления соответственно выходных импульсов в полуволне выходной кривой инвертора обеспечивается выбором амплитуд напряжений источников 3 и 14 в соответствии с соотношениями: Оз =

0,8 U2m ,О и = 0,8О2П, где Оь — амплитуда . Il сигнала Ор генератора 2. Регулирование или стабилизация величины выходного напряжения инвертора осуществляется изменением амплитуды сигнала источника управляющего напряжения 4. При этом независимо от величины сигнала U4 и от значения и на всем диапазоне регулирования из спектра выходного напряжения полностью устраняется наиболее нежелательная и трудно сглаживаемая пятая гармоническая составляющая. Подобное улучшение спектра достигается наиболее простым путем без осуществления дополнителья <х коммутаций в силовой схеме, Это делает перспективным использование рассмотренного алгоритма управления как при управлении преобразователями с постоянной выходной частотой, для которых существенно уменьшается установленная мощность выходного реактивного фильтра, так и для управления трехфазными инверторами с переменной выходной частотой, при регулировании (увеличении) частоты,.которых, как показано на фиг. 2, наблюдается последовательное уменьшение количества импульсов в полуволне выходной кривой.

Исключение пятой гармоники позволяет в этом случае значительно снизить пульсации тока и соответственно момента злектродвигателя, питаемого от преобразователя, и снизить потери в двигателе в процессе

Формула изобретения

Способ управления трехфазным одномостовым инвертором напряжения, 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 основного вентиля в течение одного полупериода от 0 до 180 эл. град. формируют зону проводимости, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл. град. формируют зону закрытого состояния, внутри тактового интервала каждой эоны проводимости от 60 до

12G эл. град. и тактового интервала каждой зоны закрытого состояния от 240 до ЗОО эл, град. формируют четное и количество подынтервалов одинаковой длительности, в середине каждого из которых формируют соответственно участки закрытого состояния и участки проводимости вентилей равной между собой и регулируемой длительности, отличающийся тем, что, с целью улучшения спектрального состава выходного напряжения инвертора, начало каждого первого и конец каждого последнего упомянуты,. подынтервалов синхронизируют с началом и концом соответствующего тактового интервала, продолжи5 тельность этих подынтервалов определяют ,, 48 как — зл.град„а в центрах TBKTQBblx интервалов формируют раз ноимен ные с соответствующей зоной управления сигналы управления

1О 12-градусной продолж . Tельности.

1677824

Е/7 .

1ф

Х 15

Мв("»

Составитель О. Парфенова

Редактор В. Трубченко Техред M.Mîðãåíòýë Корректор Т. Малец

Заказ 3121 Тираж Подлисное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям г»ри ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский конбннзт "Лвтент", г. Ужгород, уо.Гегеринв, 101 е