Способ управления трехфазным мостовым инвертором

 

>11

1 (и) 572891

Союз Советских

Социалистических

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 05.09.75 (21) 2171952/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34

Дата опублпкования описания 29.09.77 (51) М. Кл.з Н 02Р 13/1Ь

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 621,314.26 (088.8) по делам изобретений и открытии (72) Авторы изобретения Б. Е. Калашников, С. О. Кривицкий, В. И. Поляк и И. И. Эпштейн (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ

ИНВЕРТОРОМ

Изобретение относится к способам управления регулируемыми статическими преобразователями частоты с автономными инверторами и может найти, применение в регулируемых источниках переменного тока, в частности для питания частотно-регулируемого электропривода.

Одним из способов регулирования выходного напряжения автономного инвертора является широтно-импульсное регулирование, суть, которого заключается в том, что за счет специальной программы .работы вентилей инвертора изменяют деятельность импульсов напряжения неизменной амплитуды.

Известно устройство для управления однофазным инвертором (1), в котором применен способ регулирования, использующий синусоидальную широтно-импульсную модуляцию.

Суть способа состоит в том, что длительность включенного состояния вентилей в течение полупериода изменяют по синусоидаль- ному закону.

Такой способ управления инвертором имеет существенные недостатки:,переключение вентилей одной из фаз вызывает изменение напряжения в других фазах, вследствие чего закон изменения выходного напряжения не соответствует закону управления инвертором, задание, программы переключения вентилей связано с применением сложных систем

2 управления (использование высокой несущей частоты увеличивает коммутационные потери в инверторе).

Известен также способ управления инвертором, по которому часть шестидесятиградусного интервала периода, выходной частоты вентилей включают в рабочее состояние, а остальную часть — в нулевое состояние, за счет чего производят регулирование выходно10 го напряжения инвертора (2).

Однако по известному способу, примеры осуществления которого приведены выше, невозможно обеспечить нормальную работу нагрузки (электропривода) в области низких

15 частот, вследствие ухудшения гармонического состава выходного напряжения инвертора.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ, который осуществлен в устройстве по (3), согласно ко20 торому для улучшения гармонического состава выходного напряжения трехфазного инвертора при широтно-импульсном регулировании шестидесятиградусный интервал делят на ряд циклов, в каждом цикле вначале про25 изводят включение .вентилей в рабочее состояние на время интегрирования входного напряжения инвертора до величины уставки, после чего производят выключение вентиля последовательной фазы до конца цикла (ну30 левое состояние), 3

572891

2 . 60 (и — и —, 1)

U, sin

1 3 и

U, зш

2 . 60 (и — 1) 1з

m где Uz — напряжение, пропорциональное заданной величине выходного напряжения.

Предлагаемый способ управления трехфаз- 3 ным мостовым инвертором заключается в том, что интервал времени, равный шестидесяти электрическим градусам делят íà 2m равномерных циклов. Выделяют циклы с исходным и последующим рабочими состояниями вентилей (рабочему состоянию соответствует определенное положение,результирующего вектора выходного напряжения автономного инвертора на плоскости фаз нагрузки). Определяют такой порядок включения вентилей, при котором соответствующее исходное и последующее .рабочее состояния получают в течение различных циклов каждого. шестидесятиградусного интервала, причем одновременно отключают вентиль последовательной фазы при переходе в нулевое состояние (нулевое состояние соответствует нулю выходного напряжения и нулевому значению результирующего вектора) . Интегрирует входное напряжение ин вертора в течение каждого цикла от нуля до значения уставки, величина которой принимает соответственно значение

2 . 60 (и — n + 1)

U,, sin 1З и

2 . 60 (и — 1)

$1п

) 3 и где Uz — напряжение, пропорциональное за- 60 данной величине выходного напряжения. Длительность рабочих состояний вентилей от цикла к циклу изменяют дискретно в функции числа в соответствии с изменением величины уставки, причем требуемые соотноше- 65

Однако существующий способ нс позволяет уменьшить величины гармоник, близких к основной, в кривой выходного напряжения инвертора, больше чем в К раз относительно основной (К в порядок гармоник), что .в области низких частот порядка 1 †: 2 Гц приводит к явлению «шагания» двигателя.

Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения трехфазного мостового инвертора при 10 широтно-импульсном регулировании.

Это достигается тем, что число циклов переключения вентилей в каждом из шестидесятиградусных интервалов периода задают равным 2m, причем в нечетные циклы поряд- 15 ка (2n — 1) включают вентили в исходное рабочее состояние, а в четное циклы .порядка 2и включают вентили в последующее рабочее состояние, при этом уставкам перед интегрированием придают соответственно зна- 20 чения ння времен рабочсго и нулевого состояний поддерживают в течение каждого цикла. Далее формируют требуемую диаграмму управляющих сигналов вентилей инвертора.

На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство включает задающий генератор 1 с частотой в 2m раз выше выходной частоты инвертора и регулируемой в функции сигнала задания по частоте U<, делитель 2 частоты задающего генератора в 2т раз с промежуточными выходами, кольцевую пересчетную схему 3, логические схемы 4, 5 учета состояния элементов делителя частоты и пересчетного кольца, интегратор 6 входного напряжения инвертора с устройством 7 изменения уставки интегрирования и выходную логическую схему 8 совпадения.

В схемах 2, 4 осуществляют деление шестидесятиградусного интервала на 2m равномерных циклов и выделяют циклы с исходным и последующим рабочими состояниями вентилей инвертора (нечетные и чет|ные). Порядок работы вентилей, соответствующий исходному и последующему рабочим состояниям в течение различных ц|иклов каждого шестидесятиградусного инте рвала задают схемы 3 и 5.

Эти схемы также выключают вентиль последовательной фазы при переходе в нулевое состояние . Интегратор 6, осуществляя интегрирование входного напряжения инвертора в течение каждого цикла от нуля до определенной уставки, задает длительность рабочих состояний вентилей в течение циклов, причем величина уставки принимает соответственно значения:

2 . 60 (m — и +- 1)

sin

РЗ. и и

2 . 60 (и — 1)

У, sin

1 3 m

На один из входов интегратора 6 поступают импульсы задающего генератора 1 в начале цикла и определяющие моменты начала интегрирования. На другой вход подают сигнал уставки интегрирования, пропорциональный желаемой величине выходного напряжения инвертора, причем в устройстве 7 изменения уставки коэффициент пропорциональности дискретно изменяют от цикла к циклу в функции сигналов схемы 4, что обеспечивает требуемые соотношения времен рабочего и нулевого состояний вентилей в течение каждого цикла. Таким образом, в вышеперечисленных узлах выделяется вся информация, необходимая для управления вентилями инвертора. Эта и нформация с выходов лопической схемы 5 учета состояния пересчетного кольца, логической схемы 4 учета состояния делителя частоты и интегратора 6 поступает в логическую схему 8 совпадения, в котооой осуществляют формирование соответствующей диаграммы управляющих сигналов вентилей инвертора.

572891

Составитель В. Бунаков

Техред М, Семенов

Редактор Н. Хлудова

Корректор О. Тюрина

Заказ 2145/4 Изд. № 769 Тираж 917

ИПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Типография, пр, Сапунова, 2

Использование приведенного способа управления трехфазным мостовым инвертором существенно улучшает гармонический со- став выходного напряжения инвертора при регулировании. При этом исключают явление

«шагания» питаемых двигателей в области низиих частот и малых напряжений.

Формула изобретения

Способ управления трехфааным мостовым инвертором с широтно-импульсным регулированием, состоящий в том, что осуществляют деление шестидесятиградусных интервалов на ряд циклов с последующим включением вентилей в одно из рабочих состоя ний в начале цикла на время интегрирования входного напряжения инвертора от нуля до величины уставки и последующим переключением вентилей в нулевое состояние до конца цикла, отли,чающийся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного на:пряжения трехфазного мостового инвертора, число циклов переключения вентилей в каждом из шестидесятиградусных интервалов периода задают равным 2т, причем в нечетные циклы порядка (2n — 1) включают вентили в исходное рабочее состояние, а в четные циклы порядка 2п включают вентили в после5 дующее рабочее состояние, при этом уставка м перед интегрырованием придают соответстве,нно з начения

2 . бО (m — n + 1)

У, sin уз т

10 и

2, б0 (л — 1) (/,, $1П у3 m где У1 — напряжение, пропорциональное за15 данной величине выходного напряжения.

Источниии информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3360711, кл. 321-18, 20 опубл. в 1967 г.

2. Патент США № 3423662, кл. 321-.5, опубл. в 1969 г.

3. Авторское свидетельство № 318127, кл. Н 02М 1/08, 1969.