Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты

 

(»! 6! 3475

ОПИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сава Советских

Социалистических

Рванублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.12.74 (21) 2086062/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.06.78. Бюллетень № 24 (45)- Дата опубликования описания 08.06.78 (51) М Кл. - H 02Р 13/16

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.27 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. А. Фокин, С. В. Смоляков и А. К. Кулиш

Запорожский машиностроительный институт им. В. Я. Чубаря

i») Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ

НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления непосредственным преобразователем частоты.

Известны способы управления полностью управляемым непосредственным преобразователем частоты путем подключения фазы к входной фазе, мгновенное значение которой близко к мгновенному значению задающего напряжения (1).

Недостатком такого способа является неудовлетворительная форма выходного напряжения.

Из известных способов наиболее близок по технической сущности к изобретению способ, при котором в течение периода коммутации все фазы нагрузки поочередно подключаются ко всем фазам питающей сети на равные интервалы времени (2).

Недостаток этого способа управления состоит в наличии в спектре выходного напряжения преобразователя составляющих, астота которых определяется суммой частоты и»тающей сети и частоты коммутации. Эти паразитные составляющие по частоте »сана штельно отличаются от выходной астоты основной составляющей, частота которой определяется разностью частоты питающей сстн и частоты коммутации, и существенно ухудшает эффективность частотног0 регулпрозания асинхронного двигателя, создавая тормозящие моменты. Особенно значителен тормозящий момент от составляющей с частотой, равной сумме частоты питающей сети и удвоенной частоты коммутации. Другие сум5 марные составляющие создают меньшие тормозящие моменты ввиду их подавления в активно-индуктивной нагрузке.

Цель данного способа управления непосредственным преобразователем частоты — улучшение спектрального состава выходного напрякения преобразователя.

Для этого при известном способс управления трехфазным нспосредственным преобразователем частоты для питания частотно-уп15 равляемого асинхронного двигателя, содержащего три группы пз трех полупроводниковых ключей переменного тока, состоящем в том, что в течение периода коммутации подключают все фазы нагрузки ко всем фазам питаю20 1 щей сети, в течение — периода коммутации Т подсосднняют каждую фазу нагрузки к двум фазам сети, причем каждую фазу нагрузки

25 подключаloT па в1)емя — Т к неpl>ÎÈ (J)<1:lc

1 сети, затем на время — Т вЂ” к второй фа е

12

1 сети и на время — Т вЂ” вновь к первой фазе

ЗЭ 12

613475

U, = Um sin ()/+ ) 2и з ) 60

65 где

U, = U sin())t;

У, = У $1п И вЂ”вЂ”

2к

3 (2) 2 сети, а в течение следующих — Т эту фазу

3 нагрузки подключают по тому же закону к второй и третьей фазам сети, а затем к третьей и первой фазам питающей сети.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема силовой части непосредственного преобразователя частоты; на фиг. 2 — эпюры переключающих функций и кривая выходного напряжения одной фазы преобразователя, управляемого по предлагаемому способу.

При разложении в ряд Фурье коммутационных функций и

Ф М) = — + — 1 (— 1) x

3 Ьс

k— = 1

>< sin — + sin — — sin cos ИК ,4 йк . k )

6 2 3) и

ы.(Я) = — +,(-1) ) й=l

Ьт . Ь . Ьс

X sin + sin — — sin ) cos A)<

6 2 з ) Qt—

Ьс Ь . Ь

К Зlп + sin — — 81п ) (os A )(6 2 3 ) Qt+

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: 1 — 9 — полупроводниковые ключи переменного тока; 10 — нагрузка; 11, 12, 13 — фазы питающей сети.

Устройство работает следующим образом.

Подключение нагрузки 10 группой полупроводниковых ключей 1, 5, 9 переменного тока к фазам 11, 12, 13 питающей сети происходит в тот интервал времени, когда ф) (Qt) =

=1, ключей 2, 6, 7 — когда gq(Qt) =1» ключей 3, 4, 8 — когда фз (Я1) =1.

Как видно из фиг, 2, кривая напряжения на одной фазе нагрузки получается как результат сложения произведения коммутационных функций ф) (Qt) —:Qa (Qt) на соответствующие напряжения фаз питающей сети

У.=Ф,У +М .+ ЬУ

У.=Ф.У +М .+>..У.

G,= ф,У,+ у,U,+ф,У„

Подставляя выражение (2) в выражеение (1), получаем с учетом приведенных аналитических выражений ф(, ф2, фз для коммутационных функций

Umsin(— 0) + — m""><

3 3 — 9 . 3 3

)((() 4g) t U sin((о+Ы) +...(3) где Р— угловая частота коммутации; а — угловая частота питающей сети.

Напряжения на других фазах нагрузки отличаются от выражения (3) тем, что слагаемые одинаковой частоты взаимно сдвинуты на третью часть соответствующего периода. Из выражения (3) следует, что предлагаемый способ управления преобразователем позволяет исключить из кривой выходного напряжения составляющую с частотой в+20.

Таким образом, предлагаемый способ управления преобразователем исключает из кривой выходного напряжения преобразователя составляющую с частотой m+29, повышая частоту ближайшей паразитной составляющей до значения а — 40, которая относительно легко подавляется в кривой тока активно-индуктивной нагрузки. Вследствие подавления паразитной составляющей кривой тока в частотно-управляемом асинхронном двигателе оказывается подавленным и паразитный электромагнитный момент, что способствует повышению эффективности частотного регулирования двигателем.

Формула изобретения

Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты для питания частотно-управляемого асинхронного двигателя, содержащим три группы из трех полупроводниковых ключей переменного тока, состоящий в том что в течение периода коммутации подключают все фазы нагрузки ко всем фазам питающей сети, отл ич а ющи йся тем, что, с целью улучшения спектрального

1 состава выходного напряжения, в течение

3 периода коммутации Т подключают каждую фазу нагрузки к двум фазам сети, причем каждую фазу нагрузки подключают на время

1 1 — Т к первой (разе сети, затем на время—

6 12

Т --- к второй фазе сети и на время — Т—

12 вновь к первой фазе сети, а в те (ение следую2 щих — Т эту же фазу нагрузки подключают по

3 тому же закону к второй и третьей фазам сети, а затем к третьей и первой фазам питающей сети,