Способ формирования управляющего напряжения для преобразователей частоты с непосредственной связью

 

(i <) 650206

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюе Советских

Социалистических

Республик ф, " (51) М. Кл.

Н 02Р 13/30 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.11.72 (21) 1843469/24-07 с присоединением заявки № (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79 (53) УДК 621.314.27 (088.8) по делам изобаетеиий и открь тпй (72) Авторы изобретения

В. В. Алексеев и А. Е. Козярук (71) Заявитель (54) СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ УПРАВЛЯЮЩЕГО

НАПРЯЖЕНИЯ ДЛЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЧАСТОТЫ

С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ

ГосУдаРстоеиимй комитет (23) Приоритет

Изобретение относигся к преобразовательной технике и может быть использовано при построении систем управления непосредственными,преобразователями частоты, предназначенными для частотно-управляемого электропривода.

Известен способ формирования регулируемого напряжения треугольной формы, необходимого для изменения угла включения тиристоров непосредственного преобра- 1О зователя частоты, заключающийся в том, что задающее симметричное знакопеременное напряжение прямоугольной формы заданной частоты интегрируют в ограниченной полосе частот, регулируют амплитуду 15 полученного после интегрирования треугольного сигнала и используют затем этот сигнал в качестве закона управления углами включения тиристоров преобразователя.

Регулируемое по амплитуде треугольное управляющее напряжение получается способом изменения величины емкости в цепи обратной связи интегратора генератора треугольного напряжения (ГТН) при изменении частоты задающего прямоугольного 25 симметричного знакопеременного напряжения постоянной амплитуды, поступающего на его вход, что ограничивает функциональные возможности и затрудняет практическую реализацию способа в замкнутой 30 системе частотно управляемым приводом с непосредственным преобразователем частоты (НПЧ).

Предложенный способ отличается от известного тем, что указанное задающее напряжение прямоугольной формы перед интегрированием модулируют по амплитуде по закону изменения модулирующего напряжения, полученного функциональным преобразованием напряжения, пропорционального заданной частоте, так, чтобы коэффициент наклона кусочно-апроксимированной зависимости модулирующего напряжения от частоты изменяется по закону частотного регулирования.

При этом амплитудную модуляцию задающего напряжения прямоугольной формы осуществляют суммированием положительных его полуволн с модулирующим отрицательным напряжением, сформированное напряжение инвертир ется, а пол ченные после однополупериодного выпрямления положительные модулированные по амплитуде полуволны суммируют с тем же отрицательным модулирующим напряжением, уменьшенным по абсолютной величине в два раза относительно амплитуды суммируемых с ним модулированных полуволн.

Это позволяет упростить реализацию необходимых для частотного регулирования

650206

1О

25 зо

4О

6о

65 законов изменения выходного напряжения от частоты преобразователя при хорошей форме этого напряжения, а также повысить точность замкнутой системы регулирования.

На фиг. 1 изображена блок-схема частотного привода с непосредственным преобразователем частоты для реализации предложенного способа формирования управляющего треугольного напряжения на одну фазу; на фиг. 2 представлена блок-схема, реализующая способы формирования управляющего треугольного напряжения и модуляции прямоугольного задающего напряжения по амплитуде; на фиг. З,представлены графики, поясняющие последовательность преобразований при получении амплитудно-модулированного напряжения и напряжения управления треугольной формы (в случае увеличения f,).

Блок-схемы содержат устройство 1 функционального преобразования, амплитудный модулятор 2, суммирующее устройство 3, инвертирующее устройство 4, однополупериодный выпрямитель 5, суммирующее устройство 6, устройство 7, выполняющее интегрирование в заданной полосе частот, суммирующее устройство 8, датчик 9 низкой частоты и пересчетное устройство, датчик 10 высокой частоты с фазосмещающим устройством, смеситель 11, выходные ключи 12, преобразователь 13 частоты (силовая часть), двигатель 14.

На блок-схемах даны следующие буквенные обозначения:

U„, — сигнал «заданная скорость вращения»;

U< — сигнал «заданная относительная частота тока ротора»;

Uy, — напряжение, пропорциональное частоте выходного напряжения преобразователя частоты («заданная частота тока статора»);

Ui — модулирующее напряжение;

Uz — задающее симметричное прямоугольное знакопеременное напряжение заданной частоты;

U<, С4 — полуволны напряжения;

Uzo — прямоугольное напряжение, сдвинутое по отношению U; на

90 эл. град.;

U3 — напряжение, получающееся в результатс суммирования напря1 жений Uz и Ui,.

U4 — инвертированное по знаку напряжение U3, Uq — положительные полуволны модулированного напряжения, полученные одно полупериодным выпрямлением U4, Uq — модулированное по амплитуде напряжение;

U7 — управляющее треугольное напряжение;

ДНТ вЂ” датчик наличия тока;

F» настройка закона управления.

Для формирования модулирующего напряжения Ui в качестве исходного используют пропорциональное заданной частоте .преобразователя (f.), напряжение Uy, =

=К f, (задающий сигнал), так как амплитуда треугольного напряжения, получаемого интегрированием прямоугольного напряжения, обратно пропорциональна частоте

К, U, = — U,. Напряжение U,, функционально

fs преобразуют так, чтобы коэффициент наклона участков линейно-ломаной апроксимации изменялся от частоты по необходимому закону регулирования К а (f.) =

= U;» (f,), а модулирующее напряжение

Ui при этом изменялось по закону Ui ——

=F(U,.„ð, U<, ). Введение функционального преобразования амплитуды прямоугольных импульсов позволяет получить практически любую необходимую зависимость амплитуды треугольного напряжения от частоты в виде заданной программы, которая может изменяться при настройке. Для реализации, например, закона пропорционального управления =- С (без коррекU, Л ции в области низких частот) модулирующее напряжение должно изменяться по квадратичному закону

U, =У, Uyzp(f,) =К,У =К, fs

Если модулирующее напряжение будет изменяться только пропорционально частоте U>=K4f„vo амплитуда управляющего треугольного напряжения U7 будет постоянной (независимой от частоты), а регулирование амплитуды по необходимому закону можно будет осуществлять модулированием по амплитуде управляющего треугольного напряжения.

Для амплитудной модуляции прямоугольного напряжения по закону Ui ——

=F(U,, ð, Uy,) полученное модулирующее напряжение отрицательного знака Ui алгебраически суммируют с положительными полуволнами (У ) симметричного задающего прямоугольного напряжения Uz.

Напряжение U3 —— Ui+ U инвертируют по знаку. Полученные после однополупериодного выпрямления напряжения U4, положительные модулированные по амплитуде полуволны Uq суммируют с отрицательным модулирующим напряжением Ui, при этом они масштабируются так, чтобы модулирующее напряжение было по абсолютной величине в два раза меньше, чем амплитуда суммируемых с ним модулированных по амплитуде волуволн Uz. Образованное суммированием модулированное по амплитуде

650206

Щг1

1 напряжение U< интегрируют, в результате чего получается треугольное напряжение

U-„амплитуда которого изменяется по закону управления U,= U, ð(f.) и полуволны которого используют для регулирования 5 угла отпирания тиристоров.

Формула изобретения

1. Способ формирования управляющего 10 напряжения для преобразователя частоты с непосредственной связью путем интегрирования задающего симметричного знакопеременного напряжения прямоугольной формы заданной частоты, регулирования 15 амплитуды проинтегрированного сигнала и использования полученного сигнала в качестве закона управления углами включения тиристоров преобразователя, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью увеличения точ- 20 ности и упрощения реализации требуемых законов частотного регулирования, амплитуду указанного задающего напряжения прямоугольной формы перед интегрированием преобразуют по закону изменения модулирующего напряжения в функции коэффициента наклона кусочно-апроксимированной зависимости модулирующего напряжения от частоты, который изменяют по закону частотного регулирования.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду задающего напряжения прямоугольной формы преобразуют путем суммирования положительных его полуволн с модулирующим отрицательным напряжением, результат суммирования инвертируют, а полученные после однополупериодного выпря мления положительные модулированные по амплитуде полуволны суммируют с тем же отрицательным модулирующим напряжением, уменьшенным по абсолютной величине в два раза относительно амплитуды суммируемых с ним модулированных полуволн.

650206 буг. 3

Составитель Г. Мыцык

Техред А. Камышникова

Корректор Р, Беркович

Редактор А, Купрякова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 2709/17 Изд, № 158 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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