Способ управления непосредственным преобразователем частоты с искусственной коммутацией

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, свил-ву (22) Заявлено 06.02.73 (21) 1879577/24-07 с присоединением эаявки № 1935658/24-07 (и 657574

Н 02 P 13/30

4Н 02 М 5/27

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий (23).Приоритет

Опубликовано 15.04.79рюллетень № 14

Дата опубликования описания 18.0>.79 (53) УДК 621.314..27(088,8) Л. А. Рутманис, Я. П. Дрейманис, О. И. Аржаник и М. В. Гринберг (72) Авторы иэобретения (71) Заявитель

Физико-энергетический институт АН Латвийской CCP (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С ИСКУССТВЕННОЙ

KON M YTAII HE A

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении непосредственных преобразователей частоты с искусственной коммутацией тиристоров для получения преобразованной электроэнергии повышен- 5 ного качества.

Известен способ управления непосредственным преобразователем частоты (НПЧ) с искусственной коммутацией тиристоров путем выборочного подключения входных та выводов преобразователя, подсоединяемых к многофазной сети, к выходным его вы» водам, подсоединяемым к нагрузке, в ре зультате сравнения мгновенных значений входных напряжений с эталонным напряже- т5 нием и определения наименьшей их разности. Недостатком такого способа управления НПЧ является низкое качество преобразованной электроэнергии.

Предлагаемый способ отличается err

20 известного тем, что выявляют для каждого коммутационного интервала времени вариант, при котором сумма абсолютных раз2 ностей фаэных выходных напряжений преобразователя с соответствующими им эта лонными напряжениями всех выходных фаэ наименьшая, и в соответствии с этим осуще tBlIBIGT подключение входных выводов преобразователя к выходным.

Зтот способ позволяет увеличить набор потенциалов входных напряжений, из которых формируют выходное напряжение, и эа счет этого повысить качество преобразованной электроэнергии без усложнения силовой части НПЧ.

На фиг. 1 показан преобразователь, выполненный по нулевой схеме, на котором может быть реализован описываемый способ управления; на фиг. 2, а -к - схемы замещения и временные диаграммы, характеризующие режимы подключения фаэ сети к фазам нагрузки, которые чередуются в процессе работы преобразователя: а и б - трехфазный режим, в и г - двухфазный режим, д и е - двухфазнс-нулевой; ж и з - однофазно-нулевой режим, и и кнулевой режим; на фиг. 3 - кривые выход65 7574 ного напряжения цля трех фаз нагрузки, формируемого по предложенному способу.

Преобразователь (см. фиг. 1) имеет входные 1-4 и выходные 5-7 выводы и содержит три тиристорных моста 8-10.

Остальные элементы образуют блок принудительной коммутации. Каждая пара тиристоров мостов 8-10, связанная с одним и тем же входным вывоцом, представляет собой по существу (с учетом блока комму-, тации) полностью управляемый ключ с цвусторонней проводимостью . Нагрузка 111 3 преобразователя соединена в звезду.

Возможные комбинации подключений к фазам нагрузки входных потенциалов сети согласно предложенному способу. иллюстрируются на фиг. 2, Суть способа состоит в том, что выбирают на каждом из коммутационных интервалов по суммар ному для всех трех фаз нагрузки наимень- шему отклонению от эталонного напряжения один из пяти режимов подключения входных выводов 1-4 к выходным выводам 5-7 - трехфазный, двухфазный, двухфазно-нулевой, оцнофазно-нулевой или ну25 левой. Длительность коммутационных интервалов при этом определяется продолжительностью, при которой указанное отклонение будет наименьшим среди возмож30 ных комбинаций режимов подключения.

Трехфазный режим работы (см. фиг.

2, а, б) характеризуется тем, что к каждой выходной фазе преобразователя в данный промежуток времени подключена соот35 ветствующая входная фаза, а по времени меняется только порядок подключения.

При двухфазном режиме работы преобра)зователя выводы двух фаз нагрузки подключены к одной фазе, а третий вывод

40 к другой фазе сети (см. фиг. 2,в). Таким образом, две фазы нагрузки включены параллельно между собой и последовательно с третьей фазой нагрузки. Такое подключение любых двух из трех входных фаз подает на нагрузку линейное входное напряжение, которое распределяется следующим образом: 2/3 напряжения на одной последовательной фазе нагрузки, например фазе 1 1 на фиг. 2, в (кривая 14 на фиг.

2, г), а 1/3 напряжения на двух параллельно включенных фазах нагрузки, например фазах 12 и 13 на фиг. 2, в (кривая

15 на фиг. 2, г). На фиг. 2, в входная фаза 1 подключена к выходному выводу 5, а входная фаза 2 - одновременно к выходным вывоцам 6 и 7. На фиг. 2, г изображены все 12 потенциальных уровней для образования выходного напряжения преобразователя, полученных цвухфазным режимом работы при различных комбинациях подключения фаз питающей сети.

Двухфазно-нулевой режим работы преобразователя характеризуется подключением концов двух фаз нагрузки к двум различным входным фазам, например фаз

11 и 12 к фазам 1 и 2 на фиг. 2, ц, а концов третьей фазы 13 к нулевому вывоцу 4. питающей сети. В таком режиме работы яре об ра зова тел я на две фазы на грузки, поцключенные к входным фазам

1 и 2, подается потенциал, равный

0,896 (кривые 16 и 17 на фиг. 2, е), а на .третью - потенциал, равный 0,33 амплитудного значения входного фазного напряжения (кривая 1 8 на фиг. 2, е).Потенциальные уровни 0,896 согласно кривым 16 и 17 сдвинуты относительно входных фазных напряжений.

Однофазно-нулевой режим работы преобразователя характеризуется подключением одной фазы нагрузки, например фазы 1 1 (см. фиг. 2, ж) к одной входной фазе 1, а цвух остальных фаз 12 и 13 нагрузки к нулевому abreoay 4 питающей сети. При этом фаза 11 нагрузки включена последовательно с двумя другими параллельно соединенными между собой фазами 12 и 13 нагрузки. На фазу 11 нагрузки подается потенциал, равный 2/3 (кривая 1 9 на фиг. 2, з), а на две параллельные фазы 12 и 13 нагрузки — 1/3 входного фазного напряжения преобразователя (кривая 20 на фиг. 2, з).

Нулевой режим работы (см. фиг. 2,и ) осуществляется подачей напряжения одной входной фазы или нулевого потенциала системы входного напряжения одновременно на все три фазы 1 1 - 1 3 нагрузки преобразователя (кривая 21 на фиг. 2, к).

На фиг. 3 в приведенных кривых выходного напряжения преобразователя чередуются следующие режимы его работы: трехфазный — например, промежуток времени двухфахный — промежуток времени 4+ t и цвухфазно»нулевой - промежуф ток времени, -t® Остальные режимы работы - однофаэно-нулевой и нулевой имеют место при регулировании величины выходного напряжения преобразователя вниз от его максимального значения.

В таблице сведены все возможные комбинации подключений входных напряжений к фазам нагрузки преобразователя при всех указанных режимах работы согласно предложенному способу.

657574

Общее число

Максимальные значения испольРежим работы

Общее используемых. различных потенциалов число комбинаций подключений зуемых потенциалов относительно входного фазного напряжения преобразователя

11 12

Трех» фазный

1 2 3

3 1 2

2 3 1

1 3 2

2 1 3

3 2 1

1,0 двухфазный

1 2 2

2 3 3

0,58 и 1,15

18

Как видно из таблицы и фиг. 2 и 3 общее число - 46 используемых потенциалов для образования выходного напряже« ния преобразователя меньше суммы возможных комбинаций подключений - 61, так как последняя включает в себя число возможных комбинаций подключений трех фаз сети и ее нулевого потенциала, которые в данном случае не используются. 16

Возможные комбинации подключений входных потенциалов на фазах нагрузки

1 1

1 1

2 2

3 3

1 2

2 3

3 1

2 1

3 2

1 3

2 1

3 2

1 3

1 2.

2 3

3 1

Таким образом, предложенный способ управления НПЧ для образования его вы ходного напряжения позволяет создавать известной схемой 46 используемых входных потенциалов вместо четырех исполь зуемых потенциалов по известному способу и, следовательно, более рационально приблизить кривую выходного напряжения преобразователя к синусоидальной форме.

657574 фазнонулевой

Однофаэнонулевой

18

Нулевой

3 4

1 4

3 4

2 4

1 4

4 2

4 3

4 1

4 3

4 2

4 1

Продолжение таблицы

0,33(3) и 0,896

1/3 и 2/3

657574

Формула изобретения

Способ управления непосредственным преобразователем частоты с искусственной коммутацией путем выборочного подключения входных выводов преобразовате« ля, подсоединяемых к многофазной сети, к выходным его выводам, подсоединяемым к нагрузке, в результате сравнения мгновенных значений входных напряжений с эталонным напряжением и определения наименьшей их разности, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения, выявляют для каждого коммутационного интервала времени вариант, при котором сумма абсолютных разностей фазных выходных напряжений преобразователя с соoTBBI ñòâóêíöèìè им эталонными напряжениями всех выходных фаз наименьшая, и в соответствии с этим осуществляют I10ll» ключение входных выводов преобразователя к выходным.