Способ управления непосредственным преобразователем частоты

 

н" -ПЯЯ бкблиотека яя

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

„„6847О4 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.0777 (21) 2509577/24-07 (51)М. Кл. с присоединением заявки М

Н 02 P 13/16

Госухарствеииый комитет

СССР по делам изобретеиий и открытий (23) Г3риоритет (53) УДК 621 316. 727 (088. 8) Опубликовано 0509.79. Бюллетень Ио 33

Дата опубликования описания 0509.79 (72) Авторы изобретения

В. Т. ЗагоРский, Ю ° д- Козляев, Г. Ш. дворкина и М. П. Агафонов (71) Заявитель Новосибирский электротехнический институт связи (54 ) СПОСОБ УПРАВЛЕНИ Я НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления непосредственными преобразователям. частоты с широтноимпульсным регулированием (ШИР) для частотного регулирования напряжения электроприводов переменного тока.

Известны способы управления преобразователями с ШИР с несимметричной формой сигналов управляющих генераторов, которые представляют собой пакет импульсов, состоящий иэ импульсов модулятора, регулируемых по длительности и импульса постоянной длительности, равной трети полупериода выходной частоты. B таких способах импульсы управления в инверторном режиме следуют за импульсами управления в выпрямительном режиме (1) и (2).

При пуске двигателя в таких способах увеличивают частоту импульсов управления выпрямительным режимом, что усложняет схему управления и приводит к росту потерь в элементах силовой цепи преобразователя.

Другой известный способ управ:ления непосредственным преобраэователем частоты -озволяет ограничить напряжение преобразователя при пуске двига еля на сколь угодно низких частотах.

Этот способ управления заключается в том, что сигналы управления в выпрямительном и инверторном режимах суммарной длительностью, равной углу управления, подают на 0 управляющие ключи в последовательности: инверторный, выпрямительный, инверторный, причем длительность. первого инверторного импульса выбирают равной, а длительность следующего выпрямительного импульса не больше одной шестой части периода выходного напряжения. При этом длительность первого инверторного импульса, как и следующего эа ним

2Q эыпрямительного импульса, равны одной шестой части периода выходного напряжения каждый (3).

Однако этот известный способ управления преобразователем для

25 частотноуправляемого электропривода обладает существенным недостатком. Этот недостаток заключается в том, что в волне выходного напряжения всегда присутствуют две пос30 ледовательности импульсов; одна

684704 4

10!

60 стационарная последовательность, обусловленная импульсами ШИР, а другая — нестационарная, обусловлен— ная наличием упреждения управляющих сигналов в режиме иннертиронания ..

Наличие нестационарной последовательности импульсов в непосредственных преобразователях частоты с ШИР и несимметричной формой импульсов управляющего генераТора может быть причиной низкочастотных колебаний скорости двигателя, особенно на частотах, кратных утроенной частоте сети.

Кроме этого, при переходе на режим управления с ШИР происходит скачок выходного напряжения нследствие наложения двух последовательностей импульсов.

Целью настоящего способа управления непосредственным преобразователем частоты является осуществление плавного регулирования выходного напряжения и исключения низкочастотных колебаний скорости ,двигател я.

Сущность данного изобретения заключается н том, что в момент пуска двигателя запрещают прохождение модулированной части импульсон управляющего генератора, увеличивая угол упреждения отпирающих импулъсон в инверторном режиме в соответствии с выходной частотой и требуемыми пусковыми характеристиками, а после разгона двигателя до заданной скорости угол упреждения уменьшают до заданного минимума, одновременно снимают запрет прохождения модулированной части. импульсов управляющего генератора, причем при изменении нагрузки угол Я и длительность модулирования части импульсов изменяют в зависимости от изменения тока.

Описываемый способ управления иллюстрируют диаграммы на фиг. 1 и фиг. 2.

На фиг. 1 приведено трехфазное напряжение питающей сети Р< сигнагенератора Г(, 1Г1), Г Г), ГP Г управляющие катодными и анодными группами тиристоров в выпрямительном режиме, сигналы индикаторон направления тока Тд, Т1,, Т, Т, Т, Т, Х управляющие группами тиристоров инверторном режиме, а также выходное напряжение фазы A — ОА в момент

2 пуска. На фиг. 2 приведены те же сигналы после разгона двигателя.

При пуске двигателя прохождение модулированной части импульсов управляющего генератора запрещается,.в результате чего сигналы Г,„ — Г соответствующие выпрямительному режиму, и сигналы Т, — Т, соответствующие инверторному режиму, обращаются в импульсы, показанные на фиг. 1 штриховкой. При этом в каждый момент времени оказывается включенной одна группа тиристоров н ныпрямительном режиме,а дне другие — в иннерторном. Поскольку переключение тиристоров в инверторном режиме осуществляется с углом упреждения Р по отношению к моменту равенства фазных напряжений сети,то на нагрузке формируется пакет импульсов напряжения, следующих с частотой f f rn гдето - число фаэ питающей сети, частота питающей сети. При регу- лиронании угла (в соотнетстнии с выходной частотой преобразователя двигатель начинает планно разгоняться с заданными пусковыми характеристиками до заданной граничной скорости, определяемой максимально возможной величиной углаР.

При достижении этой граничной скорости преобразователь перенодится в режим управления ШИР, для чего снижается запрет прохождения модулированной части импульсов управляющего генератора.

После перехода на режим ШИР (см. фиг. 2) на нагрузке формируются дне последовательности импульсов напряжения, подчиняющиеся известному закону, описываемому коммутационной функцией. Одна последовательность импульсов напряжения, соответствующая модулированной части импульсов управляющего генератора, является стационарной. Вторая последовательность импульсов, появляющаяся на интервалах модулятора эа счет угла упреждения )Ъ, является нестационарной, так как количество треугольных импульсов в полуволне выходного напряжения зависит как от выходной части, так и от взаимного расположения модулированной части импульсов и импульсов управления, соответствующих фаэным напряжениям сети. Появление нестационарной последовательности импульсов напряжения обусловлено тем, что между модулированными импульсами одна иэ групп тиристоров остается включенной в выпрямительном режиме, а две другие, находящиеся под током, пеРеключаются в инверторный режим.

Для того, чтобы в момент перехода на ШИР напряжение на нагрузке не изменилось скачкообразно, угол упреждения )Ъ уменьшают до заданной величины, определяемой индуктинностями входных цепей преобразователя и максимальным током нагрузки и момент перехода, а ширину модулированной части импульсов выбирают, исходя из обеспечения закона регулирования напряжения при изменении частоты.

При изменении тока нагрузки недичину угла изменяют, выбирая era величину минимально необходимой для обеспечения надежной коммутации тиристоров в группе. При этом среднее значение нестационарной составляющей выходного напряжения, à -=ледовательно, и возможные низкочастотные колебания скорости поддерживаются минимальными.

Таким образом, описываемый способ управления непо редственным преобразователем частоты для частотнорегулируемого электропривода позволяет осуществить плавный частотный пуск двигателя с заданными пусковыми характеристиками при ограниченной величине тока без увеличения кратности модулирующих сигналов управляющего генератора, а затем перейти на режим ШИР и существенно уменьшить недостатки работы, свойственные преобразователю с постоянным упреждающим углом управления тиристорами в иннерторном режиме.

Формула изобретения

Способ управления непосредственным преобразователем частоты для регулируемого электропринода переменного тока с широтноимпульсным регулированием Выходного напряжения, содержащего управляющий генератор с модулированной и немодулированной последовательностью импульсов, состоящий н том, что подают отпирающие импульсы на тиристоры н иннерторном режиме при запуске двигателя, 84704

6 подают си гналы упранлени я выпрямительного и инверторного режимов с суммарной длительностью, равной длительности пакета отпирающих импульсон, о т л и ч а ю щ и и c s тем, что, с целью осуществления плавного

5 регулирования выходно о напряжения и исключения низкочастотных колебаний скорости двигателя, запрещают прохождение модулированной части импульсов управляющего генератора в момент пуска двигателя, увеличивают угол упреждения 5 отпирающих импульсов в иннерторном режиме в соответствии с выходной частотой и требуемыми пусковыми характеристиками, а после разгона двигателя до заданной скорости угол упреждения уменьшают до заданного минимума, однонременно снимают запрет прохождения модулированной части импульсов управляющего генератора, причем при изменении нагрузки угол Р и . длительность модулированной части импульсов изменяют в зависимости от изменения тока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 449900223388, кл. Н 02 Р 13/30, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

30 9 505119, кл. Н 02 P 13/18, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 530411, кл. Н 02 P 13/16, 1971.

684704

Составитель Q. Наказная

Редактор Д. Мепуришвили Техред З.Фанта Корректор M. Шароши

Заказ 5304/52 Тираж 857 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4