Способ управления непосредственным преобразователем частоты и устройство для его осуществления

 

Щ ;ч р з д пчтеитио-гэ, р го «ч@ и > -,„., .„,.„. а о «

П И С А Н И Е („,у ()

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Соввгсиих

Социалистииесмик

Рвсаублин

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (Я ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15.12.75 (2т ) 2197908/24-07 (51) M. Ka, с присоединением заявки Ю (23) Приоритет

Н 02 P 13/30

Гааударагвеннйй квинтет

СССР в делам нзабретенкй

ff открытнй (53) УДК 614.3 е. .727(088.8) Опубликовано 05.02.80. Бюллетень М 5

Дата опубликования описания 08.02.80 (72) Автор изобретения

В. С. Высочанский (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ И УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ЕГО ОСУШЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь-, зовано для управления статическими преобразователями частоты с непосредственной связью, предназначенными для питания различных потребителей электрической энергии

Известен способ управления непосредственным преобразователем, частоты (НПЧ}, состоящий в том> что в каждый полупериод питающего напряжения при переходе его через нуль подают дополнительные управляющие импульсы иа вентили, соединенные с одним, полюсом сети (1).

При данном способе напряжение на нагрузке устанавливается равным нулю одновременно в разных фазах нагрузки, что искажает выходное напряжение преобразователя.

Наиболее близким по технической сущ ности к изобретению является способ ун равления непосредственным преобразова телем частоты с тр хфазным выходным напряжением (2). Этот способ состоит в .том, что периодической подачей отпи 1 рающих импульсов на вентили вентильных групп выпрямителей, формируют выход» ное напряжение с периодическим сниже5 пием его до нуля на конечном интервале времени.

Способ осуществляют устройством, содержащим непосредственный нреобраf0 эователь частоты с трехфаэным выходом,каждая фаза которого состоит из двух антипараллельно включенных вепгпльных групп, собранных по трехфазным нулевым, схемам.!

Но этот способ не обеспечивает высокие энергетические показатели преобра зователя частоты, искажает форму пятающего и выходного напряжения, Целью изобретения является повышение энергетических характеристик, уменьшение искажения напряжения питающей сети и улучшение формы кривой вьтходно

ro напряжения.

714620

Достигается это тем, что в способе управления непосредственным преобразователем частоты, формируют выходное напряжение с периодическим снижением его до нуля на конечном интервале времени.

Снижение напряжения производят поо чередно в каждой фазе перед изменением знака кривой напряжения путеь4 прекращения- подачи отпйрающих импульсов на. вентили группы, работавшей в выпрямительном режиме,. а при активно-индуктивйой нагрузке, кроме того, путем поочередного отпирания дополнительных вентилей, соединяющих общие (нулевые) точки выпрямителей с нулевым выводом пйтающей сети.

Устройство для осуществления способа, содержащее непосредственный преобразователь частоты с трехфазным выходом, каждая фаза которого состоит из двух антипараллельно. включенных вентильHbIx групп, собранных по трехфазным нулевым схемам, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено антипаралч лельно включенными управляемыми вентилями в каждой фазе преобразователя, . подключенными между внешними выводами преобразователя и нулевой точкой питающей сети.

На фиг. 1 показана схема непосредственного преобразователя частоты с трехфазным входом и выходом; с помощью которой реализуется данный способ при любом характере нагрузки; на фиг. 2потенциальная диаграмма двух фаз НПЧ (U4, Lf< ) и кривая выходного напряжения (0 Ых ) при 1 = Я вЂ” угле комму4

СЫЧ + тацни равном нулю времени восстановления вентильной прочности равном нулю и максимальной величине выходного напряжения, близкой к максимальному напряжению, где,- „(j ) — частота переменного тока на входе (выходе) НПЧ; на фиг. 3 — потенциальные диаграммы двух фаз НПЧ (Uq Llg ) и кривая выходного напряжения (UBb II ) при х <(g< и других условиях аналогичных условиям фиг.. 2.

Преобразователь (фиг. 1) содержит шесть вентильных групп (1-6) и три уравнительных реактора (7-9) . Преобразователь питается от сети (трансформатора — 10) с нулевым проводом. Для реализации способа при любых- нагрузках

НГИ дополнен шестью управляемыми вентилями (11-16), подключающими общие точки вентильных групп НПЧ к нулевому проводу.

Схема работает следующим образом.

Напряжение каждой фазы нагрузки фор5 мируется двумя вентильными группами и двумя вентилями. Бентильные группы и упомянутые вентили отпираются в каждой фазе в следующем порядке:.1-11-1»4

14-4-1 11.... Бентиль 11(14)

10 . включается подачей отпирающего импульса к моменту изменения знака напряже ния вентильной группы 1(4} после прекращения подачи отпирающих импульсов на вентили этой вентильной группы. При

15 появлении тенденции к.переходу вентиль-! ных групп,в инверторный режим упомянутый вентиль отпирается положительным анодным напряжением - фиг. 2. С момента отпирания указанного вентиля ранее ро работавшая вентильная группа обесточивается. Для запирания вентилей 11(14) достаточно подать отпирающий импульс на очередной вентиль вентильной группы

1(4) при угле отпирания ф., соответ4 ствующем выпрямительному режиму работы. Последующие вентили этой вентильной группы отпираются уже" при углах соответствующих инверторному режиму зв работы, Перевод тока нагрузки с вентиль. ной группы 1 на вентильную группу 4 производится либо при совместном, либо при раздельном управлении их вентилями.

В последнем случае уравнительные реакторы. 7-9 не нужны. Дальнейшая работа

НПЧ IIpîèñõîäèò аналогично описанному.

При питании чисто активной нагрузки вен-. тили 11-16 не нужны. Требуемая форма кривой напряжения HP× может задавать40 ся только дискретной подачей Отпирающих импульсов на вентили вентильных групп 1-6.

При работе преобразователя ток в нулевом проводе на его входе протекает с

45 частотой 2 = 3Я, Поэтому при питании

НПЧ от индивидуального трансформатора и частоте Я существенно меньшей, чем — для лучшего использования железа

5. трансформатора его вторичную обмотку

50 следует выполнять TIo схеме зигзаг. Использование же обмоток трансформатора по меди, как при схеме зигзаг, так и при схеме звезда оказывается более вы- соким, чем при синусоидальном или прямоугольном законе управления вентилями

НПЧ, так как в те отрезки времени, когда ток очередной фазы нагрузки протекает по цепи дополнительного вентиля ток протекает по обмоткам Одной, а не двух"

5 -714620 б фаэ трансформатора. Если каждый иэ вен- руют выходное напряжение с периодичестилей 11-16 п в ро одит ток в течение две- ким снижением его до ия на конечн м на о адцатой части периода нагрузки, то кри- интервале времени, о т л и ч а ю щ и йвая выходного напряжения преобразовате- с я тем, что, с целью повышения энерля при данном способе уйравления имеет g,гетических характеристик, уменыпения пониженное содержание ближайших 5-й искажения напряжения питающей сети и

7-й гармоник. Общий ток на входе вы- улучшения формы кривой выходного напрямителей промодулнрован частотой .пряжения греобразователя, упомянутое

Пие снижение производят поочередно в кажрименение изобретения позволит ра 10 дой фазе перед изменением знака кривой ботать при с(, близких А, „ . Меняя выходного напряжения путем прекращения интервал времени включения вентилей, подачи отпирающих импульсов на веити»

11-16 м

- 6 можно воздействовать не только и группы, работавшей в выпрямительна гармонический состав, но и регулиро- ном реж ме. вать величину 1-N гармоники кривой вы- 15 2. Устройство для осушествления споходного напряжения.

К соба по и. 1 при смешанной нагру ке

° ° з ак следует иэ изложенного, при содержащее непосредственный преобразоэтом способе улучшение формы кривой ватель частоты с tlq -разным выходом, напряжения НПЧ и уменьшение влияния каждая фаза которого состоит иэ двух на питающую сеть органически сочетает- е антипараллельно включенных вентильных ся с повьпнением энергетических показа- групп, собранных по щ-фазным нулевым телей преобразователя. Способ целесооб схемам, о т л и ч а ю щ е е с я тем, paw и при искусственной коммутации; что оно дополнительно снабжено антипавентилей преобразователя. Раллельно включенными управляемыми

23. вентилями в каждой фазе преобразовате- ля, подключенными между внешними выФ о р м у л а и з о 5 р е т е н и я. водами пр браэователя B нулевой токой сети.

1. Способ управления непосредственным преобразователем частоты, выпол пенным на вентильных группах, собранных по п-разным нулевым схемам, сос тояший в том, что периодической иодачей отпираюших импульсов на вентили

"еентильных групп выпрямителей, форми30

Источники информации, 1 принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

М 237989, кл. Н 02 P 13/30, 1967, 2. Авторское свидетельство СССР

М 260735, кл. Н 02 М 1/08, 1968.

Фиг.3

Составитель E. Жданов

Редактор И. Алышева Техреду. Алферова Корректор Г, Назарова

Заказ 9310/58 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственйого комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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