Способ управления преобразователем частоты

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцкапмсткческих

Республик

723751 (61) Дополнитель ое к нвт. свил-ву (22) Заявлено 26.07.7 1 (21) 1684534/24-07 (5I ) М. Кл. с присоелинением заявки .%

Н 02 P 13/зод

02 М 5/27

Госудврстввнный комитет (23)Приоритет ио аеовм нзобретеиий и отхрытнй

Опубликовано25.03.80. Бюллетень .% 1 1 (53) УДК621.314..2 7 (088.8) Jlàòà опубликования описания 27.03.80 (72) Авторы изобретения

ll. А. Рутманис, О. И. Аржаник и Я. П. Дрейманис

Физико-энергетический институт AH Латвийской CCP (7I) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области преобразовательной техники н может быть использовано в преобразователях частоты с непосредственной связью и искусственной коммутацией тиристоров в тех случаях, когда требуются повышенные энерге5 тическне показатели и улучшенное качество выходного напряжения.

Известны способы управления, используемые в такого типа преобразователях (11. î

По этим способам в процессе преобразования непрерывно сравнивают мгновенные значения входных напряжений с задающим, выявляют их интегральные разницы и переключают ключевые элементы для приближения кривой напряжения к синусоиде. Наряду с увеличением степени приближения выходного напряжения к задающему в условиях глубокого регулирования величины выходного напряжения преоб- о разователя, а также с увеличением его частоты число искусственных коммутаций в единицу времени увеличивается. Поскольку искусственные коммутации в таких преобразователях совершаются при помощи двух выведенных блоков и, следовательно, число коммутаций в единтшу времени ограничено, желательно их использовать наиболее рационально.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является способ управления, по которому осуществляют слежение за мгновенным значением входного напряжения преобразователя, выявляют интегральные разницы между входными и задающим напряжениями, формируют в соответствии с выявленными моментами управляющие импульсы, распределяют и подают их на ключевые элементы, которые подключают входные напряжения к выходным выводам преобразователя (2).

Недостатком этого способа является невысокое качество выходного напряжения, обусловленное наличием в нем субгармонии.

Целью изобретения является улучше,ние качества напряжения за счет умень3 7237 шения постоянной H субгармонических составляющих в выходном напряжении.

Это достигается тем, что по предлс женному способу осуществляют задержку подачи управляющих импульсов на целое число периодов выходного напряжения и в течение этого интервала времени моменты формирования управляющих импульсов определяют из условия равенства по полупериодам выходного напряжения сумм упомянутых интегральных разниц между входными и задающим напряжениями, причем в моменты, соответствующие выявленным интегральным разницам меньшим заданной минимальной величины, управля- 15 юшие импульсы на ключевые элементы не подают, Это позволяет уменьшить число переключений ключей в преобразователе и повысить его КПД. 20

По предложенному способу легко также осуществляют естественные коммутации в преобразователе в те моменты времени, когда не требуется искусственной коммутации. 25

Предложенный способ управления кратко можно характеризовать как преобразование на основе известного способа с фиксацией моментов переключения при слежении эа входными и задающим напряжения- З0 ми с последующей оценкой результата преобразования, его корректировкой и подачей импульсов управления, более соответ- ствующих желеемому результату преобразования, на ключи преобразователя. По- 35 .следнее возможно только при известности результатов сравнения входного и задающего напряжений в промежутке времени, охватывающем несколько полупериодов входного напряжения.

На фиг. 1 и фиг. 2 приведены кривые поясняющие предложенный способ управления; на фиг. 3 — структурная схема системы управления для осуществления предложенного способа управления. 45

Позициями 1, 2, 3 обозначены входные фазные напряжения преобразователя, 4 - задающее напряжение, 5 - выходное напряжение (фиг. 1}, подученное способом преобразования непосредственного приближены (без применения предложенного способа), 6 - выходное напряжение (фиг. 2), полученное по предложенному способу с корректировкой импульсов управления преобразователя, 7-10 — интегралы разниц

55 между задающим и наиболее близким ему входным напряжением для одного полупериода выходного напряжения, 11-14 - то

51 4 же самое для другого полупериода выходного напряжения преобразователя (фиг, 1), При работе преобразователя по предложенному способу задающее напряжение сравнивается с входными и выявляется входное напряжение, наиболее близкое к задающему, Чтобы подевать сигналы управления на переключение силовой схемы преобразователя, выявленный момент времени включения, а также интеграл разности задающего и наиболее близкого ему входного потенциала фиксируются в элементах памяти управления.

Структурная схема, показанная на фиг. 3, содержит блок 15 сравнения входных напряжений с задающим выявлением наиболее близких входных напряжений к задающему, блок 16 — задающее напряжение, блок 17 интегрирования входных напряжений, наиболее близких к задающему в каждом его полуцериоде и задающего напряжения, выявления разницы полученных сумм интегралов, блок 18 памяти, осуществляющий зепоминание сигналов управления в течение целого числа периодов входного напряжения, блок 19 задержки сигналов не целое число периодов входного напряжения, блок 20 коррекции времени подачи импульсов управления, блок 21 выработки скорректированных управляющих импульсов, задержанных на целое число периодов входного напряжения.

Сравнение, интегрирование и сохранение полученной информации могут выполнять соответственно блоки 15, 17, 18.

Следующим этапом работы управления является сравнение суммы интегралов разниц в каждом полупериоде выходного напряжения с интегралом задающего напряжения за полупериод повторения. Выравнивание сумм интегральных разниц, равных интегралу задающего напряжения, в каждом полупериоде производится корректировкой импульсов управления по сравнению с первоначально выявленными (блок

20), .При регулировании величины выходного напряжения регулируют сумму интегрель ных разниц по полупериодем выходного напряжения. При выявлении суммы интегральных. разниц наиболее мелкие интегральные разницы (например кривая 9 на фиг. 1) и те, которые мало влияют на форму кривой выходного напряжены, блокируют и пропускают соответствующие подключения на выходе преобразователя. Такая блокировка подключения входных величин, являющихся кратковременно наиболее близкими

51 6

Интегральное значение выходного напряжения в каждом полупериоде одинаково, а число искусственных коммутаций меньше (фиг. 2). Такие же результаты. могут быть достигнуты при другом числе входных величин напряжения, .

Способ управления преобразователем частоты путем слежения за мгновенным значением его входного напряжения, выявления интегральных разниц между входными и задающим напряжениями, формирования в соответствии с выявленными моментами управляющих импульсов, распределения и подачи их на ключевые элементы, подключающие входные напряжения к выходным выводам преобразователя, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью улучшения качества выходного напряжения за счет уменьшения постоянной и субгармонических составляющих в выходном напряжении, осуществляют задержку подачи управляющих импульсов на целое число периодов выходного напряжения и в течение этого интервала времени моменты формирования управляющих импульсов определяют из условия равенства по полупе» риодем выходного напряжения, сумм yI1oмянутых интегральных разниц между входными и задающим непряжениями, причем в моменты, соответствующие выявленным интегральным разницам меньшим заданной минимальной величины, управляющие импульсы на ключевые элементы не подают.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 208816; кл. 21 Д, 14/02, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

М 221817 кл. 21 д. 14/02, 1968, 13

5 7237 к эадаюшему напряжению, на выходе преобразоветеля уменьшает число коммутаций.

Это желательно, так как позволяет повысить частоту коммутаций преобразователя, т,е, выходную частоту преобразователя, а также уменьшить коммутационные потери. Величину интеграла разниц, которые блокируются выходом на переключение преобразователя (блок 17 на фиг. 3), можно регулировать в зависимости от вы- 1о ходной частоты, а также от требуемой степени приближения кривой выходного напряжения к синусоиаальной форме.

Таким образом, корректированные сигналы управления через блок 21 поступа!

5 ют на переключение преобразователя через целое число периодов входного напряжения.

Такая корректированная кривая 6 выходного напряжения показана на фиг. 2.

Поскольку входное напряжение в любом

20 периоде практически одинаково, такая задержка импульсов не влияет на работу преобразователя. Однако (фиг. 2) в результате анализа, обработки и коррекции импульсов управления можно реализовать

25 более рациональное преобразование частоты и напряжения, Во-первых, подбором одинаковых сумм интервалов напряжения (непример 22, 23 на фиг. 2) исключаются субгармонические составляющие из вызо ходного напряжения преобразователя и, во-вторых, пропуском входных величин, которые относительно недолго являются наиболее близкими к задающему (интеграл разницы 9 на фиг. 1 ), достигается умень-З5 шение числа искусственных коммутаций выведенными блоками коммутации.

При задержке импульсов управления на целое число периодов легко исключают4о ся те искусственные коммутации, которые можно заменить естественной коммутацией, например момент времени 24 на фиг, 2, что облегчает работу блоков искусственной коммутации преобразователя.

Формула изобретения

723751

Составитель Г. Мьщык

Редактор И. Кравцова Техред О, Андрейко Корректор Н. Степ

Заказ 450/42 Тираж 783 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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