Способ управления трехфазно-однофазным преобразователем частоты

(59 4 у р(г 1"ф П ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ НИ аж ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Киевский институт инженеров гр данской авиации им. 60-летия СССР (72) Б.Е.Пьяных, Р.П.Карташов и А.М.Маковей(56) Пьяных Б,Е. Исследование несим- метричных режимов преобразователей частоты с однократной модуляцией: Дис, на соиск. учен. степени канд. техн. наук, Киев, с. 211-225.Сенько В.И. Принципы построения преобразователей частоты с квазиоднополосной модуляцией. - Энергетика, 1981, 11 8, с. 27-32.(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использованов преобразователях частоты, Цельизобретения - улучшение формы кривойнапряжения при глубоком регулировании выходного напряжения. Замыканиеключей преобразователя осуществляютпоследовательнопериодически с использованием широтно-импульсного регулирования выходного напряжения вдиапазоне от нуля до 2 П , где П,р -фазное напряжение на вторичной обмотке трансформатора. Широтно-импульсное регулирование выходного напряже-.ния осуществляется позонно, в 1-йзоне - от нуля до П во 2-й - отЦ(р до 3 Пв 3-й - от ГЗ П,р до1,85 ЦР, в 4-й - от 1,85 П, до 2 П.2 з.п. ф-лы, 11 ил.пятой последовательности временные диаграммы фиг,96 . Форма кривой выходного напряжения фиг,96, эпюра 104) двенадцатиступенчатая., Коэффици ент гармоник Кснижается до 0,152.При предлагаемом способе управления для варианта преобразователя по фиг,8 во всем диапазоне регулирования коэффициент гармоник существенно 10 ниже (кривая 11), чем у прототипа (кривая 1); кривая 111 относится к преобразователю с управлением во всем диапазоне с помощью первой и пятой последовательностей (фиг.11). 15При работе преобразователя на асинхронный двигатель в момент перехода на управление импульсами первой и пятой последовательностей возможно включение напряжений сети на противо ЭДС двигателя так, что токи в ключах резко возрастают. Дпя этого вводят задержку подачи импульсов пятой последовательности, закорачивая обмотки двигателя на 5-10 периодов выход ной частоты преобразователя. За это время электромагнитные процессы в обмотках закончатся, а так как электромагнитная постоянная времени обмоток намного меньше механической постоян ной двигателя, то двигатель будет вращаться по истечении указанного периода времени практически с неизменной скоростью. При включеннии обмоток на управление от преобразователя токи в ключах не будут превышать допустимых значений. На схеме управления по фиг.10 указанная задержка осуществляется с помощью устройств 150 и 151 задержки, 40Формула изобретения1, Способ управления трехфазнооднофазным преобразователем частоты,содержащим три однофазных трансформатора с первичными и вторичными обмотками, причем первичные обмотки подсоединены к трехфазной сети переменного тока, а вторичные - к первым диагоналям построенных на четырех полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью однофазных мостовых схем, вторые диагонали которых соединены последовательно между собой и с нагрузкой, состоящий в том, 55 что формируют для управления упомянутыми ключами последовательности прямоугольных импульсов с широтно-им. пульсным регулированием их длительности, сдвинутых между собой для различных мостовых схем на 120 эл.градотличающийся тем, что, сцелью улучшения формы кривой при глубоком регулировании выходного напряжения преобразователя, для каждогоиз ключей отдельной мостовой схемыформируют четыре последовательностипрямоугольных импульсов длительностью180 эл.град так что для первой последовательности импульсы управленияключами, точки соединения которых образуют первые диаго .али мостовыхсхем, формируют совпадающими междусобой по фазе, для второй последовательности - сдвинутыми на бО эл,град.,для третьей - сдвинутыми на 120. эл.град., для четвертой - с, винутыми яг180 эл.град., импульсы управленияключами, точки соединения которых образуют вторые диагонали мостовыхсхем, формируют для всех четырех последовательностей неизменными по Фазей сдвинутыми для каждых двух ключейотдельной мостовой схемы на 180 эл.град., затем при повышении выходногонапряжения преобразователя от нулядо Б,( где Б - Фазное напряжение навторичной обмотке трансФорматора,поочередно подают на управляющие зажимы ключей импульсы первой и второйпоследовательностей, уменьшая длительность подключения импульсов первой последовательности и увеличиваядлительность подключения импульсоввторой последовательности, при повышении выходного напряжения от У доГЗ Пт поочередно подают на управляющие зажимы ключей импульсы второй итретьей последовательностей, уменьшаядлительность подключения импульсоввторой и увеличивая длительность подключения импульсов третьей последовательностей, при повышении выходногонапряжения от 3 Б до 20 поочередТ 9но подают на управляющие зажимы клю"чей импульсы третьей и четвертой последовательностей, уменьшая длительность подключения импульсов третьейи увеличивая длительность подключения импульсов четвертой последовательностей,2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью расширения области использования для преобразователя, содержащего отпайки ууправляемый ключ, включенный на выходе трехфазного вентильного моста, зажимы переменного тока которого подсоединены к отпайкам первичных обмоток трансформаторов, подают запирающий, а на управляемый ключ другого такого моста - отпирающий потенциалы, а при регулировании выходного напря жения от 1,850 до 2 Б на укаэанныеуправляемые ключи подают импульсы, сдвинутые для этих ключей на 180 эл.град., с частотой следования в шесть раз больше частоты следования импульсов для полностью управляемых ключей с двусторонней проводимостью. первичных обмоток трансформаторов, причем одни из выводов этих обмоток подсоединены к входам переменного тока первого, а отпайки - к входам переменного тока второго трехфазного вентильных мостов с управляемыми ключами с односторонней проводимостью на их выходах, дополнительно формируют для каждого из ключей отдельной мостовой схемы пятую последовательность прямоугольных импульсов, сдвинутых для ключей, точки соединения которых образуют первые диагонали мостовых схем, на 210 зл.град., поочередную подачу на управляющие зажимы ключей импульсов третьей и четвертой последовательностей осуществляют при изменении выходного напряжения от Д 11 до 1,850 , при повышении выходного 209 напряжения от 1,850 до 2 Бт поочередно подают на управляющие зажимы ключей импульсы. первой и пятой последовательностей, уменьшая длительность подключения импульсов п.-рвой и увели чивая длительность подключения импульсов пятой последовательностей и, кроме того, при регулировании выход" ного напряжения от нуля до 1 8511 наУ 3Способ по п.2, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью защиты преобразователя от выхода иэ строя при работе на асинхронный двигатель путем ограничения максимальных токов ключей в момент перехода на работу с импульсами первой и пятой последовательностей, на управляющие зажимы полностью управляемых ключей подают импульсы первой последовательности на время 5-10 периодов выходной частоты преобразователя.Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к классу систем управления преобразователями частоты с непосредственной связью, и может быть использовано для питания частотно-управляемых электроприводов переменного тока испецпотребителей.Цель изобретения - улучшение формы кривой при глубоком регулирования выходного напряжения преобразователя,На фиг.1 представлена принципиальная схема трехфазно-однофазногопреобразователя частоты, для управ ления которым предназначен предлагаемый способ; на фиг,2-5 - временные диаграммы импульсов управления ключами преобразователя и эпюры кривых выходного напряжения; при нулевом уровне выходного напряжения, при регулировании выходного напряжения от нуля до Б, при регулировании выходного. напряжения от Б до ГЗБ, при регулировании выходного напряжения от 25 ЗП до 2 Пр соответственно (нумерация диаграмм на фиг.2-5 соответствует нумерации ключей на фиг,1); на фиг.6- функциональная. схема системы управления преобразователей (нумера ция выходов системы управления соответствует нумерации ключей на фиг.1, для управления которыми эти выходы предназначены); на фиг.7. - кривые коэффициентов гармоник выходного напряжения преобразователей для прототипа (кривая 1) и изобретения (кривая 2); на фиг.8 - принципиальная схема преобразователя; на фиг,9 - временные диаграммы импульсов управ ления ключами преобразователя и эпюры кривых выходного напряжения при регулировании от 1,8511 до 2 П ; на фиг.10 - функциональная схема системы управления преобразователей; на 45 фиг.11 - кривые коэффициентов гармо." ник выходного напряжения преобразователя для однозонного регулирования(кривая 1) и для изобретения (кривая 11).50Преобразователь частоты (фиг. 1)содержит однофазные согласующие тран сформаторы 1-3, первичные обмотки 46 которых подсоединены к зажимамтрехфазной сети А, В, С, каждая из вторичных обмоток 7-9 подключена к первой диагонали соответствующей ей однофазной мостовой схемы 10-12, построенных на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью 13-24, Вторыми диагоналями мостовые схемы соединены последовательно между собой и с нагрузкой 25.Принцип формирования выходного напряжения преобразователя заключается в том, что, замыкая ключи 13-24 однофазных мостовых схем 10-12 по определенному алгоритму, в общем контуре суммировани в который включена нагрузка 25, подключают в одном случае одно из фазных напряжений вторичных обмоток 7-9 трансформаторов 1-3, в другом - сумму дву . этих напряжений, в третьем - трех напряжений. При этом во втором случае суммарное напряжение в контуре оказывается равным 31, в третьем случае - 20, Таким образом, весь диапазон регулирования выходного напряжения разбивают на 3 зоны: первая - от нуля до,Б , вторая - от Б до 30 третья - от -ЗУ до 2 Ц В каждой йз указанных зон формируют . свой алгоритм управления ключами.Рассмотрим сущность предложенного способа управления по схеме фиг. и временным диаграммам фиг,2-5.В первой зоне выходное напряжение меняется от нуля до Б. На временных диаграммах 13-24 (фиг.2) приведены импульсы управления ключами 13-24 при нулевом .уровне выходного напряжения (эпюра 25). При этом на интервале с-с замыкают ключами 13, 14, 17, 18, 23, 24, т,е. нагрузка 25 оказыва-. ется закороченной и выходное напряжение равно нулю. На интервале замкнутыми оказываются ключи 15, 16, 17, 18, 23, 24, нагрузка 25 вновь закорачивается, На интервале.- замкнутыми оказываются ключи 15, 16, 17 18, 21, 22, которые также закорачивают нагрузку 25. На всех остальных интервалах отдо Т комбинации замкнутых ключей также обеспечивают закорачивание нагрузки 25, т.е, нулевое напряжение на выходе преобразователя.На верхней границе первой зоны (фиг.Зб) выходное напряжение достигает значения Б . При этом на интер 9вале е - замыкают ключи 14, 15, 17, 18, 23, 24. Ключи 14 и 15 подсоединяют на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 7 трансформатора 1 (напряжение фазы А), вторичные обмотки 8 и 9 трансформаторов 2, 3 от нагрузки оказываются отключенными: клю 1374368чи 17, 18 и 23, 24 закорачивяют вторые диагонали однофязных мостовых схем 11-12 (Фиг.36, эпюра 25). Ня интервале Т,-й замкнутые ключи 15, 16 и 17, 18 закорачивают вторь 1 е диагонали однофазных мостовых схем 10 и 11, а ключи 21 и 24 подключают на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 9 трансформатора 3 в обратной полярности, т.е. на нагрузку 25 подается напряжение фазы С в обратной полярности (-С), На интервале -Т э ключами 15, 16 и 21, 22 закорачивают вторые диагонали мостовых схем 10 и 12, клю 15 чами 18 и 19 на нагрузку 25 подается напряжение вторичной .обмотки 8 трансформатора 2 в прямой полярности, на нагрузке 25 на этом интервале действует напряжение фазы В в прямой полярности (фиг,36, эпюра 25). На последующих интервалах от э до 1, с помощью циклически замыкающихся ключей 13-24 ня нагрузку 25 последовательно подключаются нап 1;:жение. Фаз 25 -А, С, -В, А, -С, В, -А, С, -В, формируя ступенчатую кривую выходного. напряжения преобразователя (Фиг.36,эпюра 25).30Для получения промежуточных значений выходного напряжения в первойзоне (О-Б ) применяют метод щиротно 9(импульсного регулирования (ШИР), при.котором длительность подключения нагрузки 25 к фаэным напряжениям вторичных обмоток 7-9 трансформаторов1-3 регулируется так, что в течениекаждого из интервалов (1 д-С,С -1 ,) часть интервала нагрузка25 оказывается подключенной к одномуиз указанных фазных напряжений (управление ключами 13-24 осуществляетсясогласно временныи диаграммам 13-24,фиг,36), остальную часть интерваланагрузка 25 оказывается закороченной(Фиг,2, управление ключами 13-24 осуществляется согласно временным диаграммам 13-24). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг.Зя. Выходное напряжение в этой зоне иллюстрируется эпюрой 25 (фиг.За). Часть 26 интервала1 д-, соответствует закорачиваниюнагрузки 25 (диаграмма управленияключами по фиг.2), в течение части 2755этого интервала на нагрузку 25 прикладывается напряжение фазы А с вторичной обмотки 7 трансформатора 1(диаграмма управления ключами по фиг.Зб). В дальнейшем аналогично: во время пауз, когда выходное напряжение равно нулю, ключи 13-24 управляются по диаграммам Фиг,2; во время импульсов, когда к нагрузке 25 прикладываются Фазные напряжения А, В, С в прямой или обратной полярности с обмоток 7-9 трансформаторов 1-3, ключи 13-24 управляются пэ диаграммам Фиг,36.На верхней границе второй зоны(фиг.46) выходное п,п 1; яжение достигает знаценияД Б,; Ън". этом на интерФ вале С -С, зяыклэтся ключи 14, 15,17, 18, 21, 24, ".л". 14 и 15 подсоединяют на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 7 трансформатора 1 (напряжение фазы А), ключи 17, 18 закорацивают вторую диагональ мостовой схемы 11, отключая, таким образом, от нагрузки 25 вторичную обмотку 8 трансформатора 2, я ключи 21 и 24 под соединяют на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 9 трансформатора 3 в обратной полярности (Фаза -С). Напряжение фаз А и -С, суммируясь в общем контуре, дают на нагрузке 25 напряжение 28, величина которого в ГЗ раз больше У (фиг.46, эпюра 25). На интервале ,- замкнутые ключи 15 и 16 закорачивают вторую диагональ мостовой схемы 10, ключи 18 и 19 подключают на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 8 трансформатора 2 в прямой полярности (фаза В), а клю чи 21 и 24 - напряжение вторичной обмотки 9 трансформатора 3 в обратной полярности (фаза -С). Напряжения фаз В и -С, суммируясь в общем контуре, дают на нагрузке 25 напряжение 29, величина которого также в 43 раз больше Н и которое сдвинуто относительно напряжения 28 на 60 эл. град (эпюра 25, фиг.46). На интервалезамкнутые ключи 13 и 16 подклюэчают на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 7 трансформатора 1 в обратной полярности (фаза А), ключи 18 и 19 подключают на нагрузку 25 на. пряжение вторичной обмотки 8 трансформатора 2 в прямой полярности (фаза В), а ключи 21 и 22 закорачивают вторую диагональ мостовой схемы 12. Напряжения фаз -А, В, суммируясь в общем контуре, дают на нагрузке 25 напряжение 30, также равное -13 Цр и сдвинутое относительно 29 на 60 эл.град. (Фиг.46, эпюра 25). На последующих интервалах отдо , с помощью циклически замыкающихся ключей 13-24 на нагрузку 25 последовательно5 подключают напряжения: 31, 32, 33, 28, 29, 30, 31, 32, 33, равные по ве. личине .ГЗ У и сдвинутые между собой на 60 эл, град.На нагрузке 25 формируется сту пенчатая кривая выходного напряжения (фиг.46, эпюра).Дпя получения промежуточных значе. ний выходного напряжения во второй зоне (У -3 П ) применяют метод ШИР, при котором длительность подключения нагрузки 25 к фазам напряжения вторичных обмоток 7-9 трансфоматоров 1- 3. регулируют так, что в течение каждого из интервалов ( - ,-С20,) часть интервала нагрузка 25 оказывается подключенной к двум из указанных фазных напряжений (фиг.46, управление ключами 13-24 осуществляется согласно временным 25 диаграммам 13-24), остальную часть интервала нагрузка 25 оказывается подключенной к одному из фазных напряжений (фиг,36, управление ключами 13-24 осуществляется согласно времен. 30 ным диаграммам 13-24). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют фиг.4 а. Выходное напряжение в этой зоне иллюстрируется эпюрой 25 (фиг.4 а). Часть 34 ин 35 тервала 1 -, соответствует подключе. нию нагрузки 25 к напряжению 28,. по" лученному суммированием напряжений вторичных обмоток 7 и 9 трансформаторов 1 и 3 (диаграмма управления ключами по фиг,46), в течение части 35 этого интервала на нагрузку 25 прикладывается напряжение Фазы А со вторичной обмотки 7 трансформатора 1 (диаграмма управления ключами по фиг.36). В дальнейшем аналогично: во время пауз, когда выходное напряжение равно Б,р, ключами 13-24 управляют по диаграммам фиг.36," во время импульсов, когда к нагрузке 25 прикладываются напряжения 28-33, ключами 13-1450 управляют по диаграммам Фиг,46.На верхней границе третьей зоны (фиг.56) выходное напряжение достигает значения 2 Б , При этом на интервале й -Т, замыкают ключи 14, 15, 18, 19, 21, 24. Ключи 14 и 15 подсоединяют на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 7 трансформатора 1 (напряжение Фазы А в прямой полярности),ключи 18 и 19 подсоединяют на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 8трансформатора 2 (напряжение фазы Вв прямой полярности), а ключи и 24подсоединяют на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 9 трансформатора 3 в обратной полярности (Фаза -С).Напряжения фаз. А, В, -С, суммируясьв общем коуре, дают на нагрузке 25напряжение Зб, величина которого в2 раза больше Ь (Фиг.56. эпюра 25).На интервале с,- замкнутые ключи13 и 16 подключают на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 7 трансформатора 1 в обратной полярности(фаза -А), ключи 18 и 19 - напряжение вторичной обмотки 8 трансформатора 2 (фаза В в прямой полярности),ключи 21 и 24 - напряженле вторично:обмотки 9 трансформатора 3 в. обратной полярности (фаза -С). НапряженияФаз -А,.В, -С, суммируясь в общемконтуре, дают на нагрузке 25 напряжение 37, величина которого также в 2раза больше 0 (эпюра 25, Фиг,56) икоторое сдвинуто относительно напряжения 36 на 60 эл.град. На интервале1 -й з замкнутые ключи 13 и 16 подключают на нагрузку 25 напряжение вторичной обмотки 7 трансформатора 1 вобратной полярности (фаза -А) ключи18 и 19 - напряжение вторичной обмотки 9 трансформатора 2 (фаза В впрямой полярности), ключи 22 и 23 напряжение вторичной обмотки 9 трансформатора 3 (фаза С в прямой полярности). Напряжения фаз -А,.В и -С,суммируясь в общем контуре, дают нанагрузке 25 напряжение 38, равное211 и сдвинутое относительно напряжеТния 37 на 60 эл.град, (фиг.56, эпюра 25). На последующих интервалах отС до С, с помощью циклически замыкающихся ключей 13-24 на нагрузку 25последовательно подключаются напряжения 39, 40, 41, 36, 37, 38, 39, 40,41. равные по величине 2. и сдвинутые между собой на 60 эл. град. На нагрузке 25 Формируется ступенчатаякривая выходного напряжения (фиг.56эпюра 25),Для получения промежуточных значений выходного напряжения в третьейзоне -ГЗ Б -2 Б применяется метод 1 ЦИР,при котором длительность подключениянагрузки 25 к Фазным напряжениям вто.ричных обмоток 7-9 трансформаторов 1-3Х Х,2 - 2 гз регулируется так, что в течение каждого из интервалов (Т -, 1-Сг, 1 г-Т,) часть интервала нагрузка 25 оказывается подключенной к трем из указанных фазных напряжений (фиг.56, управление ключами 13-24 осуществляют согласно временным диаграммам 13-24), остальную часть интер. вала нагрузка 25 оказывается подключенной к двум из фазных напряжений (фиг.46, управление ключами 13-24 осуществляют согласно временным 13- 24). В результате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуют на фиг.5 а. Выходное напряжение в этой зоне иллюстрируется эпюрой 25 (фиг.5 а). Часть 42 интервала й - соответствует подключению нагрузки 25 кнапряжению 36, получаемому суммированием напряжений вторичных обмсток 7-9 трансформаторов 1-3 (диаграм." ма управления клячами по фиг.56), в течение части 43 этого интервала на нагрузку 25 прикладывае-ся напряже - ние 28, получаемое сумм:ованием напряжений вторичных обмоток 7 и 9 трансформаторов 1 и 3 (диаграмма управления ключами по фиг,46).В дальнейшем аналогично: во время пауз когда выходное напряжение равно 3 Б,р, ключи 13-24 управляют по диаграммам фиг,46; во время импульсов, когда к нагрузке 25 прикладываются фазные напряжения 36-41, ключи 13-41 управляются по диаграммам фиг.56.Способ управления обеспечивает формирование кривой выходного напряжения преобразователя, обладающей меньшими искажениями во всем диапазоСхема работает следующим образом.Задающий генератор 44 формирует последовательность коротких импульсов с частотой, в 6 раз превышающей частоту управления. Пересчетная цепь 45 под действием указанных импульсов формирует на выходах 4 бтри последовательности прямоугольных импульсов Х,-Хз, длительность которых рав 5 10 15 20 30 35 не регулирования, чем в случае применения известного способа. На фиг,7приведены графики зависимости коэффициента гармоник по напряжению К,от глубины регулированиядля известного способа (кривая 1) и изобре.тения (кривая 2), Видно, что коэффициент гармоник по изобретению существенно ниже,функциональная схема системы управления преобразователей (фиг.б)состоит из задающего генератора 44,выход которого подс,епинен к входупересчетной цепи на три 45, Три выхода пересчетной цепи 46-48 подаютсяна логические ячейки НЕ 49-51, на логический блок 52 и на выходы схем 20,14, 24 соответственно. Выходы 53-55логических ячеек НЕ также подаютсяна логический блок 52 и выходы схем18, 16, 22 соответственно, Кроме того, схема управления включает генератор 56 пилообразного напряжения икомпараторы 57-59 с прямыми 60-62 иинверсными 63-65 выходами, подключенными к логическому блоку 52. Первыевходы компараторов подключают к источникам опорного напряжения У -Боичем 0 э 30 оп ф 11 опг 211 мВторые входы компараторов объединенымежду собой и подключены к выходу генератора 56 пилообразного напряжения.Выходное напряжение генератора 56сумьируется с управляющим напряжением регулируемого источника 66 (нафиг.б генератор пилообразного напряжения 56 включен последовательно срегулируемым источником 66). Логический блок 52 построен по следующим логическим выражениям: на 180 эл,грац, сдвинутых между собой на 60 эл.град. С помощью логических ячеек НЕ 49-51 на их выходах 53-55 формируются еще три аналогичные импульсные последовательности Х 4-Х, сдвинутые относительно последовательности 46-48 на 180 эл.град.При нулевом значении регулируемого источника 66 напряжения на вторыевходы компараторов 57-59 поступают пилообразное напряжение генератора 56, Амплитуда напряжения этого генератора равна опорному напряжению Б,п подаваемому на 1-й вход компаратора 57. На прямом выходе 60 этого компаратора действует нулевой уровень напряжения У Так как амплитуда пилообразного напряжения генератора 56 10 меньше Б п и П , то на прямых выходах 61 и 62 компараторов 58 и 59 также действуют нулевые уровни напряжения Х , У , Логический блок 52 реализует логические выражения (1). В результате на выходах 13-24 схемы управления появляются импульсы 2, 2 соответствующие временным диаграммам фиг.2При уровне напряжения регулируемо го источника 66, находящегося в пределах 0-П , этот уровень напряжения суммируется с пилообразным напряжением генератора 56 и на прямом выходе 60 компаратора 57 появляются кратковременные импульсы единичного, а на инверсном выходе 63-нулевого уровня напряжения У. Логический блок 52, реализуя зависимости (1), поочередно подключает на управляющие зажимы ключей 13-24 импульсы Е, -Е на временные диаграммам фиг.2 и 36. В результате формируются временные диаграммы по фиг.За и напряжение по эпюре 25 фигЗа.При уровне напряжения регулируемого источника 66, равном Пна вторые входы компараторов 57-59 поступает напряжение, равное как и ранее сумме пилообразного напряжения гене ратора 56 и Б и, . Поэтому на прямом выходе 60 компаратора 57 действует постоянное напряжение единичного уровня У на Инверсном выходе 63 - нулево Го уровня У 1 ак как амплиту 45 да суммарного напряжения на вторых входах компараторов 57-59 меньше 11 , и Бто на прямых выходах 61 и 62 компараторов 58 и 59 действуют нулевые уровни напряжений У ,У . Логический блок 52 реализует зависимос 50 ти (1). В результате на выходах 13- 24 схемы управления появляются импульсы 2 -2 , соответствующие временным диаграммам фиг.36При уровне напряжения источника 66 в пределах Б , -11 ппна прямом выходе 61 компаратора 58.появляются кратковременные импульсы У единичного а на инверсном выходе 64-нулевого уровня напряжения У . Логическийблок 52, реализуя зависимости (1),поочередно подключает на управляющиезажимы ключей 13-24 импульсы Е, -24по временным диаграммам фиг.36 и 46.В результате формируются временныедиаграммы по фиг.4 а. Преобразовательработает во второй зоне, на его выходе формир. тся напряжение по эпюре 25 фиг.4 а.При уровне нагряжения регулируемого источника 66, равном П, на пря"оп фмых выходах 60 и 6 компараторов 57и 58 действует постоянное напряжениеединичного уровня У У , а на инверсных выходах 63 и 64 - постоянное напряжение нулевого уровня УУ . На прямом 62 и на инверсном 65выходах компаратора 59 действуют нулевой У и единичный У уровни напр "жения соответственно,Логический блок 52 реализует зависимости .(1). В результате на выходах13-24 схемы управления появляются импульсы Е, -Е, соответствующие Временным диаграммам фиг,46,При уровне напряжения источникабб, находящегося в пределах Бна прямом выходе 62 компаратора 59 появляются кратковременныеимпульсы единичного У , а на инверсно,выходе 65 - нулевого уровня напряжения 7,. Логический блок 52, реализуязависимости (1), поочередно подключа.ет на управляющие зажимы ключей 1324 импульсы Е, -2 по временным диаграммам фиг.46 и 56. В результатеформируются диаграммы по фиг.5 а и напряжение по эпюре 25 фиг.5 а.При уровне напряжения источникабб, равном Б, на прямых выходах60-62 компараторов 57-59 оказываютсянапряжения единичного уровня У,-Уз,на инверсных выходах 63-65 - нулевогоуровня У, -Уэ . Логический блок 52 реализует зависимости (1). В результатсна выходах 13-24 схемы у:вправления появляются импульсы Е,з -2, соответствующие временным диаграммам фиг.56.Напряжение на выходе преобразователядостигает максимального значения(фиг,56, эпюра 25). При данном способе управления К,.о во всем диапазоне регулирования существенно ниже (кривая 2), чем у прототипа (кривая 1), 1374368Преобразователь частоты (фиг.8) содержит однофазные согласующие трансформаторы 67-69, первичные обмотки 70-72 которых имеют отпайки 73- 75. Выводы 76-78 первичных обмоток5 подсоединены к зажимам трехфазной сети А, В, С, выводы 79-81 - к входам трехфазного вентильного моста 82, отпайки 73-75 подсоединены к входам 10 трехфазного вентильного моста 83. К выходам мостов 82-83 подсоединены управляемые ключи 84 и 85. Каждая из вторичных обмоток 86-88 подключена к первым диагоналям соответствующих од нофазных мостовых схем 89-91, построенных на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью 92- 103. Вторыми диагоналями мостовые схемы соединены последовательно меж ду собой и с нагрузкой 104.Принцип формирования и регулирования выходного напряжения преобразователя заключается в том, что диапазон регулирования разбивается на четыре 25 зоны и в каждой из них осуществляется ШИР напряжения. При этом, замыкая клю чи 92-103 однофазных мостовых схем 89-91 по определенному алгоритму, в общем контуре суммирования, в который 30 включена нагрузка 104, получают в пер вой зоне одно из фазных напряжений вторичных обмоток 86-88 трансформаторов 67-69, во второй зоне - сумму. двух этих напряжений, в третьей - трех и в четвертой - двух или трех35 напряжений. При этом во второй зоне суммарное напряжение в контуре оказывается равным 13 Б, . в третьей и четвертой зонах - 20,Р. Замыкание клю.40 ча 84 осуществляет полное подключение первичных обмоток 70-72 трансформаторов 67-69 к фазам сети. Замыкание ключа 85 осуществляет неполное (до отпаек 73-75) подключение первичных об 45 моток 70-72 трансформаторов 67-.69 к Фазам сети, вследствие чего повышается коэффициент трансформации. В первой, второй и третьей зонах ключ 84 замкнут,. ключ 85 разомкнут. В четвертой зоне оба ключа 84 и 85 замыкают 50 ся попеременно для симметрирования выходного напряжения преобразователя, В каждой из укаэанных зон формируют свой алгоритм управления ключами. Рассмотрим сущность предложенногоспособа управленя по схеме фиг.8 и временным диаграммам фиг.2 5 ь 9. Диапазоны регулирования выходного напряжения преобразователь разбивают на четыре эоны и формируют пять импульсных последовательностей для управления ключами преобразователя. В первых трех зонах формирование кри" вых выходного напряжения преобразователя осуществляется с помощью идентичных первых четырех последовательностей управляющих импульсов для ключей 92-103. Эти последовательности описаны выше. На Фиг.2-5 на временных диаграммах и эпюре напряжения в скобках указавши обозначения для схемы по фиг,8. Формы кривых напряжения на на- грузке 104 иден-ич.ь 1 Фиг.2-5 а. Для первых трех зон на управляющий зажим ключа 84 подают отпирающий, а на управляющий зажим ключа 85 - запирающий потенциалы.На верхней границе четвертой зоны (фиг.9 б) выходное напряжение достигает значения 2 У . При этом на интервале т,-, замыкают ключи 93, 94, 97, 98, 00, 84. Ключи 93 и 94 подсоединяют на нагрузку 104 напряжение вторичной обмотки 86 трансформатора 67 (напряжение фазы А в прямой полярности), ключи 97 и 98 подсоединяют на нагрузку 104 напряжение вторичной обмотки 8 трансформатора 68 (напряжение фазы В в прямой полярности), а ключи 100 и 103 подсоединяют на нагрузку 104 напряжение вторичной обмотки 88 трансформатора 69 в обратной полярности (фаза -С). При этом замкнут ключ 84, обеспечивающий полное подключение первичных обмоток трансформаторов 67-69 к фазам сети.Напряжения фаз А, В, -С, суммируясь в общем контуре, дают на нагрузке 104 напряжение 105, величина которого равна 2 У (фиг.9 б, эпюра 104). На интервале , -й замкнутые ключи 92 и 93 закорачивают вторую диагональ мосто-. вой схемы 89, отключая таким образом, от нагрузки 104 вторичную обмотку 86трансформатора 67, ключи 97 и 98 подкнючают на нагрузку 104 напряжение вторичной обмотки 87 трансформатора 68 в прямой полярности (фаза В), кшочи 100 и 103 - напряжение вторичнойобмотки 88 трансформатора 69 в обратной полярности (Фаза -С). Так как сумма напряжений фаз В, -С равна.ГЗ Ц то включают ключ 85 и на нагрузке 104выделяется напряжение 106, равное, 2 Б, (фиг.9 б, эпюра 104), сдвинутоеотносительно напряжения 105 на 30 эл.град. На последующих интервалах отдос помощью циклически замыкающихся ключей 92-103, 84, 85 на на-грузку 104 последовательно подключаются напряжения 107, 108, 109, 110, 111, 106, 112, 113, 114, 115, 105, 106 107 в 108 ф 109 ь 110 э 111.в 10 бэ 112, 113, 114, 115, равные по величине 2 Б и сдвинутые между собой на 30 эл, град. На нагрузке 104 Формируется ступенчатая кривая выходного напряжения (фиг.9 б, эпюра 104).15Так Формируется пятая последоваф тельность импульсов управления ключами (фиг.9 б, эпюры 92-103, 84, 85). Импульсы управления ключами, точки соединения которых образуют первые диагонали мостовых схем (например, ключами 92, 93 или ключами 94, 95 мостовой схемы 89), оказываются сдвинутыми между собой по Фазе на 210 эл. град. 25Для получения промежуточных значений выходного напряжения в четвертойзоне 1,850 -2 Б применяют метод ШИР,при котором длйтельность подключениянагрузки 104 к фазным напряжениямвторичных обмоток 86-89 трансформаторов 67-69 регулируется так, что в течение каждого из интервалов (С -й"аф") часть интервала нагрузка 104 сказывается подключенной к трем или двум из указанных фазныхнапряжений (Фиг,9 б, управление ключами 92-103, 84, 85 осуществляют согласно временным диаграммам 92-103,84, 85), остальную часть интервала 40 нагрузка 104 оказывается отключеннойот указанных фазных напряжений(фиг.2, управление ключами 92-103,84, 85 осуществляют согласно временным диаграммам 92-103, 84, 85). Врезультате диаграммы управления ключами в этой зоне соответствуютФиг.9 а, Выходное напряжение в этойзоне иллюстрируется эпюрой 104 фиг. 9 а. Часть 116 интервала г. -т соответствует подключению нагрузки 104 к напряжению 105, получаемому суммированием напряжений вторичных обмоток 86.88 трансформаторов 67-69 при замкнутом ключе 84 (диаграмма управления ключами по фиг.9 б), в течение части117 этого интервала на нагрузку 104 напряжение не подается (диаграмма управления ключами по фиг.2),В дальнейшем аналогично; во время пауз, когда выходное напряжение равно нулю, ключами 92-103, 84, 85 управляют по диаграммам фиг.2; во время импульсов, когда к нагрузке 104 прикладываются фазные напряжения 105-115, ключами 92-103, 84, 85 управляют по диаграммам фиг.9 б.Данный способ управления обеспечивает формирогание кривой выходного напряжения преобразователя (кривая 11), обладающей меньшими искажениями во всем диапазоне регулирования, чем в прототипе (крива" 1).Схема устройства, реализующего предлагаемый способ управления (фиг.10), состоит из задающего генератора 118, выход которого соединен со счетным входом Т-триггера 119, прямой выход 120 которого подсоединен к входу пересчетной цепи на три 121, а инверсный 122 - к входу пере- счетной цепи на три 123 и логическому блоку 124. Три выхода 125-127 пересчетной цепи 121 подают на логические ячейки НЕ 128-130 и на логический блок 124, Три выхода 131-133 пе.-" ресчетной цепи 123 подают на логический блок 124. Выхоцы 134-136 логических ячеек НЕ подают на логический блок 124. Кроме того, схема управления включает генератор 137 пилообра-,- ного напряжения и компараторы 138- 141 с прямыми 142-145 и инверсными 146-149 выходами, подключенными к логическому блоку 124, причем выходы компаратора 141 подключают также и к одинаковым устройствам 150 и 151 задержки сигналов, обеспечивающим задержку на время 5-10 периодов выходной частоты преобразователя, выходы 152 и 153 которых подают на логический блок 124. Первые входы компараторов подключают к источникам опорного напряжения Б , -П ло, причем 1 оп+ = 0 э 8130 олз вполз = 3 цол ол =2 Бо, . Вторые входы компараторов 138-140 объединены между собой и подключены к выходу генератора 137 пилообразного напряжения. Второй вход компаратора 141 подключен непосредственно к источнику 154 регулируемого напряжения. Выходное напряжение генератора 137 суммируется с управляющим напряжением регулируемого источника 154, содержащего ключевой транзистор 155 (на фиг.10 генератор 137 пилообразного напряжения включен(2) 9 Ф 2 в 2 гг 29 г 296 21 оа 99 2 ю 1 21 оз Р, Р,. Р 28 В 02 в, = 2 последовательно с регулируемым источником 154) . Логический блок 124 поСхема работает следующим образом.Задающий генератор 18 формируетпоследовательность коротких импульсов с частотой, в 12 раз превышающейчастоту управления. Эти импульсы поступают на счетный вход Т-триггера119, на прямом 120 и инверсном 122выходах которого после ";того появляются импульсы с частотой, в 2 разаменьшей частоты генератора 118. Пере-счетная цепь 121 под действием импульсов с прямого выхода 120 триггера 119 формирует на выходах 125-127 30три последовательности прямоугольныхимпульсов, длительность которых равна 180 эл.град., сдвинутых между собой на 60 эл.град . Пересчетная цепь123 под действием импульсов с инверсного выхода 122 триггера 119 формиру 35ет на выходах 131-133 три последовательности прямоугольных импульсов,сдвинутых каждая относительно соответствующей последовательности 125- 40127 на 30 эл.град.С помощью логических ячеек НЕ 128-130 на их выходах134-136 формируются еще три аналогичные импульсные последовательности,сдвинутые относительно последовательностей 125-127 на 180 эл.град,Работа схемы управления в первыхтрех зонах аналогична работе схемыуправления по фиг.6. Временные диагр:лбы импульсов управления и эпюры50напряжения на нагрузке 104 соответствуют фиг.2-5 а. При этом логическийблок 124 реализует зависимости (2).Верхним пределом третьей зоны является выхоцное напряжение равное1,850 . При этом уровень опорного напряжейия источника 154 достигает значения Б= 0,81311, , В результатесрабатывает компаратор 141 и на его строен по следующим логическим выражениям: прямом выходе 145 появляется единичный уровень напряжения,а на инверсном 149 - нулевой. При этом закрыва-.ется ранее открытый единичньы уровнем с выхода 149 компаратора 141 ключевой транзистор 155, иэ-эа чегоскачком поднимается напряжение регулируемого источника 154 до величины,необходимой для получения на выходепреобразователя одинакового действующего значения напряжения в моментокончания третьей зоны и в момент начала четвертой зоны регулирования.Вследствие срабатывания компаратора141 логический блок 124 на своих выходах 92-103 реализует временную диаграмму по фиг.2 для первой последовательности. При этом на управляющийзажим ключа 84 подается отпирающий,а на управляющий зажим ключа 85 - запирающий потенциалы. На выходе преобразователя отсутствует напряжение,Это длится в течение задержки устройств 150 и 151 задержки, равной 510 периодам выходного напряжения преобразователя, затем на выходе 152устройства 150 задержки появляетсяединичный уровень напряжения, а навыходе 153 устройства 151 задержкинулевой уровень напряжения, В результате по зависимостям (2) реализуютсявременные диаграммы фиг,9 а. Преобразователь работает в четвертой зоне,на его выходе формируется напряжениепо эпюре 104 фиг.9 а,При уровне напряжения источника154, равном Б,з на прямом выходе 144компаратора 140 оказывается напряжение единичного уровня, а на инверсном выходе 148 - нулевого уровня. Врезультате на выходах 92-103, 84, 85схемы управления действуют импульсы