Способ управления трехфазным мостовым инвертором

(088.8) Опубликовано 15,09.77, Бюллетень34Дата опублпкования описания 29.09.77 ло делам изобретен и открытии 2) Авторы изобретени Б. Е. Калашников Эпштейн О, Кривицкий, В. И. Поляк(71) Заявите 54) ОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ Изобретение относится к способам управления регулируемыми статическими преобразователями частоты с автономными инверторами и может найти, применение в регулируемых источниках переменного тока, в частности для питания частотно-регулируемого электропривода.Одним из способов регулирования выходного напряжения автономного инвертора является широтно-импульсное регулирование, суть, которого заключается в том, что за счет специальной программы работы вентилей инвертора изменяют деятельность импульсов напряжения неизменной амплитуды.Известно устройство для управления однофазным инвертором 1, в котором применен способ регулирования, использующий синусоидальную широтно-импульсную модуляцию. Суть способа состоит в том, что длительность включенного состояния вентилей в течение полупериода изменяют по синусоидаль ному закону.Такой способ управления инвертором имеет существенные недостатки:,переключение вентилей одной из фаз вызывает изменение напряжения в других фазах, вследствие чего закон изменения выходного напряжения не соответствует закону управления инвертором, задание, программы переключения вентилей связано с применением сложных систем сударствеииый комитет (23) Приоритетвета Министров СССР управления (использование высокой несущейчастоты увеличивает коммутационные потерив инверторе),Известен также способ управления инвертором, по которому часть шестидесятиградусного интервала периода ,выходной частотывентилей включают в рабочее состояние, аостальную часть - в нулевое состояние, засчет чего производят регулирование выходно 10 го напряжения инвертора 2.Однако по известному способу, примерыосуществления которого приведены выше, невозможно обеспечить нормальную работу нагрузки (электропривода) в области низких15 частот, вследствие ухудшения гармонического состава выходного напряжения инвертора.Наиболее близким техническим решениемк изобретению является способ, который осуществлен в устройстве по 3, согласно ко 20 торому для улучшения гармонического состава выходного напряжения трехфазного инвертора при широтно-импульсном регулировании шестидесятиградусный интервал делятна ряд циклов, в каждом цикле вначале про 25 изводят включение вентилей в рабочее состояние на время интегрирования входногонапряжения инвертора до величины уставки,после чего производят выключение вентиляпоследовательной фазы до конца цикла (ну 30 левое состояние), 3 5728912 . 60(и - и - , 1)гг", з 1 п 1 3 ггг У, ип2 . 60 (и - 1)узтгде г.гг - напряжение, пропорциональное заданной величине выходного напряжения.Предлагаемый способ управления трехфаз ным мостовым инвертором заключается в том, что интервал времени, равный шестидесяти электрическим градусам делят на 2 т равномерных циклов. Выделяют циклы с исходным и последующим рабочими состояниями вентилей (рабочему состоянию соответствует определенное положение,результирующего вектора выходного напряжения автономного инвертора на плоскости фаз нагрузки). Определяют такой порядок включения вентилей, при котором соответствующее исходное и последующее рабочее состояния получают в течение различных циклов каждого шестидесятиградусного интервала, причем одновременно отключают вентиль последовательной фазы при переходе в нулевое состояние (нулевое состояние соответствует нулю выходного напряжения и нулевому значению результирующего вектора) . Интегрирует входное напряжение инвертора в течение каждого цикла от нуля до значения уставки, величина которой принимает соответственно значение 2 60(т - л + 1)У з 1 пуз 55 2 . 60 (и - 1))3тгде сгг - напряжение, пропорциональное за данной величине выходного напряжения. Длительность рабочих состояний вентилей от цикла к циклу изменяют дискретно в функции числа в соответствии с изменением величины уставки, причем требуемые соотноше Однако существующий способ нс позволяет уменьшить величины гармоник, близких к основной, в кривой выходного напряжения инвертора, больше чем в К раз относительно основной (К в порядок гармоник), что в об ласти низких частот порядка 1 в : 2 Гц приводит к явлению шагания двигателя.Целью изобретения является улучшение гармонического состава выходного напряжения трехфазного мостового инвертора при 10 широтно-импульсном регулировании.Это достигается тем, что число циклов переключения вентилей в каждом из шестидесятиградусных интервалов периода задают равным 2 т, причем в нечетные циклы поряд ка (2 и - 1) включают вентили в исходное рабочее состояние, а в четное циклы порядка 2 п включают вентили в последующее рабочее состояние, при этом уставкам перед интегрированием придают соответственно зиа чения иия времен рабочсго и нулевого состояний поддерживают в течение каждого цикла. Далее формируют требуемую диаграмму управляющих сигналов вентилей инвертора.На чертеже представлена блок-схема устройства, реализующего предлагаемый способ.Устройство включает задающий генератор 1 с частотой в 2 т раз выше выходной частоты инвертора и регулируемой в функции сигнала задания по частоте Уг, делитель 2 частоты задающего генератора в 2 т раз с промежуточными выходами, кольцевую пересчетную схему 3, логические схемы 4, 5 учета состояния элементов делителя частоты и пересчет- ного кольца, интегратор 6 входного напряжения инвертора с устройством 7 изменения уставки интегрирования и выходную логическую схему 8 совпадения.В схемах 2, 4 осуществляют деление шестидесятиградусного интервала на 2 т равномерных циклов и выделяют циклы с исходным и последующим рабочими состояниями вентилей инвертора (нечетные и четные). Порядок ,работы вентилей, соответствующий исходному и последующему рабочим состояниям в течение различных циклов каждого шестидесятиградусного интервала задают схемы 3 и 5.Эти схемы также выключают вентиль последовательной фазы при переходе в нулевое состоявне . Интегратор 6, осуществляя интегрирование входного напряжения инвертора в течение каждого цикла от нуля до определенной уставки, задает длительность рабочих состояний вентилей в течение циклов, причем величина уставки принимает соответственно значения:2 . 60(т - л + 1)з 1 п3ти2, 60 (и - 1)г.г, з 1 п)/3 тНа один из входов интегратора 6 поступают импульсы задающего генератора 1 в начале цикла и определяющие моменты начала интегрирования. На другой вход подают сигнал уставки интегрирования, пропорциональный желаемой величине выходного напряжения инвертора, причем в устройстве 7 изменения уставки коэффициент пропорциональности дискретно изменяют от цикла к циклу в функции сигналов схемы 4, что обеспечивает требуемые соотношения времен рабочего и нулевого состояний вентилей в течение каждого цикла, Таким образом, в вышеперечисленных узлах выделяется вся информация, необходимая для управления вентилями инвертора. Эта информация с выходов лопической схемы 5 учета состояния пересчетного кольца, логической схемы 4 учета состояния делителя частоты и интегратора 6 поступает в логическую схему 8 совпадения, в котооой осуществляют формирование соответствующей диаграммы управляющих сигналов вентилей инверторасРедактор Н, Хлудова Корректор О. Тюрина Заказ 2145/4 Изд,769 Тираж 917 ИПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж.35, Раушская наб д. 4/5Подписное Типография, пр, Сапунова, 2 5Использование приведенного способа управления трехфазным мостовым инвертором существенно улучшает гармонический со- став выходного напряжения инвертора при регулировании, При этом исключают явление шагания питаемых двигателей в области низиих частот и малых напряжений. Формула изобретенияСпособ управления трехфааным мостовым инвертором с широтно-импульсным регулированием, состоящий в том, что осуществляют деление шестидесятиградусных интервалов на ряд циклов с последующим включением вентилей в одно из рабочих состояний в начале цикла на время интегрирования входного напряжения инвертора от нуля до величины уставки и последующим переключением вентилей в нулевое состояние до конца цикла, отли,чающийся тем, что, с целью улучшения гармонического состава выходного на:- пряжения трехфазного мостового инвертора, число циклов переключения вентилей в каждом из шестидесятиградусных интервалов периода задают равным 2 т, причем в нечетные циклы порядка (2 п - 1) включают вентили в исходное рабочее состояние, а в четные циклы порядка 2 п включают вентили в после дующее рабочее состояние, при этом уставкам перед интегрврованием придают соответстве,нно значения)3т10и 2, б 0 (л - 1) й з 1 п УЗ т где У - напряжение, пропорциональное за 15 данной величине выходного напряжения.Источниюи информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США3360711, кл. 321-18,20 опубл. в 196 г. 2. Патент США3423662, кл. 321-.5,опубл. в 1969 г,3. Авторское свидетельство318127,кл. Н 02 М 1/08, 1969.