Способ управления преобразователем частоты

11 752 б 88 ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Соеетских Социалистических Республик(22) Заявлено 14.12,77 (21) 2553382/24-07с присоединением заявки-1) М. Кл.Н 02 М 7/515// //Н 02 Р 13/16 Приорите судерстееннын комитет 3) УДК 621,314,5(43) Опубликовано 30.07,80. Бюллетень28 (45) Дата опубликования описания 30.07.80 по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения Г М. Иньков, И. П, Исаев, В, В. Литовченкоров, М, И. Озеров и Н. А, Ротанов енина и ордена Трудового Красного Знаменеиеров железнодорожного транспорта Вотчицев, Ю,О. С. Наза ский ордена Л институт инж(71) Заявитель Моско 4) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ ЧАСТОТЫая,способов являования выходной яется частотой а выходе инвер Изобретение относится к способам управления вентильным преобразователем частоты, предназначенным для регулирования режимов работы асинхронного, в том числе и тягового, двигателя, подключенного через 5 преобразователь к источнику питания. Предложенный способ может найти преимущественное применение в двухзвенных преобразователях, в частности состоящих из автономного инвертора (АИ) и непосредст венного преобразователя частоты (НПЧ).В общем случае во входном звене преобразователя могут быть включены выпрямитель и автономный инвертор, или непосредственный преобразователь частоты с искус ственной коммутацией, или любой источник переменного тока с плавно регулируемой частотой.Известные способы управления преобразователями данной структуры и реализую щие их устройства 1 состоят в том, что подача управляющих импульсов на вентили силовых цепей АИ и НПЧ осуществляется таким образом, чтобы регулирование выходной частоты осуществлялось в выходном 25 звене.Недостатками известныхются дискретность регулирчастоты, которая определпеременного напряжения н тора (промежуточной частотой преобразователя) и числом фаз на входе НПЧ, причем верхний предел выходной частоты зависит от промежуточной частоты преобразователя и числа фаз в промежуточном звене и на выходе второго звена.Введение переменного по полуперподу выходного напряжения угла регулирования НПЧ позволяет повысить плавность регулирования выходной частоты преобразователя, но усложняет систему управления НПЧ п затрудняет компенсацию реактивной мощности на его входе, что увеличивает установленную мощность электрооборудования АИ и преобразователя в целом. Поэтому НПЧ с переменным углом регулирования, изменяющимся по синусоидальному или треугольному закону, не нашли практического применения в электроприводах с исполнительными двигателями переменного тока.Можно повысить плавность регулиров ния выходной частоты преобр азов ател выбирая неодинаковым число полуволн напряжения промежуточной частоты, формирующих полупериоды кривой выходного напряжения НПЧ.В этом случае выходное напряжение будет содержать субгармонические и постоянную составляющие, что недопустимо приработе г;реооразоватсля на асшхропныйдвигатель,Предложенный способ имеет целью устранение указанных недостатков, Эта цельдостигается тем, что весь диапазон регулировапия выходной частоты разбивают наподдпапазопы, внутри каждого из которыхрегулирование выходной частоты осуществляют посредством изменения частоты источника питания НПЧ при сохранении пе Опзмепной кратности отношения входной ивыходной частот НП" 1, а при переходес одного поддиапазона па другой - путемизменения указанной кратности прп сохранегпш неизменной начальной выходной частоты па последующем поддиапазопе и конечпой выходной частоты на предыдущемподдпапазоне.Способ поясняется на примере преобразователя, во входном звене которого установлеп автономный инвертор 1 АИ) токаплп наприкения, а в выходном звене - непосредственный преобразователь частоты(НПЧ). Структурная схема преобразователя изображена на фиг, 1, где 1 - АИ, 2 - 25НПЧ. При этом АИ может быть выполненкак с одпофазным, так н с трехфазпым Выходом, Соответственно и НПЧ должениметь однофазный или трехфазный вход.На фпг, 2 представлены даграх:,ы папряжешй в промежуточном звене У,и навыходе Г, двухзвеппого преобразователя,силовые цепи которого содержат автономНомер поддпапазона Кк)1,171875 в ,343752)3435 - 4,68754,6875 в ,3759,375 в ,7518,75 - 37,537,5 - 7575 - 150 192 96 48 24 126 3 255 в 4 То жепа выходе автономного инвертора уменьша ется установленная мощность элементовсиловой цепи инвертора, а следовательно, и преобразователя в целом. Применение способа особенно целесообразно в преобразователях, предназначенных для частотного 40 регулирования электроприводов с асинхронными двигателями и, в частности, тяговых приводов. Формула изобретения 45Способ управления преобразователемчастоты, содержащим источник питания повышенной регулируемой частоты с подключенным к его выходу ппеобпазовптелем На фиг. 2 проиллюстрирован переход с 5 на 6 и с 6 на 7 поддиапазоны изменения выходной частоты преобразователя.Как видно из таблицы и фиг. 2, во всем диапазоне изменения выходной частоты преобразователя имеет место ее плавное регулирование, чего нельзя достигнуть при известных способах управления,Предлагаемый способ управления преобразователем позволяет обеспечить плавное регулирование частоты на выходе в широком диапазоне частот при высоком качестве форм кривой выходного напряжения (симметрия, отсутствие субгармоник и постоянной составляющей) . Кроме того, за счет малого диапазона регулирования частоты ный инвертор напряжения (АИН) с однофазным выходом и НПЧ с трехфазным выходом. Диапазон регулирования выходной частоты составляет 1,5 - 150 Гц, что, напри мер, является общепршгятым при частотном регулировании асинхронных двигателей тяговых электроприводов.В этом случае можно ограничиться для промежуточной частоты значением, например, =450 Гц, а диапазон изменения промежуточной частоты (или частоты АИН) в каждом поддиапазопе составит 225 - 450 Гц. Тогда значения кратности отношения частоты АИН к выходной частоте НПЧ по мере уменьшения выходной частоты г Кр= " =3 2, где 1=О, 1, 2, 327Принципиально возможно использовать и другой закон изменения К,р, например Кр -- " -- 31, где =1, 2, 3.У 21Но в этом случае диапазон регулирования частоты на каждом диапазоне изменения выходной частоты будет не постоянным, что в определенной степени затрудняет его реализацию в системе управления пнвертором.Диапазон изменения выходной частоты Л,=1,5 - 150 Гц можно прп предложенном способе управления разбить, например, на 7 поддиапазонов, внутри каждого из которых выходная частотаи кратность Кр изменяются в соответствии с таблицейЗаказ 221/8 Изд.392 Тираж 798 Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 одписноеткрытий Типография, пр. Сапунова, 2 частоты и предназначенным преимущественно для частотно-управляемого электро- привода путем изменения выходной частоты непосредственного преобразователя частоты, о гличающийся тем, что, с целью повышения плавности регулирования выходной частоты и уменьшения установленной мощности преобразователя, весь диапазон изменения выходной частоты преобразователя разбивают на поддиапазоны, внутри каждого из которых регулирование выходной частоты осуществляют посредством изменения частоты упомянутого источника при сохранении неизменной кратности отношения входной и выходной частот непосредственного преобразователя, а при переходе с одного поддиапазона на дру гой - путем изменения указанной кратности при сохранении неизменной начальной выходной частоты на последующем поддиапазоне и конечной выходной частоты на предыдущем поддиапазоне.10 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР179829, Н 02 М 7/515, 16,01.63.