Способ управления трехфазным автономным инвертором напряжения и устройство для его осуществления

(19) (1 04 Н 02 М Фсс ссг гс ТЕНИ 13БФ.с тервалах -Х - У5 дена Наг 1 ее - гапз 16,вн ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБ ВТОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Московский ордена Ленина и орОктябрьской Революции энергетическисти тут(56) Авторское свидетельство СССР686138, кл. Н 02 Р 13/16, 1976.Бодая Р. Р. Ор(1 гпцгп Чо 1 аде апдгпоп 1 с Соп 1 го 1 РЮМ Тес)п 1 дцез 1 ог Т 1Р)азе Яа 1 це 11 Р 5 Яуз 1 егпз. 1 ЕЕЕ Тас 11 опз оп 1 пдцз 1 гу Арр 1 са 11 опз . Ч4, 1980, р. 542 - 546.Калашников Б. Е. и др. Системы уления автономными инверторами. М.,гия, 1974, с. 95,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОМ НАПРЯЖЕНИЯ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ.(57) 1. Способ управления трехфазным автономным инвертором напряжения преимущественно для регулирования электропривода в диапазоне низких частот вращения, заключающийся в формировании несущих сигналов включения и выключения вентилей каждой из фаз на интервалах -доХи -з-)Г-лоХ имеющих равную длительность с 4 5двусторонней симметричной модуляцией обоих фронтов, причем начало тактовых 60-градусных интервалов формирования указанных сигналов синхронизировано импульсами, соответствующими середине импульсов несущей частоты, отличающийся тем, что, с целью улучшения гермонического состава выходного напряжения в области пуска и низких частот вращения, дополнительно формируют сигналы выключения обоих вентилей каждой из фаз на ии дхдо 2 У2. Устройство для управления трехфазным автономным инвертором напряжения, содержащее задающий генератор, соединенный с входом управляемого делителя частоты и модулятором длительности импульсов несущей частоты с двусторонней модуляцией обоих фронтов, причем вход синхронизации модулятора соединен с выходом делителя частоты, выход - с информационным входом дешифратора, кольцевую пересчетную сумму формирования 60-градусных интервалов, вход которой связан с выходом несущих синхроимпульсов модулятора, выходы - с управляющими входами дешифратора, выход которого предназначен для подключения к управляющим входам инвертора, отличающееся тем, что, с целью улуч- фф шения гармонического состава выходного Юнапряжения инвертора, оно снабжено тремя двухвходовыми элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и тремя двухвходовыми эле-ментами ИЛИ-НЕ, причем первые входы первого и третьего элементов ИСКЛ 1 ОЧАЮЩЕЕ ИЛИ соединены с прямым выходом фф первого разряда кольцевой пересчетной схе- фЪ мы, вторые входы первого и второго эле- Я") ментов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - с прямым выходом третьего разряда кольцевойщфс пересчетной схемы, первый вход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и вто- Ж рой вход третьего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ - с инверсным выходом второго разряда кольцевой пересчетной схемы, первые входы элементов ИЛИ-НЕ соединены с входом кольцевой пересчетной схемы, вторые входы - с выходами элементов ИС- уф КЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выходы элементов ИЛИ-НЕ соединены с запрещающими входами дешифратора.Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в трехфазных преобразователях частоты со звеном постоянного тока, предназначенных для частотно-регулируемого электропривода.Цель изобретения - улучшение гармонического состава выходного напряжения инвертора в области пуска и низких частот вращения.10На фиг. 1 - 3 показаны диаграммы состояний силовых вентилей инвертора, а также формы фазных и линейных напряжений при реализации предлагаемого способа управления для М = 12,24, 48.где У у - импульсы, подаваемые навентили инвертора; 1511 мО - фазное напряжение на выходе инвертора;А,Ь - линейное напряжение навыходе инвертора;1 1.1 - напряжение на выходах делителей 2 и 4;20На фиг, 4 - устройство для управления инвертором напряжения,Способ не обеспечивает постоянство структуры силовой схемы на интервалах отключения фаз и, следовательно, может использоваться в диапазоне частот пуска 1 - 8 Гц, где соэ.гдвигателя близок к единице и интервал непостоянства структуры, несущественен. Введение указанных интервалов поочередного отключения фаз нагрузки эквивалентно появлению шести дополнитель- З 0 ных промежуточных положений результирующего вектора выходного напряжения преобразователя. При этом для получения 30-градусного перемещения вектора 12 раз за период ин- З 5 тервала отключения фаз нагрузки от источника питания должны иметь величину от 5 У(6 до Я и 11 Я/6 до 2 Удля каждой из фаз.За счет введения 6 дополнительных равноотстоящих положений вектора амплитуды близких к основной гармонических составляющих выходного напряжения значительно снижаются, что подтверждается разложением кривой выходного напряжения в ряд Фурье.Устройство содержит задающий генера тор 1, управляемый делитель 2 частоты, модулятор 3 длительности импульсов несущей частоты, управляемый делитель 4 частоты, трехразрядную кольцевую пересчетную схему 5 дешифратор 6, блок 7 реверса, блок 8 выходных формирователей импульсов уп 50 равления силовыми вентилями, двухвходовые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 - 11, двухвходовые элементы ИЛИ-НЕ 12 - 14.Высокочастотный сигнал задающего генератора 1 поступает на управляемый делитель 2 частоты и модулятор 3 длительности импульсов несущей частоты, обеспечивающий двустороннюю модуляцию по обоим фронтам и синхронизированный выходным сигналом делителя 2. На управляющий вход модулятора поступает сигнал задания величины выходного напряжения 1.1. Синхроимпульсы, соответствующие моментам реверси рова ния кодовой развертки несущей частоты, с выхода модулятора поступают на вход управляемого делителя 4, соединенного выходом с входом трехразрядной кольцевой пересчетной схемы 5 формирования 60-градусных интервалов повторяемости, выходные сигналы которой подаются на входы дешифратора 6. На вход дешифратора поступает несущий сигнал ШИР с выхода модулятора 3. Кодовый сигнал Х управления коэффициентом деления делителей 2 и 4 частоты обеспечивает смену кратности отношения несущей и выходной частот. Выходные сигналы дешифратора 6 через блок 7 реверса поступают на входы блока 8 выходных формирователей импульсов управления силовыми вентилями. Сигнал на входе блока реверса управляет порядком чередования фаз. Для осуществления предлагаемого спо соба в устройство введены двухвходовые элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 9 - 11 и элементы ИЛИ-НЕ 12 - 14, причем первые входы элементов 9 и 11 соединены с прямым выходомпервого разряда кольцевой пересчетной схемы 5, вторые входы элементов 9 и 10 - с прямым выходом Оз третьего разряда схемы 5, первый вход элемента 10 и второй вход элемента 11 - с инвер. сным выходом Я схемы 5. Выходные сигналы элементов 9 - 11 подаются на входы лвухвходовых элементов ИЛИ-НЕ 12 - 14, соединенных вторыми входами с выходом уп. равляемого делителя 4 частоты. При этом на выходах элементов ИЛИ-НЕ, соединенных с входами дешифратора, формируются нулевые 30-градусные интервалы отключения фаз нагрузки.Введение дополнительных элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и ИЛИ-НЕ позволяет генерировать управляющие сигналы, обеспечивающие отключение каждой из фаз двигателя от обоих полюсов источника питания постоянного тока на 30-градусных интервалах в конце каждого полупериода выходного напряжения. Предлагаемый способ позволяет при минимальном усложнении логической части системы управления инвертором с ШИР снизить амплитуды 5 и 7 гармоник выходного напряжения соответственно в 3,5 и 3,6 раза, что приводит к снижению пульсаций момента вращения в 2 - 3 раза при снижении потребляемого тока на 15 - 20/о. При этом практически не увеличивается содержание высших гармонических составляющих, что соответствует снижению коэффициента гармоник тока асинхронного двигателя и уменьшению по. терь мощности в диапазоне частот пуска (1 - 8 Гц) не менее чем на 20/о.1169119 дв ь О. Парфенове ес Составите Техред И. Тираж 646 ПИ Государственно о делам изобретенн Москва, Ж - 35, Р П Патент, г. УжВр Корректор А. ТяскоПодписноего комитета СССРй и открытийаушская наб., д. 4/5город, ул. Проектная, 4