Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами статического преобразователя частоты

СОЮЗ СОНЕТСНИХСООИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 0124801 14 Но 1;Р,йй1 В, 13 %КьЛЖИМА ВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО ьигГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР . ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А.Я.Пельше(56) Авторское свидетельство СССР . В 752724, кп. Н 02 Р 13/18, 978.Авторское свидетельство СССР У 1092689, кл, Н 02 М 7/441982, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕДОМЫМИ СЕТЫ ОДНОФАЗНЫМИ ИНВЕРТОРАМИ СТА ТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к преоб- . разовательной технике и может исполь- зоваться в статических преобразова, телях частоты со звеном постоянного то ка. Целью изобретения является снижение пульсаций выпрямляемого тока преобразователя частоты. Формировател импульсов инверторов 16 подает с нал на включение однофазного инвертора 12 и одновременно формирователь,импульсов управляемых ключей 19 по"дает сигнал на включение управляемого ключа 14 и отключение управляемого ключа 15. Инверторы 12 и 10 реку-.перируют выпрямленный выпрямителем 2ток ротора асинхронного двигателя 1в сеть и создают противоЭДС в своихфазах. При этом ток в закороченнойфазе трехфазного дросселя 3 возрастает, а в других уменьшается. ЭДС самоиндукции в обмотках 4 и 5 направленапротив тока, а в обмотках 6-9 - потоку. При этом ЭДС,наведенная в,обмотке 4, направлена так же, как ЭДСсамоиндукции. Таким образом происходит перераспределение энергии междуотдельными фазами трехфазного дроссе.ля 3, что препятствует быстрому увеличению тока в закороченной фазе ибыстрому уменьшению тока в фазе,подключенной к инвертору. 2 ил,1 12Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в статических преобразователях частоты со звеном постоянного тока и в злектроприводах турбомеханизмов большой и средней мощности, выполненных по схеме асинхрон.ного вентильного каскада.Цель изобретения - снижение пульсаций выпрямпяемого тока преобразова. теля частоты с явно выраженным ш-фазным звеном постоянного тока.На Фиг. 1 изображена блок-схемаустройства, реализующего способ дляасинхронного вентильного каскада стрехфазным звеном постоянного тока,на фиг, 2 - временные диаграммы противоЭДС инверторов и токов в фазахзвена постоянного тока,Устройство, реализующее способуправления ведомыми сетью однофазными инверторами для асинхронноговентильного каскада с трехфазнымзвеном постоянного тока, содержитасинхронный двигатель 1 (фиг.1), вцепи фазного ротора которого находится. выпрямитель 2, подсоединенныйк нему трехфазный дроссель 3, причем первая фаза дросселя образованаобмотками 4 и 5, вторая - 6 и 7,третья - 8 и 9. Обмотки 4 и 9, 6 и5, 8 и 7 имеют взаимную магнитнуюсвязь. К каждой фазе трехфазногодросселя 3 подключен один из одноФаэных инверторов 10-12, которыесвязаны с выпрямителем 2. Однофазные инверторы 10-12 шунтированы управляемыми ключами 13- 15 соответственно. Кроме того, устройство содержит формирователь 16 импульсов инверторов, связанный с однофазными.инверторами 10-12 и распределителем17 импульсов . Вход распределителя 17импульсов соединен с задающим генератором 18, а выход , кроме формирователя 16 импульсов инверторов, подключен к формирователю 19 импульсовуправляемых ключей как непосредственно, так и через фазосдвигающееустройство 20, на которое подаетсянапряжение управления П. Формирователь 19 импульсов управляемых ключей соединен с управляемыми ключами13-15. Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами, подключенными к фазам явно выраженного звена постоянного тока статического пре 48015 3 25 30 о направлении наведенной ЭДС и ЭДСсамоиндукции в обмотках 5, 6 и 9,которые входят в разные фазы трехфазного дросселя 3. Таким образом35происходит перераспределение энергиимежду отдельными фазами трехфазногодросселя 3, что препятствует быстрому увеличению тока в закороченнойФазе и быстрому уменьшению тока в 40фазе, подключенной к инвертору. Что.касается обмоток 8 и 7, то в течениепромежутка времени С -1 ток в4 2фазах, к которым они относятся,уменьшается, поэтому ЭДС в них, оп 45ределяемая разностью наведенной ЭДСи ЭДС самоиндукции, незначительна,и существенного влияния на изменениетока в своих фазах обмотки 8 и 7 неоказывают. В течение промежутка времени С"-.2С происходит обмен энергией междуобмотками 7 и 8, 4 и 9, а в течениепромежутка времени С -й - между3 4обмотками 8 и 7, 6 и 5. В любой мо мент времени (фиг. 2) два однофазныхинвертора инвертируют энергию скольжения в сеть, а один однофазный инвертор закорочен. 5 О 15 20 образователя частоты, заключается в следующем.Предположим, в первый момент вре. мени (С фиг. 2) формирователь 16 импульсов инверторов подает сигнал на включение однофазного инвертора 12 и одновременно формирователь 19 импульсов управляемых ключей подает сигнал на включение управляемого ключа 14 и отключение управляемого ключа 15. Однофазный инвертор 12, а также ранее включенный однофазный инвертор 10 рекуперируют выпрямленный выпрямителем 2 ток ротора асинхронного двигателя 1 в сеть и создают противоЭДС в своих фазах. При этом ток в течение промежутка временив закороченной фазе трехфазного дросселя 3,образованной обмот ками 4 и 5, возрастает, а в двух других уменьшается, поскольку в ихцепь включены противоЭДС соответствующих однофазных инверторов 10 и 12.ЭДС самоиндукции в обмотках 4 и 5направлена против тока, а в обмотках 6-9 - по току. При этом ЭДС наведенная в обмотке,.Д,от изменения то.ка в связанной с ней магнитно обмотке 9, направлена так же, как ЭДСсамоиндукции. То же можно сказать3 12При необходимости увеличения частоты вращения асинхронного двигателя 1 уменьшают величину противоЭДС однофаз ных инверторов,10-12. Это уменьшение производится за счет заштрихованных на фиг. 2 областей. Если иэ изображенных на фиг. 2 противоЭДС вычесть заштрихованные области, то в любой момент времени будут закорочены два однофазных инвертора, а один будет инвертировать ток своей фазы в питающую сеть. При этом перераспределение энергии между фазами будет происходить аналогично описанному. Для любого промежуточного значения противоЭДС (в пределах заштрихованных областей) существуют моменты времени, когда закорочены два и когда эакорочен один инвертор.Если продолжить уменьшение проти- воЭДС, то появятся моменты, когда все три однофазных инвертора 10-12 закорочены. Если увеличилась проти- воЭДС до величины, превышающей изображенную на фиг. 2, то появятся моменты; когда включены все три однофазных инвертора 10-12. В том и другом случае во всех обмотках 4-9 трехфазного дросселя 3 ЭДС самоиндукции и наведенная ЭДС будут вычитаться, что вызовет увеличение пульсации тока в фазах цепи выпрямленного тока и роторе двигателя 1.Однако эти пульсации по величине будут меньшими, чем при использовании известного способа управления ведомымисетью инверторами, и том же значении противоЭДС инверторов, так как неблагоприятные промежутки времени непродолжительны.Включение однофазных инверторов осуществляет формирователь 1 б импульсов инверторов, а включение и отключение управляемых ключей - формирователь 19 импульсов управляемых ключей, В течение времени между включением данного однофазного инвертора и шунтирующего его управляемого ключа однофазный инвертор создает противоЭДС и инвертирует энергию скольжения в сеть. Регулирование длительности импульсов противоЭДС однофазных инверторов осуществляется фазосдвигающим устройством 20, которое 48015 4 в зависимости от величинынапряжения управления регулирует промежуток вре мени между включением соответствую-. щего однофазного инвертора и шунтиру. ющего его управляемого ключа. Для улучшения гармонического состава ин-. вертируемого тока и увеличения диапазона регулирования в середине полу- периода напряжения соответствующей10 фазы сети, связанной с однофазным инвертором, длительность импульсов про- тивоЭДС больше, чем по краям.Частоту включения однофазных инверторов и управляемых ключей задает . задающий генератор 18.формула изобретения20Способ управления ведомыми сетьюоднофазными инверторами статического преобразователя частоты с ш-фаз-,ным звеном постоянного тока, каждая 25 аэа которого содержит две встречновключенные обмотки ш-фаэного сглаживающего дросселя, состоящего из шотдельных сердечников, на каждом изннх расположены две встречно включенные обмотки, входящие в разныефазы звена постоянного тока, заключающийся в подключении однофазныхинверторов и шунтирующих ключей поочередно к всем фазам звена постоянного тока с заданной частотой, кратной частоте на выходе инверторов,регулировании продолжительности подключения, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью снижения пульсацийвыпрямленного тока, первоначально 40однофазные инверторы подключают кШ ш- или фазам звена. постоянного2 2тока без взаимной магнитной связипри четном или нечетном ш соответственно, а остальные фазы закорачивают шунтирующими ключами, на вто, ром этапе коммутации указанное число фаз звена постоянного тока безвзаимной магнитной связи закорачивают шунтирующими ключами, а к остальным фазам подключают однофазныеинверторы, в дальнейшем чередуютназванные этапы.1248015 Составитель В.БунаковТехред Л,Сердюкова Корректор Е.Сирохиан Редактор А.Левин Заказ 413 Проектная, 4 Ужгород,оизводственно-полиграфическо рияти 8/56 Тираз 631 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и .открытий13035 Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5