Способ управления трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью

(54) СПО ПРЕОБРАЗ СТВЕННОЙ (57) Изо юл, У 29нный проект ект конательсугольучно-исслед втоматизаци овышение энергетичес зобрете ятел умматоеход от аданию с сумп ью и еест ких покров 8 изаданиялинейных ется п осуазныхнапр женин к з Сигналынапр штейн А.Я. ели частот 56) Бер бразов жени диодамияжением ыпрямляю аторо мещен Руются с нап горе 5, выхо равляет фазн и су в су рого Энерги свиде Н 02воде лной сигнал к м реверсивным о Авторско 708479, к ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТ ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Государствеструкторский и накий институт по аной промышленности(53) 621.316.727 (088.8) Тиристорные прв электропри1980.ельство СССР М 5/22, 1980. СОБ УПРАВЛЕ 01 Я ТРЕХФАЗНЪМ ОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСВЯЗЬЮбретение к эл отехнике и может быть использова преобразователях частоты. Цель1415372 тиристорным преобразователем, Приреализации способа в любой моментвремени один иэ фаэных реверсивныхпреобразователей работает под действием напряжения смещения на предельном угле управления, а два других раИзобретение относится к электротехнике и может быть использованодля управления трехфазными преобразователями частоты с непосредственнойсвязью,Цель изобретения - повышениеэнергетических показателей трехфаэных преобразователей частоты с непосредственной связью. 101На фиг, 1 представлена функциональная схема преобразователя частоты, реализующего способ; на фиг.фиг. 2 - временные диаграммы напряжений силовой схемы; на фиг. 3 - временные диаграммы напряжений устройства управления,Трехфазный преобразователь частоты, каждая фаза которого выполненав виде блока 1, содержащего мостовойреверсивный выпрямитель 2, силовыевыходы которого на стороне выпрямленного тока вместе с аналогичнымивыходами других фаэ образуют с нагрузкой Э соединение в звезду с изо 25лированной нейтралью, а силовые выходы на стороне переменного токапредназначены для подключения к вентильным обмоткам силового трансформатора, блок 4 системы импульсно-фаэового управления, выходы которого подключены к входам управления мостовымреверсивным выпрямителем 2, а входподключен к выходу первого сумматора5, первый вход которого предназначен 35для подключения к источнику напряжения смещения Ц , а второй вход подключен к общей точке соединения катодов диодов 6 и 7, анод диода 6 подключен к выходу второго сумматора 408, а анод диода 7 подключен к выходутретьего сумматора 9, первые входысложения сумматоров 8 и 9 объединеныи предназначены для подключения к ботают таким образом, чтобы на шинахА, В и С было заданное линейное напряжение. Фазные реверсивные тиристорные преобразователи необходимосоединить в звезду с изолированнойнейтралью. 3 ил,выходу регулятора тока одноименной фазы, вторые входы вычитания сумматоров 8 и 9 предназначены для подключения к выходам регуляторов тока других фаэ.Способ управления трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью осуществляется следующим образом.С выходов регуляторов фаэных токов на входы сумматоров 8 и 9 поступают напряжения управления УА, Уб и Цсявляющиеся аналогами синусоидальных фазных напряжений Пя, Ув и Ус (фиг.3 а), На выходе сумматора 8 формируется разность Б= Бд -я - Б, а на выходе сумматора 9 Пяс = "я "о. Вычисленные раз" ности с сумматоров 8 и 9 выпрямляются диодами 6 и 7 (кривая О фиг.3 б) и поступают на первый вход сумматора 5, на второй вход которого поступает напряжение смещения Бьм, Величину смещения выбирают такой, чтобы вывести блок фазы А на предельный( угол регулирования (кривая Уя, фиг.3 в). Напряжения управления Цб и Уо с блоками СИФУ фаз В и С формируют аналогичным образом. Реализация предлагаемого способа управления основана на изменении уровня нижней огибающей фазных синусоид Бя, Б и Ус (фиг,2 а) таким образом, чтобы этот уровень бып равен максимальному отрицательному напряжению -Б ,1,преобразователей 3 (фиг2 б).Для того, чтобы такое изменение уровня нижних огибающих не сказалось на работе нагрузки, необходимо соединить преобразователи 3 в звезду с изолированной нейтралью, а также1необходимо одновременно изменять уровень всех трех фазных напряжений БА, С и Б (фиг.2 а) на одинаковую величину с тем, чтобы линейные напряжения нагрузки 1 не изменились. Так например, в момент времени С (фиг.2) уровень нижней огибающей фазных напряжений характеризуется ординатной точки 2. Для описанного вы" ше изменения уровня нижней огибающей в моментнеобходимо изменить напряжение Б в отрицательную сторону на величину, соответствующую отрезку 1-2, а для того, чтобы не изменились линейные напряжения, необходимо переместить точки 3 и 4 (напряжения Б и 0 ) вниз также на величину отрезка 1-2. Новое положение точек 2, 3 и 4 (фиг.2 б) соответствует значениям фаэных напряжений104, Нб Пс, необходимым для реализации предлагаемого способа. Времен ные диаграммы напряжений НА, 0 и 0 представлены на фиг. 26.Как видно из фиг, 2 б, каждое изнапряжений 0, 0 и Б состоит иэ трех участков шириной в треть периода: первый и прямолинейный отрезок на уровне 0 = -Уи два других, отличающихся от -Бна величину соответствующих линейных напряжений. Напряжение БА на фиг, 2 б при С с 8.С : Т имеет прямолинейный отрезок,I при С сс с напряжение Нимеет участок, расположенный выше линии-Б,ц на величину линейного напряжения НА, а присс участок, расположенный вьппе линии 0 = -она величину линейного напряжения БАС Напряжения Н Н и 1 выпрямителей 2, показанные на фиг, 2 б, отличаются от синусоидальных напряжений, показанных на фиг. 2 а, тем, что они имеют в своем составе отрицательную постоянную составляющую и высшие гармоники, кратные трем, которые благодаря соединению фаэных блоков 1 в звезду с изолированной нейтралью взаимно компенсируются,Наличие одинаковой постоянной составляющей в кривых фаэных напря 1ений 11 А Ф В и Пс при равенстве нулю 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 суммарного тока трех фазных блоков при работе с изолированной нейтралью приводит к тому, что в любой момент времени два иэ них смещены в выпрямительный режим, а один в инверторный, или наоборот, что приводит к компенсации токов инвертирующих и выпрямляющих блоков. При углах управления в выпрямительном режиме 30 , а в инверторном 150 , первая гармоника реактивного тока в сети уменьшается вдвое по сравнению с традиционным способом управления.Использование изобрегения позволит осуществить полную модуляцию напряжений фазных блоков, равную линейной амплитуде при напряжении вентильных обмоток в 2/ 13 раза меньшем, чем при реализации известных способов управления, что приведет к соответствующему уменьшению реактивной мощности во всем режиме работы преобразователя.Формула и э о б р е т е н и я Способ управления трехфаэным преобразователем частоты с непосредственной связью, заключающийся в том, что формируют в соответствии с числом фаз преобразователя симметричные периодические напряжения управления регулируемой частоты и амплитуды, подают на управляющий вход блока импульсно-фазового управления каждой фазы преобразователя соответствующее по фазе напряжение управления и осуществляют модуляцию выходных напряжений преобразователя, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повьппения энергетических показателей, вычисляют поочередно разности между напряжением управления одной Фазы и напряжениями управления двух других фаз, осуществляют однополупериодное выпрямление двух вычисленных раэностных напряжений, выделяют максимальное иэ выпрямленных напряжений, вычисляют разность выделенного максимального напряжения и напряжениясмещения, вычисленную разность подают на вход блока импульсно-фазового управления соответствующей фазы преобразователя.1415372 а) арпа Корректор В.Бутяг Редактор Е.Папп чкав 388 комит и отк ая наб д ическое предприятие, г, Ужгород, ул, 1 роектная, 4 1 1 р 1 и. нодс твенно -1 олиг Составитель С.СтанкеТехред Л.Олийнык Тираж 665 В 1 ИИИ Государственног по делам ивобретени 13035 Москва, Ж, Рауп