Способ одноканального импульсного управления многофазными вентильными преобразователями

О П И С А Н И Е6 ОО 690ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Приоритет Государственный номи Совета Министров СС(45) Дата опубликования описания 19.04.78 21.316.727088.6) УД лан изобретениии открытий(72) Автор изобретен Г. С. Зиновье Заявител тротехнический инст Новосибирский 54) СПОСОБ ОДНОКАНАЛЬНОГО ИМПУЛЬСНОГОПРАВЛЕНИЯ МНОГСФАЗНЬ 1 МИ ВЕНТИЛЬНЫМИПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ пух на Э своИзобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано для управления вентильцыми преобразователями как с выходом на постоянном, так и с выходом на переменном токе и в случае естественной и в случае искусственной коммутаций.Известен способ одноканального управления вентильными преобразователями 1 тем сравнения опорных и модулирующи пряжений для каждой фазы нагрузки в ем канале.Недостатками этого способа одноканального управления являются ограниченный диапазон изменения фазы импул;сов управления, наличие отдельного фазосмещающего тракта для кахкдой выходной фазы преобразователя, что в многофазном по выходу преобразователе приводит к несимметрии напряжений фаз нагрузки из-за неидентичцости характеристик трактов фазосмещения, приводящей к различной нестабильности фаз импульсных последовательностей, число которых равно чцслу фаз выходного напряжения.Известен способ одноканального управления вентильными преобразователями 21, по которому перед сравнснием опорных и моделиру ющих напряжений выполняется Одновременно для всех фазосмещающих трактов квантование во времени разности сравниваемых сигнглов. Недостатками э-ого способа являются ограни енный диапазон изменения фазы импульсов управления.Наиболее близким по технической сущности является способ одноканального управления вецткльнымц прсобразователямц 3 путем поочередного подклОчсция для сравнения многофазных опорных напряжений с одним модулцрующцм напряженцем, причем частота подключения прсвосходцт частоту питаю:цей сети в число раз, равное количеству опорных напряжений.Недостатком данного способа является не- симметрия папрях;сш;й фаз нагрузки между собой и ограничен:ь;и д.апазоц цзмсцен.я ра 2-, зы импульсов отпцра п я (не более , гдет т - число опорных напряжений).Целью цзобретсгп я является повышение качества выходного пат.ряжения преобразователя за счет повыше):пя стмметрцп выодных напряже,пгй по фазам и расширения диапазона измене 1 ця фазь 1 цм 1 ульсов отпирания. Поставленная цель достигается тем, что опорные напряжепця перед сравцеццем предварительно преооразу 10 т 11 утсм квантования В импульсные неперекрывающцсся, модулцрующцс напряжения Гакжс преоораз 1 От в цмпльсцые неперекрывающш ся с частотой следования импульсов, меньшей частоты импульсов опор 6 ОО 69 О50 55 3ного напряжения в число раз, равное числуопорных напряжений, и ооразующуося в результате сргВненР 1 я последовательность Ръ 1 пульсов разделяог путем временнои селекции,синхронной с предварительным квантованиемОпорных и ъОдулируОщРх напр 515 ке 11 ИЙ, на Отдельные импульсные последовательности, число которых равно произведенно числа опорных и модулирующих напряжений.На фиг, 1 приведена функциональная блоксхема, иллюстрирующая предлагаемый способ; на фиг, 2 - даграхмы, поясняющие способ управлснпя на примере трехфазного непосредственного преобразователя частотььНа блок-схеме показаны т 1-фазный генератор Опорных напр 515 кеРЯР 1 (Рапрякепия (/асг, Сl,) т-фаЗНЫР ГЕНЕРаГОР МОДУЛИРУЮЩИХнапряжений 2 (напряжения Г 7, С/ц, Г/,), устройство сравнения 3, управляемые ключи 4 - 7и блок управления ключами 8.5 порные П 2 пряРкснпя а, /с (сину соидальной или пилообразной формы) преобразуются с помощью ключа 4, работающего наповышенной частоте, в импульсные, неперекрыващиеся во времени, как показано нафиг. 2, а соответственно белыми, заштрихоВаННЫМИ И ЧЕРНЫМИ ИМПУЛЬС 2 МИ. ЭТО Д 2 ЕТвозможность подать их (1 оочередно) на одинВход устройства сравнения 3,На другой вход устройства сравнения 3 под 210 тся 1 аким Рке Обр 2 зом преоор 230 Ванныек 110 Оъ О хОдулРруощ 11 е напр 5 кения синусоидальпой или другой формы ог генератора 2,с тем только отлгРчием, что частота работыключа 5 1 епьше частоты раооты ключа 4 В гграз (например т 1=-3), На фиг, 2, а интервалыподключения модулирующих напряжений Ь,0, l, (т=3) выделены на кривых толстымилиниями. Таким образом, на входах устройства сравнения в люоой момент времени действует только одно опорное и Одно модулирующее напряжения.Устройство сравнения 3 раоотает таким образом, что си нал на его выходе будет толькокогда опорное напряжение превышает модулирующее напряжение, На фиг, 2, б, в, г показаны эти зоны работы устройства сравненияпри сравнении опорного напряжения Сlс модулирующими напряжениями Ь, 1,1, Ь, соответственно. С учетом импульсного характерасравниваемых напряжении сш палы на выходеустройства сравнения внутри указанных зоноудут иметь импульсньш характер, как показано на фиг. 2, д, е, к для тех же напряжений.Йа фиг. 2,з, и показаны также выходныеимпульсы устройства сравнения при сравнеНПИ МОДУ ЛИРУ 10 ЩЕГО НааПРЯЖЕНИЯ .С ОПОРными напряжениями У 1, и с/, соответственно.Разделение общей последовательности импульсов, образуощейся после сравнения, наотдельные импульсные последовательностидля вентилей осуществляется путем временнои селекции с помощью ключей 6 и 7. Ключ Оработает синхронно с ключом 4, а ключ 7 -синхронно с ключом 5, хотя возможна и об 5 10 20 2 30 35 40 45 4ратная синхронизация ключ 6 с ключом 5 и ключ 7 с ключом 4. Число выходов ключа 6 равно числу опорных напряжений. В результате на каждом выходе будут присутствовать 1 олько импульсы от сравнения одного опорного напряжения со всеми модулирующими напряжениями. В свою очередь ключ 7 разделяет импульсы с каждого выхода клоча 6 еще по каналам, число которых равно числу модулирующих напряженин. В итоге на каждом выходе кл оча 7 будут присутствовать импульсы от сравнения одно;о опорного и одного модулнрующего напряжения, которые и используюгся для управления вентилями.11 з-за импульсного (дискретного во времени) сравнения опорного и модулирующего напряжений момент сравнения будет определтться с некоторой ошибкой по углу (Ья), как показано на фиг. 2,б,д для канала ах (Г 7, - Гl), Величина этой ошибки х 05 кет достигать периода квантования модулирующего напря кепРя, так как в известных системах непрерывного сравнения аналоговых сигналов ошибка сравнения составляет величину порядка 1 на частоте 50 Гц, то для получения такой же ошибки при предлагаемом способе частота квантования модулирующего напряжения дожна быь не менее 20 кГц, что легко обеспечивается при использовании для построения системы интегральных схем.При использовании предлагаемого способа для управленР 51 ВВ 1 ггильньм преобразОВ 21 елех с Выходом на постоянном токе Н 2 добность В квантовании модулирующе 1 о напряжения, которое теперь будет одно, отпадает (ключи 5 и 7 исключаотся),Учитывая, что последовательности импульсов отпирания для вентилей всех фаз преобразователя формируются в однотипных услоВиях в одном фазосмещающем тракте, принципиально исклочается возможность несимметрии импульсных последовательностей для различных фаз нагрузки, что гарантирует достикение симметрии фаз выходного напряжения, т. е. повышение качесва выходного напряжения. Диапазон изменения фазы импульсов отпирания определяется длительностью Восходящих участков опорных напряжений и при синусоидальной их форме равен д, а для опорных напряжений пилообразной формы - может достигать 2 5 при соответствуюгцей длительности рабочего хода пилы, что также повышает качество выходного напрякения.Предлагаемый способ применим не только для вертикального метода управления, но может быть реализован и для следящего, и для цифрового методов.аким образом, предлагаемый способ управления позволяет повысить качество выходного напряжения преобразователя за счет повышения сМметрии выходных напряжений по фазам и расширения диапазона изменения фазы импульсов оПирания. Кроме того, предлагаемый способ имеет более широкую ооласть применения по сравнению с известными, 600690Формула изобретения Способ одноканального импульсного управления многофазными вентильными преобразователями, заключающийся в том, что моменты формирования импульсов управления определяют путем поочередного сравнения опорных и модулирующих напряжений, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения преобразователя за счет повышения симметрии выходных напряжений по фазам и расширения диапазона изменения фазы импульсов отпирания, опорные напряжения перед сравнением предварительно преобразуют путем квантования в импульсные неперекрывающиеся, модулирующие напряжения также преобразуют в импульсные неперекрывающиеся с частотой следования импульсов меньшей части импульсов опорного напряжения в число раз, равное числу опорных напряжений, и образующуюся в результате сравнения последовательность импульсов разделяют путем временной селекции, синхронной с предварительным квантованием 5 опорных и модулирующих напряжений, на отдельные импульсные последовательности, число которых равно произведению числа опорных и модулирующих напряжений.1 О Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Вчерашний В, П. и др, Одноканальныесистемы управления многофазными вентильными преобразователями. Электротехниче 15 ская промышленность. Сер. Преобразоватсл. ная техника, вып. 7, 1970,2. Авторское свидетельство СССР239403,кл. Н 02 Р 13/16, 1967.3. Авторское свидетельство СССР139717,20 кл. Н 02 Р 13/16, 1963.(ог,/ ЙШ Изд.354 Тираж 892 сударственного комитета Совета Мннистро по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5