Способ управления мостовым инвертором

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик) Заявлено 26 07 76 Ф) 2160116/07 2 Р 13/18 и исоединением зая осударстеенныи намитеСовета Министров СССРпо делам изооретений(088,8) Опубликовано 25 Бюллетень 1 и отнрытий 45) Дата опубликования описанияЯ.01), 18,72) Авторы изобретени одовский, Втбкин и В, И Грибов, Б. Н. Каржавов,Синев Ю. 1) Заявитель 54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОР печа, когда к на пря жение источлючением одного огда нагрузка окавключенный ключтока. Третий леча, когда в наг- С, направленная и ток в нагрузкеобратного тока. гшепнем к ности явщнм мосгулировку риантами ей. Пердвх пие на- текаИзоорстсние касается управления электрическими нрсооразователями. Инвсртор может быть использован в электропрнводе для управления двигателем переменного тока.Известен способ управления мостовым инвертором с регулируемым током нагрузки, состоящий в том, что вырабатывают сигналы управ ения переключением ключей моста в зависимости от фиксированных уровней тока нагрузки.Для исключения зоны нечувствительности используют инвертор, генерирующий колебания в нагрузке. Для выработки сигналов управления переключением ключей моста используют фиксированные уровни тока, с которыми сравнивают мгновенное значение тока нагрузки. Эти инверторы либо не исключают возможности протекания сквозных токов, либо генерируют колебания пониженной частоты при нулевом сигнале управления. Наиболее близким техническим р предложенному по технической сущ ляется способ управления пульсирую товым инвертором, по которому ре тока нагрузки осуществляют тремя в переключения управляющих клю выйодновременным включением равляющих ключей одного п, рузке приложено прямое на ника питания. Второй - вк управляемого ключа плеча, к зывается закороченной через и один из диодов обратного выключением обоих ключей п рузке создается противо-ЭД против источника питания, протекает через два диода Однако такой способ управления однофазным пульсирующим инвертором не позволяет получить постоянную частоту колебаний в нагрузке при сигнале управления, близком к нулю, что необходимо для обеспечения плавнос ти вращения быстродействующих двигателейпеременного тока. При указанных вариантах переключения управляющих ключей достигаются разные крутизны нарастания тока в нагрузке, Такая работа инвертора создает низкочастотные колебания в нагрузке амплитудой, равной половине выбранного уровня тока. При работе без зоны нечувствительности могут воз.никнуть сквозные токи через последовательно включенные управляемые вентили.Целью изобретения является повышендежности способа за сче исключения проным отрицательным уровнем, фиксированным от-ния сквозных токов при работе без зоны нечувств 11 тельности, а также иск.(ючение влияния флуктуаций.Это достигается тем, что по предложенному способу ключи первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится между нулевым уровнем, соответствующим нулевому току нагрузки, и переменным верхнич уровнем, фиксированным в положительнук) сторону отно, Гте)ьно заданного значения тока нагрузки, и выключак)т эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровя, а ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки в первой диагонали моста спадает до нуля и находится в интервале между нулевым уровнем и переменным нижним уровнем, фиксированным в отрицательную сторону относительно заданного тока нагрузки, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переме 11 ного ни)кнего уровня,Для исключения влияния флуктуаций нулевого урбвня, ключи первой диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится в интервале между постояцносительно нулевого значения тока нагрузки в отрицательную сторону, и переменным верхним уровнем, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного верхнего уровня, ключи второй диагонали моста включают, когда мгновенное значение тока нагрузки находится в интервале между постоянным положительным уровнем, фиксированным относительно нулевого тока нагрузки в положительную сторону, и переменным нижнич уровнем, и выключают эти ключи, когда мгновенное значение тока нагрузки достигает переменного нижнего уровня.На фиг. 1 показан однофазный мостовой ипвсртор. работающий по предложенному способу управления; на фиг. 2 - диаграммы, иллюстрирующие способ управления инвстором. Инвертор содержит управляемые ключи 1 - 4 и диоды обратного тока 5 - 8. Ипвертор подключен к источнику постоянного напряжения и работает на активно-индуктивную нагрузку 9. На диаграмме приняты следующие обозначения: а - ток нагрузки, 1 - нулевой уровень, соответствующий нулевому току нагрузки, 11 - переменный верхний уровень, 11 - переменный нижний уровень, 11 Г - заданное значение тока нагрузки, Г - постоянный положительный уровень; б - ток, протекающий через ключи 1 и 2 первой диагонали моста; в - ток, протекающий через ключи 3 и 4 второй диагонали моста; г - сигналы на открывание ключей 1 и 2 первой диагонали моста ц) и.формулы; д - сигналы ца открывание ключей 3 и 4 второй диагонали моста и. 1 формулы; е - на открывание ключей 1 и 2 первой диагонали моста по п. 2 формулы; ж - сигналы ня открывание ключей 3 и 4 второй диагонали чоста по п, 2 Формулы,5 1 О 15 0455055г Положительное значение тока нагрузки соответствует направлению тока, по указанному стрелкой на фиг. 1.Фиг. 2 иллюстрирует работу инвертора, когда в момент времени 1 =- О среднее значение тока нагрузки изменяется скачком от О до значения 1 о, и далее изменяется плавно по прямой 1 Ч, переходя через О.Инвертор по п. 1 формулы работает следующим образом,В момент времени 1 = О вкл(очается группа ключей 3 и 4 второй диагонали моста, Ток начинает увеличиваться в отрицательном цаг 1- равлении до тех пор, пока в точке А 11 е достигнет переменного нижнего уровня 11. В момент 1 = А выключаются ключи 3 и 4, и ток начинает спадать по кривой АБ, протекая через диоды 7 и 8 обратного тока. Аналогично включаются ключи 3 и 4 в ицтервя.е времени от ( = Б до 1 = В. В момент времени 1 = Г, когда ток достигнет нулевого уровня 1 Ъ происходит включение ключей 1 и 2 первой диагонали моста (фиг. 2 г), которые будут включены до тех пор, пока ток не достигнет переменного верхнего уровня 11 в момент 1 = Я. В отрезок времени между 1 = - Д и 1 = Е ток протекает по диодам 5 и 6 обратного тока. В момент времени 1 = Е, когда ток достигнет нулевого уровня включаются ключи 3 и 4, которые будут включены до момента времени 1 = Ж. В отрезок времени между 1 =- Ж и 1 = 3 ток протекает через диоды 7 и 8 обратного тока. В дальнейшем ключи 1 и 2 будут включены в моменты времени между 1 = 3 н 1 И. а также между 1 = К и 1 = Л и после момента 1 = М. Через диоды обратного тока 5 и 6 ток протекает в моменты времени между 1 = И и 1 = Н. Ключи 3 и 4 включены в момент времени между 1 = Н и Ф = П. Через диоды обраФного тока 7 и 8 ток протекает в момент времени .чежду 1 = П и 1 = К. Из приведенных диаграмм фиг. 2 г и фиг. 2 д) видно, что при любом уровне заданного тока це происходит одновременного вклк)чения ключей разных плеч инвертора. Между включением ключеьй плеч существует промежуток времпи (ВГ; ДЕ,. ЖЗ, ИН, П К), поэтому отсутствует возможность возникновения токов короткоо замыкания через последовательно соединенные ключи 1 и 4, 3 и 2 инвертора.Инвертор.по и. 2 формы работает следующим образом.В инверторе вречени от 1 =- О до 1 = В инвертор работает аналогично описанному. В момент времени 1 = Р, когда ток нагрузки достигнет нижнего отриця(тельогоровня И включаются ключи 1 и 2 первой диагонали моста.Однако ток в момент вречепп чежду 1 = Р и 1 = Г продолжает течь через диоды 7 и 8. В момент врсчец 1.= Г ток нагрузки равен нул 1 о, и с этого )1чснг 1 до чомГ.пта . = Д ток протекает по ( гкры(ыч ключам 1 и 2. В мочент врече 11 и ( ,1. ко га ток нагрузки достигнет пер")(.цос 3(рп(Г()Г1151 11, отклк)чя 1 Г)тс 51 1,поГп 11( . ( . ч Г.11111 вречени1 по 1: Е . я. 11;. о 1(кя, Гс," диоды 5 и 6.604123С момента времени 1 = С, когда ток нагрузки достигнет постоянного положительного уровня Ч, по момент времени 1 = Ж, когда ток достигнет переменного нижнего уровня 111 включены ключи 3 и 4. Однако ток протекает через них в промежутке времени между 1 = Е и 1 = Ж, В момент времени между 1 = Ж и 1 = 3 ток протекает через диоды 7 и 8.В дальнейшем ключи 1 и 2 открыты в интервалах времени между 1 = Т и 1 = И, между 1 = Ф и 1 = Л, а также после интервала 1 = М. Ключи 3 и 4 открыты в интервале времени между 1 = У и 1 = П. В интервалах времени между 1 = У и 1 = Н ток течет по цепи возвратных диодов 5 и 6, а в интервале времени между т = Ф и 1 = К - по цепи диодов 7 и 8. Между включением и выключением ключей плеч инвертора существует промеяуток времени (ВР, ДС, ЖТ, ИУ, ПФ), поэтому существует также возможность возникновения токов короткого замыкания через последовательно соединенные ключи 1 и 4, 3 и 2. Кроме того, точность воспроизведения заданного тока не зависит от точности уставки постоянного положительного и постоянного отрицательного урдЗ- ней, так как ток через включенные ключй начинает протекать позже включения ключей, а именно после спадания до нуля тока в наг рузке.При управлении мостовым инвертором по предложенному способу обеспечивается следующий положительный эффект. Повышается надежность за счет исключения сквозных токов,30 повышается также точность воспроизведения заданного тока за счет повышения частоты пульсаций и исключения влияния флуктуаций нулевого уровня.35Формула изобретения1. Способ управления мостовым инвертором с регулируемым током нагрузки, состоящий в604123 з е м и /7 т гг пь О. Н уговая Состави Техред О Тираж 89 ридснко НИИП Саветз l р и открыл ий гскан наб., д. 4(5 род, гн 11 росктная, 4сударственно;о код итст по делам изооретени 1 5, Москва, Ж. Рау 111 П атснт, г. Ук 1303 филиал