Способ управления непосредственным преобразователем частоты

1+ нн.СИНЯЯбкблиотека щ ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(5)М. Кл. с присоединением заявки М Н 02 Р 13/16 Госухарствеиицй воиитет СССР по аелаи изобретений н открытий(71) Заявитель Новосибирский электротехнический институт связиИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления непосредственными преобразователям, частоты с широтноимпульсным регулированием ШИР) для частотного регулирования напряжения электроприводов переменного тока.Известны способы управления преобразователями с ШИР с несимметричной формой сигналов управляющих генераторов, которые представляют собой пакет импульсов, состоящий иэ импульсов модулятора, регулируемых по длительности и импульса постоянной длительности, равной трети полупериода выходной частоты. В таких способах импульсы управления в инверторном режиме следуют за импульсами управления в выпрями- тельном режиме 1 и 2.При пуске двигателя в таких способах увеличивают частоту импульсов управления выпрямительным режимом, что усложняет схему управления и приводит к росту потерь в элементах силовой цепи преобразователя.Другой известный способ управления непосредственным преобраэователем частоты -озволяет ограничитьнапряжение преобразователя при пуске двига еля на сколь угодно низкихчастотах.5 Этот способ управления заключается в том, что сигналы управления в выпрямительном и инверторномрежимах суммарной длительностью,равной углу управления, подают на О управляющие ключи в последовательности: инверторный, выпрямительный,инверторный, причем длительность.первого инверторного импульса выбирают равной, а длительность сле дующего выпрямительного импульсане больше одной шестой части периодавыходного напряжения. При этомдлительность первого инверторногоимпульса, как и следующего эа ним 20 выпрямительного импульса, равны одной шестой части периода выходногонапряжения каждый 31.Однако этот известный способуправления преобразователем для 25 частотноуправляемого электропривода обладает существенным недостатком. Этот недостаток заключается втом, что в волне выходного напряжения всегда присутствуют две пос О ледовательности импульсов; одна684704 4 1 О 5 20 стационарная последовательность,обусловленная импульсами ШИР, адругая - нестационарная, обусловлен -ная наличием упреждения управляющих сигналов в режиме инвертирования.Наличие нестационарной последовательности импульсов в непосредственных преобразователях частоты с ШИРи несимметричной формой импульсовуправляющего генераТора может бытьпричиной низкочастотных колебанийскорости двигателя, особенно начастотах, кратных утроенной частоте сети.Кроме этого, при переходе нарежим управления с ШИР происходитскачок выходного напряжения вследствие наложения двух последовательностей импульсов,Целью настоящего способа управления непосредственным преобразователем частоты является осуществление плавного регулирования выходного напряжения и исключения низкочастотных колебаний скорости,двигателя.Сущность данного изобретения заключается в том, что в моментпуска двигателя запрещают прохождение модулированной части импульсов управляющего генератора, увеличивая угол упрежденияотпирающих импульсов в инверторном режиме в соответствии с выходнойчастотой и требуемыми пусковымихарактеристиками, а после разгонадвигателя до заданной скорости уголупрежденияуменьшают до заданного минимума, одновременно снимаютзапрет прохождения модулированнойчасти. импульсов управляющего генератора, причем при изменении нагрузкиугол Я и длительность модулированиячасти импульсов изменяют в зависимости от изменения тока.Описываемый способ управленияиллюстрируют диаграммы на фиг. 1 иФиг. 2.На фиг. 1 приведено трехфазноенапряжение питающей сети Р сигналы генератора Го, Г, Г Г, Г, Г,управляющие катодными и аноднымигруппами тиристоров в выпрямительномрежиме, сигналы индикаторов направления тока Т, Т, Тс, Т , Т, Т,Хуправляющие группами тиристоровинверторном режиме, а также выходное напряжение Фазы А - ОА в момент2пуска. На Фиг. 2 приведены те жесигналы после разгона двигателя,При пуске двигателя прохождениемодулированной части импульсов управляющего генератора запрещается,.врезультате чего сигналы Г, - Гсоответствующие выпрямительномурежиму, и сигналы ТО-Т, соответствующие инверторному режиму, обращаются в импульсы, показанные наФиг. 1 штриховкой. При этом в каждый 25 30 35 40 45 50 55 60 момент времени оказывается включенной одна группа тиристоров в выпрямительном режиме,а две другие - в инверторном, Поскольку переключение тиристоров в инверторном режиме осуществляется с углом упреждения Р по отношению к моменту равенства фазных напряжений сети,то на нагрузке формируется пакет импульсов напряжения, следующих с частотой т= У пгде М 1 - число фаэ питающей сети, частота питающей сети. При регу-лировании угла ( в соответствии с выходной частотой преобразователя двигатель начинает плавно разгоняться с заданными пусковыми характеристиками до заданной граничной скорости, определяемой максимально возможной величиной угла 3. При достижении этой граничной скорости преобразователь переводится в режим управления ШИР, для чего снижается запрет прохождения модулированной части импульсов управляющего генератора.После перехода на режим ШИР (см, фиг, 2) на нагрузке формируются две последовательности импульсов напряжения, подчиняющиеся известному закону, описываемому коммутационной функцией. Одна последовательность импульсов напряжения, соответствующая модулированной части импульсов управляющего генератора, является стационарной. Вторая последовательность импульсов, появляющаяся на интервалах модулятора эа счет угла упреждения )Ъ, является нестационарной, так как количество треугольных импульсов в полуволне выходного напряжения зависит как от выходной части, так и от взаимного расположения модулированной части импульсов и импульсов управления, соответствующих фаэным напряжениям сети. Появление нестационарной последовательности импульсов напряжения обусловлено тем, что между модулированными импульсами одна иэ групп тиристоров остается включенной в выпрямительном режиме, а две другие, находящиеся под током, пеРеключаются в инверторный режим.Для того, чтобы в момент перехода на ШИР напряжение на нагрузке не изменилось скачкообразно, угол упреждения Р уменьшают до заданной величины, определяемой индуктивностями входных цепей преобразователя и максимальным током нагрузки в момент перехода, а ширину модулированной части импульсов выбирают, исходя из обеспечения закона регулирования напряжения при изменении частоты.При изменении тока нагрузки ведичину углаизменяют, выбирая его величину минимально необходимой дляобеспечения надежной коммутациитиристоров в группе. При этом среднее значение нестационарной составляющей выходного напряжения, а следовательно, и возможные низкочастотные колебания скорости поддерживаются минимальными.Таким образом, описываемый способ управления непо редственным преобразователем частоты для частотнорегулируемого электропривода позволяет осуществить плавный частотный пуск двигателя с заданными пусковыми характеристиками при ограниченной величине тока без увеличения кратности модулирующих сигналов управляющего генератора, а затем перейти на режим ШИР и существенно уменьшить недостатки работы, свойственные преобразователю с постоянным упреждающим углом управления тиристорами в инверторном режиме.Формула изобретенияСпособ управления непосредственным преобразователем частоты для регулируемого электропривода переменного тока с широтноимпульсным регулированием Выходного напряжения, содержащего управляющий генератор с модулированной и немодулированной последовательностью импульсов, состоящий в том, что подают отпирающие импульсы на тиристоры в инверторном режиме при запуске двигателя, 6подают сигналы управления выпрямительного и инверторного режимов ссуммарной длительностью, равной длительности пакета отпирающих импульсов, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью осуществления плавного 5 регулирования выходного напряженияи исключения низкочастотных колебаний скорости двигателя, запрещаютпрохождение модулированной частиимпульсов управляющего генератора 10 в момент пуска двигателя, увеличивают угол упреждения 5 отпирающихимпульсов в инверторном режиме всоответствии с выходной частотойи требуемыми пусковыми характеристиками, а после разгона двигателя дозаданной скорости угол упрежденияуменьшают до заданного минимума,одновременно снимают запрет прохождения модулированной части импульсов управляющего генератора, причемпри изменении нагрузки угол Р и. длительность модулированной частиимпульсов изменяют в зависимостиот изменения тока. 84704 Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР9 490238, кл. Н 02 Р 13/30, 1970.2. Авторское свидетельство СССРЗО 9 505119, кл. Н 02 Р 13/18, 1971.3. Авторское свидетельство СССРР 530411, кл. Н 02 Р 13/16, 1971.684704 Составитель О. НаказнаяД. Мепуришвили Техред З.фанта Корректор М, Шарош Реда одпи сное филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 Заказ 5304/52 ЦНИИПИ Г по дела 113015 МссТираж 857 ударственного комитет изобретений и открыти а ЖРа скан наа 1 а