Способ управления трехфазным преобразователем частоты

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 746835 гая(22) Заявлено 030174 (21) 1992771/24-07 Р 1)М КЛ с присоединением заявки Мо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения гВ . С, Козлов и ЕР.,Цорошин(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ПРЕОБРЫОВАТЕЛЕМЧАСТОТЫ Изобретение относится к преобра-зовательнай технике и может быть использовано в трехфаэных преобразователях частоты с синфазным много" кратным широтно-импульсным регулиро ваниемвыходного йапряжения с регулируемой в широких пределах частотой. Известен способ упраВления трех фаэным преобразователем частотЫ с двухполярной широтно-импульсной модуляцией (ЮИМ) выходного напряжения в широком диапазоне частот, при ко тором дискретно изменяется кратность 1 отношениячастоты несущих сигналов, имеющих вид треугольного напряжения,к плавно регулйруемому по частотеи амплитуде синусоидальному модулирующему напряжению (1), 20Известен также принцип адаптированной двуполярной ШИМ выходного напряжения преобразователя частоты, при котором изменение кратности от ношения несущего сигнала к модулирующему осуществляют измеряя длительность импульсов фазного напряжения и нулевых пауз линейного Напряжения (2), ЭО 2Недостатками таких способов двуполярной модуляции является повышенное содержание высших гармоник в выходном напряжении и токе, необходимость высокой частоты искусственных коммутаций и сложность системы управления.Известен способ управления трехфазным преобразователем частоты с синфазным многократньаи,широтно-им-пульсным регулированием выходного напряжения с несущей частотой, пред- ставляющЕй,собой последовательность прямоугольник импульсов.бднополярная модуляция щасодного напряжения,реализуемая при его широтно-импульсном, 1 егулироваиии (ШМИ, обладает рядом преимуществ по сравнению с двуполярной ШИМ, среди которых такие, как простота системы управления, возможность реализации с общим коммутирующим устройством в тиристорном преобразователе и др. (3. Недостатком этого способа ШИР является невозможность выбора оптиМального для .широкого диапазона частот числа импульсов на полупериоде выходного напряжения, характеризуемо- го в трехфазных преобразователяхгде и = 1,2,3- кратность ШИР.Оптимальность отношения в " меняется в зависимости от выходной4 мчастоты преобразователя. В нижнемдиапазоне частот важно поднять поря-.док высших гармонических составляющих в спектре выходного напряженияи тока, что достигается применением;многократного ШИР с ф"фъ 18-24, необходимость же улучшения энергетических показателей и сохранение неизмененных требованиЯ к быстродейст-;вию устройств искусственной коммута-ции, а также особенности работы двигателей при несинусоидальном напряжении в верхнем диапазоне частот требуют снижения кратности ШИР,Целью описываемого способа является повышение надежности системы управления в преобразователе с изменяе 4"Этодостигается благодаря тому,что изменение несущих частот осуществляют во время совпадения пауз междуимпулъсййи несуйрх частот смежныхкратностей.На Фиг. 1 дана диаграмма, иллюстрирующая предложенный способ; на Фиг.2 - диаграмма, иллюстрирующая возможные случаи перехода с одного числаимпульсов в полуволне напряженияна другое без применения описываемо.го способа," на Фиг. 3 - логическаясхемаустройства, реализующего описываемый способ.На Фиг. 1 приведены сигналы несущей Частоты двух смежных кратностейи 4 ц, модулирующий прямоуголь"ный сигнал М, Форма выходного напряжения Б, Формируемая по сигналамфн, , и соответствующие ей моментыпереключения ключевых элементовпреобразователя, т.е. моменты срабатывания узла искусственной комму"тации К, а также выходное напряжение 0 , Формируемое по сигналами соответствующие моменты срабатывания узла коммутации К.На фиг. 1 приведена также форманапряжения Опри переходе от формирования его несущими сйгйалайи6 На СиГналы 1-и соотВетатнующиеэтой форме напряжения моменты срабатывания узла коммутации К 6а также Форма напряжения й моментысрабатывания узла коммутации 0 иК.Б при обратном переходе от сигналов 1 н и неНа фиг. 2 а, б приведены возможныеформы напряжения 0 би диаграммымоментов срабатывания узла коммутации Кпри-переходах к несущимсигналам смежной кратности соответственно в моменты С и 1 з,Через 1 отношением частоты прямоугольных несущих сигналов к;выходной частоте обозначен интервал между очереднымикоммутациями непосредственно в моментперехода.На логической схеме устройства(см. фиг, 3) 1 - логический элементИ - НЕ, 2 - триггер со входной логикой и 3 - элемент И-ИЛИ.Переход с одной кратности несущей частоты на другую смежную кратность согласно описываемому способупроизводится следующим образом. 0 Предйоложим, что сигналам несущейчастоты 1 и прямоугольному модулирующему сигналу М соответствуют выходное напряжение 0 и моменты переключения ключевых элементов преобра зователя К (см.фиг, 1) . Аналогичносигналам 1 а соответствуют напряжениеЧб и узел коммутации КбЕсли в момент 1 или 1 произойдет смена порогового сигнала П на 2 О Пт указывающая на необходимостьперехода от формирования напряженияпо сигналами к сигналам щ, тосогласно описйваемому способу переключение произойдет в момент паузымежду несущими сигналами двух сменных кратностей. Форма напряженияв момент этого перехода Па , атакже в момент обратного переходаот Формирования напряжения по сигналамик сигналам 1 в " Ч, приве- ЗО дена йа Фиг. 1,В этом случае интервал между очередными искусственными коммутациямив момент перехода 1 всегда большепериода несущих сигналов более высоЗ 5 кой из смежных частот, и вследствие целостности всех импульсов напряжения сохраняется равенство вольт-секундных площадей обоих полуволннапряжения.4 О переключение несущего сигнала безприменения описываемого способа, нап. ример непосредственно в момент сменыпорогового сигнала, может привестилибо к срыву работы узла коммута цйи, поскольку время между очередными коммутациями в момент перехода1 может быть неограниченно малым(см, фиг, 2 а), либо к нарушениюравенства вольт-секундных площадей 5 О двух смежных полуволнфНапример, если переход произойдетв момент С, то в выходном напряжениипоявится дополнительная площадь (заштрихованный участок на фиг. 26) .Логическое устройство, реализующееописываемый способ, работает следующим образом. Логический элемент 1 инвентирует поступающие на его входы сигналы, совпадающие по времени с несущими сигналами 1(, и двух 60 смежных частот, которые затем поступают на каждую из двух групп входной логики триггера 2. На вторые входы входной логики триггера посту-, пают пороговые сигналы П и ПВ,Переключение триггера возможно толькс. Щепанскаяв т в юав 4 783 писн аб д, Филиал ППП Патент Ужгород, у ектная Редант йт а Заказщм "т.дваааав Состайи ор Т, Загребельная ТЕхредАввта вавщ в в971/49 . Мираж ЦНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москна, Ж, Раую