Способ управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты

СОЮЗ (ХВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 51) Н 02 М 5/02 Й ОПИСА ЕТЕНИ АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТК(56) 1. Авторское свидетельство ССС Иф 515248, кл. Н 02 Р 13/30, 1969.2. Жемеров Г.Г. Тиристорные преоб разователи частоты с непосредственной связью. И., "Энергия", 1977, с. 24.НИЯ ТРЕХФАЗ- ПРЕОБРАЗОВАТЕпирания вентилейв по закону сту(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕ 1 НЫИ НЕПОСРЕДСТВЕННЫИ ЛЕИ ЧАСТОТЫ путем от его фазных комплекто ЯО 1145447, А пенчатой функции, характеризуемойсодержателем 5-й, 7-й, 17"й и 19-йгармоник менее 4, причем периодэтой функции равен периоду напряжения выходной частоты, а крайние сту"пени полуволн этой функции имеютпротяженность, равную 1/ 12 этого жепериода, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью упрощения реализации, повышения коэффициента мощностипреобразователя и уменьшения искажения напряжения питающей сети, ступенчатую функцию формируют в виде трех.ступеней за полупериод, причем отно:шение уровня средней ступени к уровням крайних ступеней выбирают из об,ласти значений 0,8-1,5.1145447 1Изобретение относится к электротехнике, в частности к способам управления напряжением преобразователей частоты с непосредственной связью (НПЧ) и может быть использовано при преобразовании напряжения частоты Г питающей сети в напряжение нестандартной регулируемой частоты Й, например для регулирования скорости двигателя переменного тока. 16Известен способ управления напряжением трехфазного НПЧ, содержащего противофазные мостовые выпрямители, состоящий в том, что в каждый полу- период частоты их напряжение формируют в виде трехступенчатой функции, построенной по средним значениям напряжений этих ступеней. Первая и последняя ступени имеют нулевой уро- вень напряжения 111 .20Кривая напряжения этого НПЧ содержит все канонические гармоники, кроме третьей и кратных ей. При этом 5-я, 7-я, 17-я и 19-я гармоники имеют пониженный уровень по сравнению 5 с каноническим уровнем. Известен также способ регулирования напряжения НПЧ, содержащего нротивофазные группы выпрямителей, собранных по нулевым или мостовым схе- ЗО мам, состоящий в том, что напряжение каждой полуволны кривой напряжения вентилей его фаэных комплектов формируют в виде пятиступенчатой функции. Период этой функции равен периоду 35 выходной частоты. При этом все ступени, кроме третьей (центральной), имеют протяженность в 1/ 12 периода выходной частоты. Соответствующий выбор уровня ступеней напряжения обес печивает одновременное снижение до нуля 5-й, 7-й, 17"й и 19-й гармоник, а уровень 11-й и 13-й гармоник остается каноническим 23Недостатком известного способа яв 45 ляется то, что он относительно сложен и содержит для данноГо спектрального состава кривой напряжения трехфазного НБЧ большое число ступеней регулируемых уровней напряжения выпрямителей указанной выше протяженности, вследствие чего коэффициент мощности НПЧ (К,) оказывается недостаточно высоким и увеличено искажение напряжения питающей сети, которое, как из вестно, тем больше, чем больше угол регулирования А выпрямителей по час- тоте 3Цель изобретения - упрощение способа, повышение К преобразователяи уменьшение искажения напряженияпитающей сети.Поставленная цель достигается тем,что согласно способу управление на"пряжением трехфазного НПЧ производятпутем отпирания вентилей его фазныхкомплектов по закону ступенчатойфункции, характеризуемой содержанием5-й, 7-й, 17-й и 19-й гармоник менее4 Х, причем период этой функции равен периоду напряжения выходной частоты, а крайние ступени полуволнэтой функции имеют протяженность,равную 1/12 этого же периода, функцию формируют в виде трех ступенейза полупериод, причем отношение уроння средней ступени к уровням крайнихступеней выбирают из области значений 08-1,5.Отношение уровней ступеней 1.15дает наилучший результат по спектральному составу кривой напряжения НПЧ.Погрешность установки уровней ступеней напряжения и их протяженностиопределяется конкретными требованиями к преобразователю,Таким образом, предложенный способ уменьшает число ступеней в кривой напряжения фазных комплектов вентилей, но сохраняет при этом числоступеней в кривой напряжения НПЧ иее спектральный состав. Число ступеней в полуволне напряжения фазныхкомплектов вентилей равно трем, аспектральный состав кривой напряжения НПЧ обеспечивается, таким же, каки прн способе 121.На фиг. 1 и 2 приведены кривыенапряжений трехфазного НПЧ; на фиг.З -пример реализации системы управленияна базе микропроцессора. На фиг. 1 и 2 приняты обозначения:1 и 2 - кривые напряжения фазныхкомплектов вентилей фаз А и В НПЧпри условии, что Йр 7 1, 3 - криваялинейного напряжения Б . Система управления содержит задатчик 4 частоты и напряжения, микропроцессор 5, цифровую логику и формирователь 6 импульсов, синхрониэирующий трансформатор 7 и силовую схему НПЧ 8.Микропроцессор используется и для формирования кривой напряжения и для задания частоты Г по заданию 1 устройства 4.44 Пьйю, Х 13 17 19 4,9 0,7 7,7 1,45 1,3 0,8 3,68 2,62 0,8 9,1 0,71 0,037 1,42 1,0 1,03 0,04 0 1,15 0 9,1 0 7,7 0 0,04 1,0 0,03 1,5 2,6 1,85 7,7 1)03 1,15 4,35 1,8 3,1 9,1 1,28 1,14 О 1 фА /Я сов 36 ь й 2 3 1145Формирование уровней и протяженности ступеней кривой напряжения НПЧ 8 производится с помощью уст" ройств 4-7,. воздействия на угол управления вентилей С(ф) относительно .напряжения питающей сети частоты Г, . Протяженность крайних ступеней кривой напряжения каждого фазного комплекта веитилей НИЧ задается равной 1/12 периода частоты Г, а протяжен ность второй (средней) ступени - третью часть периода этой частоты. Точность в установке уровней ступеней и их протяженности должна опреде 5711 Как следует из табпицы, при данном алгоритме управления вентилями удовлетворительное подавление высших. гармонических имеет место при значи тельном отклонении заданных уровней ступеней от оптимального (современные средства полупроводниковой техники обеспечивают точность установки углов э (Р) с погрешностью менее одного градуса; расширять оговоренную область изменения отношения уровней 0,8-1,5 нецелесообразно при уменьшении А/А растет нроцентнее содержание ближайшей 5-й гармоники, а при увеличении значения А/А, кроме то- го, снижается коэффициент мощности НПЧ) . ляться конкретными требованиями ивозможной погрешностью примененныхустройств системы управления вентилями, Установлено, что при соотношении упомянутых уровней напряженийступеней 1, 15 и протяженности крайнихступеней в 1/12 периода частоты Г5-я, 7-я, 17-я и 19-я гармоники равны нулю, а 11-я и 13-я канонические. Для иллюстрации влияния отношенияуровней ступеней на спектральныйсостав в таблице приведенЫ примерыРеализации способа где и - номер гармоники;О, Б - соответственно основнаяи и-я гармоника кривойнапряжения НПЧ. Предлагаемый способ прыще при оды" иаковом по сравнению с прототипом спектральном составе кривой напряжения, требует меньшего числа операций по изменению уровней кривых напряжений выпрямителей НПЧ. В то же время в два раза увеличивается протяженность уровня напряжения, при котором каждый из выпрямителей работает с минимальным углом регулирования 4.(ф). Поэтому увеличивается Км НПЧ и уменьшается искажение напряжения питающей сети. Если при максимальном напряжении НПЧ при способе-прототипе в люббй момент времени только один из выпрямителей проводит ток при Х=О,1145447 Корректор Е.Р 1185/41 Тираж 646 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, 3-35, Рауаская н