Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН А 9) ЯО) 4(51) Н 02 Й Н кон трукторскотута элек 8 ПРАВЛЕНИЯ ОВАТЕЛЕМ рехфаэной е на полно- двухстороннеймы которсети, адержаще ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗОБР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт электродинамикиАН УССР и Специальное стехнологическое бюро Инститродинамики АН УССР(56) 1. Руденко В. С., Сенько В. И.Чиженко И. М. Преобразовательнаятехника, Киев, "Вища школа", 197с. 367-376.3. Авторское свидетельство СССРУ 955441, кл, Н 02 Р 13/30, 1982,2. Патент США 3.493.838,кл. 321-7, 1981.(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБР ЧАСТОТЫ, выполненным по нулевой или мостовой сх тью управляемых ключ проводимостью, входные зазиой подключены к питающейвыходные - к нагрузке, сое последовательно соединенные задакщий генератор и пересчетную цепь, а также усилители мощности, выходы которых предназначены дпя подключения к управляющим входам упомянутых ключей, о т л и ч а ю -щ е е с я тем, что, с целью обеспечения независимости режима работыпреобразователя от порядка подключения входных зажимов силовой части кфазам путающей сети, введены последовательно соединенные фильтробратной последовательности, входкоторого предназначен для подключе"ння к зажимам трехфазной питающейсети, выпрямитель, компаратор систочником опорного напряжения,инвертирующий усилитель и логическийблок, состоящий из четырех элементов2 И и двух элементов 2 ИЛИ, причем первые входы первого и четвертого элементов 2 И подсоединены к одному иэ, выходов пересчетной цепи, первые входы второго и третьего элементов 2 Иподсоединены к другому входу пересчетной цепи, вторые входы первогои третьего элементов 2 И подсоединенык выходу компаратора, вторые входывторого и четвертого элементов 2 Иподсоединены к выходу инвертирующегоусилителя, выходы первого и второгоэлементов 2 И подсоединены к входамодного элемента 2 ИЛИ, выходы третье. го и четвертого элементов 2 И подсоединены к входам другого элемента2 ИЛИ, а выходы обоих элементов2 ИЛИ и третий выход пересчетной цениподключены к входам усилителей мощности, 1164839Изобретение относится к электротехнике и может быть использованопри построении непосредственныхпреобразователей частоты, предназначенных для частотного управления 5электроприводами и для автономныхсистем электроснабжения.Известны устройства управленияпреобразователями частоты, содержащие последовательно соединенные 1 Озадающий генератор, перасчетную цепьи усилители мощности управляющихимпульсов 1 и 2 .Недостатком данных устройств приФиспользовании для управления преобразователями частоты, построеннымина трехфазной нулевой или мостовойсхеме на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью,является зависимость режима работы 20преобразователя от порядка подключения входных зажимов силовой схемык фазам питающей сети.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство управления непосредственным преобразователем частоты, построенным по трехфаэной нулевой или мостовой схеме. При этомосновные его узлы " задающий генератор, пересчетная цепь и усилителимощности управляющих импульсов -соединены последовательно 131,Недостаткомэтого устройстватакжеявляется зависимость режима работы преобразователя от порядка подключениявходных зажимов силовой части к фазам питающей сети.Цель изобретения - обеспечениенезависимости режима работы преоб"разователя от порядка подключениявходных зажимов силовой части кфазам питающей сети,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для управлениянепосредственным преобразователемчастоты, выполненным по трехфаэнойнулевой или мостовой схеме на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью, входные эюкимыкоторой подключены к питающей сети,5 Оа выходные - к нагрузке, содержащеепоследовательно соединенные задакнцийгенератор и пересчетную цепь, атакже усилитель мощности, выходыкоторых предназначены для подключения к управляющим входам упомянутыхключей, дополнительно введены последовательно соединенные фильтр обратной последовательности, вход которо го предназначен для подключения к зажимам трехфазной питающей сети, выпрямитель, компаратор с источником опорного напряжения, инвертирующий усилитель и логический блок, состоящий из четырех элементов 2 И и двух элементов 2 ИЛИ, причем первые входы первого и четвертого элементов 2 И подсоединены к одному из выходов пересчетной цепи, первые входы второго и третьего элементов 2 И подсоединены к другому входу пересчетной цепи, вторые входы первого и третьего элементов 2 И подсоединены к выходу компаратора, вторые входы второго и четвертого элементов 2 И подсоединены к выходу инвертирующего усилителя, выходы первого и второго элементов 2 И подсоединены к входам одного элемента 2 ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов 2 И подсоединены к входам другого элемента 2 ИЛИ, а выходы обоих элементов 2 ИЛИ и третий выход пересчетной цепи подключены к входам усилителей мощности.На фиг, 1 представлена структурная схема устройства управления непосредственным преобразователем частоты; на фиг, 2 - временные диаграммы, поясняющие его работу (индексы на диаграммах соответствуют номерам выходов и входов блоков фиг. 1 при прямой и обратной последовательности чередования импульсов управления).Структурная схема 1.фиг. 1) включает непосредственный преобразователь частоты 1, выполненный, например, по трехфазной нулевой схеме на полностьюуправляемых ключах с двухсторонней проводимостью 2 - 4. Входные зажимы преобразователя подсоединены к фазам А,В,С трехфазной питающей сети, а выходные - к нагрузке 5. Нулевой провод 0 является общим для входа и выхода преобразователя. Устройство управления состоит из задающего генератора 6, выход 7 которого соединен с входом пересчетной цепи 8. Пересчетная цепь 8 имеет выходы 9,10 и 11, Выходы 9 и 10 пересчетной цепи 8 соединены с входами логического блока 12, который состоит из четырех элементов 2 И 13- 16 и двух элементов 2 ИЛИ 17 и 18. При этом выход 9 пересчетной цепи 83 1648 подключен к первым входам первого и четвертого элементов 2 И 13 и 16, выход 10 пересчетной цепи 8 - к первым входам второго и третьего элементов 2 И 14 и 15. Выходы первого и второго элементов 2 И 13 и 14 соединены с входами одного элемента 2 ИЛИ 17, а выходы третьего и четвертого элементов 2 И 15 и 16- с входами другого элемента 2 ИЛИ 18. Вы- О ходы 19 и 20 элементов 2 ИЛИ являются одновременно и выходами блока 12. Эти выходы, а также выход 11 пересчетной цепи 8 соединены с входами усилителей мощности 21 - 23 соответствующих ключей, Кроме того, к зажимам А,В,С трехфазной питающей сети подключен вход фильтра обратной последовательности 24, выход которого подсоединен к входу выпрямителя 25. Сигнал с выхода 26 выпрямителя 25 поступает на один вход компаратора 27, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения 28. Выход компаратора 25 27 подключен к входу инвертирующего усилителя 30 и к вторым входам первого и третьего элементов 2 И 13 и 15. Выход 31 инвертирующего усилителя 30 соединен с вторыми входами второго и четвертого элементов 2 И .14 и 16.Устройство работает следующим образом.Задающий генератор 6 на выходе 735формирует тактовые импульсы (диаграмма 7, фиг. 2), которые поступают на вход пересчетной цепи 8, на выходахкоторой появляются три,последовательности импульсов длительностью 120 эл.град. сдвинутых между собой на 120 эл.град. Импульсы с выюда 9 пересчетной цепи 8 поступают на вхоцы элементов .2 И 13 и 16. Импульсы с выхода 10 поступают на 4 вход элементов 2 И 14 и 15.Предположим, что на вход преобразователя частоты подано трехфазное напряжение А,В,С прямой последовательности (обозначения на эпюре 32 50 фиг. 2 без скобок), Указанное напряжение поступает также на вход фильтра обратной последовательности 24, иа выходе которого полное трехфаэное напряжение сети. Это напряжениепосту 55 пает на вход выпрямителя 25, На выходе выпрямителя получается .выпрямленное напряжение Б 26 большого уров 39 4 ня, которое подается на один из входов компаратора 27, где происходит сравнение этого напряжения с напряжением уставки от источника опорного напряжения 28. В результате на выходе компаратора появляется положительный сигнал П 29, который подается навходы элементов 2 И 13 и 15 и на входинвертирующего усилителя 30. На выходе инвертирующего усилитепя 30 устанавливается нулевой потенциал, поступающий на входы элементов 2 И 14и 16, Таким образом, согласно схеме(фиг. 1) разрешается прохождение импульсов 11 9 через элемент 2 И 13, аимпульсов П 10 - через элемент 2 И 15,так как на вторых входах этих элементов присутствуют единичный потенциалБ 29. Прохождение импульсов 11 9,10 через элемент 14 и 16 запрещеноналичием нулевого сигнала 0 3 свыхода инвертирующего усилителя 30. Импульсы Б 9 с выхода элементч 13поступают на вход элемента 2 ИЛИ 17 иповторяются на выходе 19 элемента2 ИЛИ 17, Импульсы Б 10 с выхода эле"мента 2 И 15 поступают на вход логической ячейки 2 ИЛИ 18 и повторяютсяна ее выходе 20. Следовательно,прямой последовательности чередованияфаз А,В,С соответствует прямая последовательность импульсов управления 13 11, Б 19, Б 20 (фиг. 2), которые подаются соответственно (согласно схеме на фиг. 1) на входыусилителей мощности 21 - 23 силовыхключей 2-4. В результате на нагрузке5 непосредственного преобразователячастоты формируется напряжение 11 33с частотой Г,=Г-Г где К 1 - частота управления. ключами; Е - частотапитающей сети.Если на вход преобразователя частоты подано трехфазное напряжение (А), (В), (С) обратной. последовательности (фиг, 2), то при подаче на силовые ключи 2-. 4 последовательности импульсов Б 11, Б 19, 0 20 с прежним порядком следования на нагрузке 5 преобразователя частоты сформируется напряжение 11 34 с частотой ц=1+2 на много больше Е 5- -Е (на фиг. 2 - в три .раза), а это, как известно, нежелательный режим работы преобразователя частоты.Однако в этом случае на входефильтра обратной последовательности24 будет напряжение обратной после5 1164 довательности (Фиг. 2) и на выходе этого фильтра, т.е. на входевыпрямителя 25 напряжение будет практически равно нулю. Поэтому на выходе 26 выпрямителя напряжение тоже будет равно нулю эпюра 0 26 , Фиг. 2). Тогда состояние компаратора 27 изменится на противоположное, т.е. на выходе компаратора 27 устанавливается нулевой потенциал (эпюра 11 29 ), 10 который запрещает прохождение импульсов У 9, Б 10 через элементы 2 И 13 и 15. Положительный сигнал 0 31 с выхода инвертирующего усилителя 30 поступает на входы элементов 2 И 14 15 и 16 . В данном случае импульсы 119 с выхода пересчетной цепи 8 проходят через элемент 2 И 16 на вход логической ячейки 2 ИЛИ 18 и полностью повторяются на ее выходе 20. В свою 20 очередь импульсы 0 1 О, проходя 839 6через элемент 2 И 14, поступают на вход элемента 2 ИЛИ 17 и повторяются на выходе 19. Таким образом, обратной последовательности чередования Фаз (А),(В),(С) на входе преобразователя частоты соответствует обратная последовательность импульсов управления У 11, 0 19 , 11 20 которые соответственно. подаются согласно схеме (Фиг. 1) на входы усилителей мощности 21-23 силовых ключей 2-4. В результате на нагрузке преббраэо-, вателя частоты Формируется напряжение с прежней частотой Й =Я"Гвых 9 С(эпюра 35, фиг, 2). Таким образом, с помощью дополнительной схемы, которая отсутствует в прототипе, улучшаются условия труда и повышается надежность преобразователя.1164839 Пряиая асслеЫо 7 сльаЮею цо 31 и У Оу Ую фиг. 2 Составитель О, Парфеноваедактор А. Гулько Техред А. Бабинец Корректор М,Самборск ак за Яраою аюсдоЙЕ иу иу 97 4196/52 Тирая 646 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5