Способ управления -фазным преобразователем частоты с непосредственной связью

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Жемеров Г.Г. Тиристорные преобразователи частоты с епосредственной связью. М.: Энергия, 1977,с. 18-35.Там же. с. 169-184,.(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ш-ФАЗНЫМПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЕДСТВЕН 110 Й СВЯЗЬЮ путем периодической подачи на его вентнльные группыотпирающих импульсов выпрямитель"ного режима, о т л и ч а ю щ и й -801121953(5 Ц 4 Н 02 Р 13/30 // Н 02 М 5/27 с я тем, что, с целью улучшениямассогабаритных показателей преобразователя и его коэффициента мощности при работе на синхронный двигатель в режиме перевозбуждения, формируют отпирающие импульсы инверторного режима и подают их на вентильныегруппы в интервале между началомполуволны тока нагрузки и началомподачи на них импульсов выпрямительного режима, причем длительностьинтервала подачи импульсов выпрямительного режима устанавливают такой,что в сумме с длительностью интервалов подачи импульсов инверторногорежима она становится равной илибольшей половины периода выходнойчастоты.Изобретение относится к силовой преобразовательной технике, в частности к способам управления щ - фазным преобразователем частоты с непосредственной связью (НПЧ), преобразую щим напряжение частоты Г в напряжение частоты Й и используемым для регулирования скорости синхронных двигателей (СД).Целью изобретения является улучше. ние массогабаритных показателей преобразователя и его коэффициента мощности при работе насинхронный двигатель в режиме, перевозбуждения.На фиг, 1 приведен пример схемы трехфазного мостового НПЧ, реализующего предлагаемый способ, на фиг.2 - временные диаграммы, поя.няющие способ; на фиг. 3 - диаграммы формирования управляющих импульсов при 20 данном способе.Способ осуществляется следующим образом.Преобразователь (фиг.1) содержит выпрямительные мосты 1-6, соединенные по известной схеме, и нагрузку 7 в виде синхронного двигателя (СД),Диаграммы (фиг.2) включают кривые 8 и 9 напряжений выпрямительных мостов 1 и 4, ток 10 фазы СД, ЭДС 11 30 фазы АСД, кривые 12 и 13 напряжения выпрямительных мостов 3 и 4, линейное напряжение 14 НПЧ и углы 15 (о),Кривые токов и напряжений построены из условия, что сеть и входной трансформатор - бесконечной мощности, синхронный реактанс - Х = 0,8, а коммутационный реактанс двигателя относительно велик.,например Х : 0,5.,к (Под коммутационным реактансом дви- ,40 гателя понимаем тот реактанс, который согласно известному способу определял бы угол коммутации ). При данномспособе этот реактанс влияет только на степеньфильтрации кривойтока дви гателя: чем он больше, тем кривая ближе к синусоидальной. При указанной величине Хк токи ближайших 5-й, 7-й, 11-й и 13-й гармоник составляют соответственно менее, чем 6,7; 4,8; 50 1,5, 1,37,Поэтому припостроении кри-. вой тока 10 высшие гармонические неучтены.Пусть нагрузкой является СД и на вентили выпрямителей НПЧ периоди чески подают отпирающие импульсы.Пусть в системе установился стационарный периодический процесс и к рассматриваемому моменту времени ток проводят вентили выпрямительных. мостов 1-3, которые работают в выпрямительном режиме. В момент йе в очередной раз подают отпирающие импульсы, при угле регулирования по высокой частоте О = О, на соответствующие вентили мостов 2, 3 и в последний раз за рассматриваемый период низкой частоты на очередной вентиль моста 1. Поскольку в интервале времени 1 -Т должен изменить направление ток 10 фазы А, то в момент или несколько позже подают отпирающие импульсы на вентили моста 4, одноименные с вентилями моста 1, но при угле о = Т, что соответствует инверторному режиму работы этого выпрямителя. Поэтому, как только в момент С ток ьс, спадает до нуля, он сразу же изменяет знак и начинает протекать по вентилям моста 4 навстречу напряжению питающей сети.В момент 1 по-прежнему подают отпирающие импульсы на вентили выпрямительных мостов 2 и 3 при сс= О, и впервые за этот такт низкой частоты на одноименные с ними вентили моста 4 также при сс = О. Выпрямитель 4 1сразу же переходит в выпрямительный режим. Дальнейшая. работа выпрямительных мостов 1-6 НПЧ происходит аналогично рассмотренному.Как следует из кривых 8, 9, 12 и 13, выпрямительные мосты НПЧ работают при углах регулирования О(, соответствующих выпрямительному режиму в течение интервалов времени, равных половине периода частоты Г (с точностью до такта несущей частоты) и, кроме того, в начале каждого пакета отпирающих импульсов - при углах регулирования, соответствующих инверторному режиму работы. Поэтому эти кривые и кривая 14 стабильны и не зависят от величины Хк.Согласно предлагаемому способу, кривая выходного напряжения преобразователя становится стабильнее и повышается коэффициент мощности НПЧ. Степень этого повышения тем больше, чем больше величина Хк и чем больше ток нагрузки. При этом величина угла опережения тока нагрузки может быть установлена минимальной: Ч = б вне зависимости от величины Х и тока нагрузки. При этом запас по коммутационной устойчивости превышает величину выбранного углав тем большей степени, чем больше величина Хс (как это следует из кривых 8-10, мгновенная величина ЭДС 11 в течение времени, соизмеримого с углом , превышает максимальную величину выпрямленного напряжения и после того, как произошел перевод выпрямителя из инверторного режима работы в выпрямительный режим).С увеличением времени работы выпрямителей НПЧ увеличивается использование вентилей по току. Только за счет уменьшения коэффициента формы тока К использование увеличивается на 107. Благодаря же одновременному уменьшению угла у и стабипизации кривой напряжения степень использования вентилей увеличивается еще больше.Минимизация угла,1 особенно заметная в режиме перегрузки или при питании НПЧ от источника соизмеримой мощности приводит к уменьшению времени совместной работы противофазных выпрямителей (в пределе до одного такта несущей частоты (фиг.2). Поэтому данный способ позволяет осуществлять непрерывный перевод тока нагрузки с одних вентильных групп на противофазные без уравнительного тока между ними.С применением способа исключаются периодические режимы двухфазного короткого замыкания СД, что вместе с повышением его Км повышает эффективность использования двигателя, уменьшает пульсации момента на его 171953 4валу и улучшает виброакустические,характеристики двигателя и механизма, снижает их износ.Принцип построения системы управления определяется временными диаграммами формирования управляющихимпульсов (фиг.3), которые включаютпоследовательности импульсов 16 и 17управления вентиньным мостом 1 для 1 О работы соответственно в выпрямительном и в инверторном режимах, последовательности импульсов 18 и 19 длямоста 4, 20 - суммарное напряжение20 управления мостами 1 и 4, напря жение 21 управления мостом 1, напряжение 22 управления мостом 4, соответственно последовательности управляющих импульсов 23 и 24 мостов,1 и 4 согласно известному способу, 20 напряжения 25 и 26 управления мостами 1 и 4 при общеизвестном раздельном управлении. Смена полярности кривой напряже ния согласно предлагаемому способусовпадает с моментом перевода очередного ВМ из инверторндго режима работы в выпрямительный, и определяется моментом подачи первого отпирающего импульса каждой пачки из последовательностей импульсов 16 и 18. Поэтому изменение знака напряжения происходит скачкообразно. По этой же причине способ не накладывает ограничений на кратность входной и выходной частот. Отношение частот может быть выражено дробньи числом. На фиг. 3 для наглядности иллюстрации способа соотношение частот выбрано 2:.1.1171953 Составитель Г.МыцыкТехред С.Мигунова Корре едактор Л.Шандор аз 4913/49 н и я ПП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Фил ВНИИПИ по де 113035, МосквТираж 646 осударственн ам изобретенЖ, Рауш Подпикомитета СССРоткрытийнаб д. 4/5