Устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью

(51) Н 02 М 5/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ БРЕТЕН НИЕ ИОМ,Ф СВИ ОПИ К АВТОРСН готовления преобр номерного распред переключения межд ми, оно снабжено д ресчетной схемой, динен с выходом о схемы, а выходы д счетной схемы соед распределителя имп распределитель имп логическую функци эователя путем равеления потерь науказанньаки ключаополнительной певход которой соеновной пересчетной полнительной переинены с входами ульсов, причем ульсов реализует 2 фЕ Х 2 9х х3 ь Ь Х 2Чв ХВ ХЬ ХЬ Х 2 Хь Х Х Х ные сигналы распрееля импульсов; ной сигнал задающенератора;ные сигналы основересчетной схемы; ные сигналы допольной пересчетной 1 9 выходеливыходго гвыход г Х -Х 2 ной х - вых 6(71) Институт электродинамики АН УССР(56) 1. Чиженко И.М., Руденко В.ССенько В,И. Основы преобразовательной техники. М "Высшая школа",1974, с. 324-329.2, Фокин В.А., Кравцов В.А. Построение системы управления непосред-,ственного преобразователя частотыфаэоразностного типа. В кн.: "Преобразование параметров электрическойэнергии". Киев, "Наукова думка",1975, с. 87-92.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С НЕПОСРЩСТВЕННОЙ СВЯЗЬЮ трехфаэно-трехфазноготипа, каждая из фаз которого выполнена по нулевой схеме на полностьюуправляемых ключах с двустороннейпроводимостью, состоящее из последовательно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты и длительности, ос- гнонной пересчетной схемы, распределителя импульсов и формирователяимпульсов управления ключами преобразователя, причем один из входов распределителя соединен с выходом задающего генератора, о т л и ч а ю щ е-.е с я тем, что, с целью повышениятехнологичности конструирования и из 1 11402Изобретение относится и электро" технике и может быть использовано для управления непосредственными преобразователями частоты, предназначенными, например, для частотного5 управления электроприводами и для ав.тономных систем электроснабжения.Известны устройства управления непосредственными преобразователями частоты, построенными на полностью управляемых силовых ключах с двусторонней проводимостью, с циклическим режимом работы этих ключей, содержащие последовательно соединенные задающий генератор регулируемой частоты, пересчетную схему и формирователь импульсов управления силовыми ключевыми элементами Я .Недостатком известного устройства является невозможность регулирования выходного напряжения преобразователя еНаиболее близким к изобретению яв" ляется устройство для управления преобразователем частоты с непосредственной связью трехфазно-трехфазного типа, каждая из фаз которого выполнена по нулевой схеме на полностьюуправляемых ключах с двустороннейпроводимостью, состоящее из последовательно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты и длительности,пересчетной, схемы, распределителяимпульсов и формирователя импульсовуправления ключами преобразователя, З 5причем один из входов распределителясоединен с выходом задающего генератора 2 ,Недостатком известного устройстваявляется неодинаковая форма импуль Осов управления силовыми ключами. дляразличных фаз преобразователя, чтоприводит к неодинаковому числу переключений этих ключей за период управления, вследствие чего наблюдаетсянеравномерное распределение потерьна переключения между силовыми ключами еЦелью изобретения является повышение технологичности конструирования и изготовление преобразователейпутем обеспечения равномерного распределения потерь на переключениямежду его силовыми ключами,Поставленная цель достигается55тем, что устройство для управленияпреобразователем частоты с непосредственной связью трехфазно-трезфазногоХЕХб Х Х,А =7 Х 5 Хб Хб Х 7 Хб " Хб Х где у 1-у - выходные сигналы распределителя импульсов;г - выходной сигнал задающе-,го генератора;х -х - выходные сигналы основной пересчетной схемы;х -х " выходные сигналы допол 4 6нительной пересчетнойсхемы.На фиг.1 представлена силовая схема НПЧ нулевого типа на полностью управляемых ключах с двусторонней . проводимостью; на фиг.2 - структур-, ная схема предлагаемого устройства для управления преобразователем частоты с непосредственной связью; на фиг.З - функциональная схема распределителя импульсов по фиг.2; на фиг.4 - временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства управления пофиг.2, и диаграмма выходного напряжения преобразовате- ляе 12 Ътипа, каждая из фаз которого выполнена по нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью, состоящее из последоватепьно соединенных задающего генератора прямоугольных импульсов регулируемой частоты и длительности, основной нересчетной схемы, распре- . делителя импульсов и формирователя импульсов управления ключами преобразователя, причем один из входов распределителя соединен с выходом задающего генератора, снабжено допол. нительной пересчетной схемой, вход которой соединен с выходом основной пересчетной схемы, а выходы дополнительной пересчетной схемы соединены со входами распределителя импульсов, причем распределитель импульсов реализует логическую функцию40212 427-29 пересчетнойсхемы 26 формируются последовательности импульсов, длительность которых в три раза больше,а частота в три раза меньше по сравнению с выходными импульсами пересчетной схемы 16.Выходные сигналы задающего генератора 13 пересчетных схем 16, 26поступают на входы 17, 22-24 и 30-31распределителя 18 импульсов.Распределитель 18 импульсов представляет собой комбинационную логическую схему, реализующую следующиефункции:% Чэ 15 х Х У Ч 5 Чь 20 Х 2 Чт Чв Чч 25 Х Хь Х 5 Х Х ХВ Х 5 Х 4 х,Х 2 Х 5 ментов 4 ИЛИ,30Номера входов и выходов блоковструктурной схемы (фиг.2) соответ,ствуют номерам входов и выходов нафункциональной схеме (фиг.З), Нафиг.4 представлены диаграммы напряжений на выходах соответствующих элементов,Устройство работает следующим образом.Регулируемые по частоте и длитель ности прямоугольные импульсы с выхода 14 задающего генератора 13 подаются на вход 15 основной пересчетнойсхемы 16, представляющей собой, например, кольцевой счетчик с коэффициентом пересчета, равным трем. Пересчетная схема 16 формирует на своихвыходах 19-21 три последовательностипрямоугольных импульсов длительностью 120 эл.град. со сдвигом 50120 эл.град. между собой, которыеследуют с частотой, в три раза меньшей частоты задающего генератора 13.Одна из этих последовательностейс выхода. 19 пересчетной схемы 16 поступает на вход 25 дополнительнойпересчетной схемы 26, которая идентична первой В результате иа выходах 3 11Преобразователь частоты (фиг.1)содержит полностью управляемые ключи1 в . 9 с двусторонней проводимостьюобразующие трехфазно-трехфазную схему преобразователя, каждая иэ фазкоторого выполнена по нулевой схеме.На вход преобразователя подключеныфазы А, В, С питающей сети, а на выход - фазы нагрузки 10-12,Устройствоуправления преобразователем частоты (фиг.2) содержит задающий генератор 13, выход 14 которого соединен со входом 15 основнойпересчетной схемы 16 и входом 17распределителя 18 импульсов, выходы19-21 пересчетной схемы 16 подключены ко входам 22-24 распределителя импульсов, выход 19 - ко входу 25 дополнительной пересчетной схемы 26,а выходы 27-29 соединены со входами30-32 распределителя 18 импульсов.Выходы 33-41 подключены к формирователю 42 импульсов управления, фор мирующему импульсы управления силовыми ключами 1-9.Функциональная схема распределителя 18 импульсов, изображенная нафиг.З, состоит из девяти логическихэлементов 1 НЕ-ЗИ, трех логическихэлементов 2 И и девяти логических эле. где в качестве переменных у -у 9, х 1 - хб е используются сигналы соответственно Ц,1 - Ц 41, Ц 2 - Ц 24, И уф ВНабору этих функций отвечает составленная из соответствующих логических элементов функциональная схема (фиг.З).Выходные сигналы распределителя 18 импульсов поступают на вход форми. рователя 42 импульсов управления, в котором происходит их усиление и гальваническая развязка по питанию, Управляющие импульсы 1 - 9 с выхода ФИУ 42 подаются на соответствующие ключи 1-9 силовой схемы.В результате работы этих ключей, выходное напряжение одной иэ фаз нагрузки принимает вид изображенный на эпюре (фиг.4), Частота выходного напряжения равна разности частот управления 1 силовыми ключами и частоты питающей сети.,т.е. ( -1сэ фэыхс Оно формируется следующим образом. На временном интервале 1 -1 открыты ключи 1, 5, 9 к нагрузке 10 при-, ложено напряжения ЦцЕ к нагрузке 11 - напряжение 0 е, к нагрузке 2- напряжение 0 с, В момент времени 411 . запираются ключи 5 и 9, отпираются ключи 4 и,7, и на интервале 1 ввсе выводы нагрузки оказываются подсоединенными к линейному проводу фазы А питающей сети, а напряжения между ними - равными нулю. В результате в выходном напряжении преобразователя формируется нулевая фпауза". В момент времени 1 закрываются ключи 1 и 4, вместо них открываются ключи 2 и 6, и на следующем интервале к Фазам нагрузки 10-12 прикладываются напряжения Ц , Ос и Ц дВ соответствен. но. В момент времени 1 запираются ключи 6 и 7, вместо них вступают в работу ключи 5 и 8, и на интервале-4 все фазы нагрузки оказываются закороченнымн через линейный провод фазы В питающей сети. На временном интервале 4-1 вместо закрывавшихся ключей 2 и 5 работают ключи 3 и 4, а к Фазам нагрузки 10-12 приложены напряжения Ос, ЦА и 0 с соответствен но. В момент времени 1 выходят из работы ключи 4 и 7, отпираются ключи б и 9, которые вместе с остающимся . в работе ключом 3 обеспечивают закоротку нагрузки через линейный провод фазы С питающей сети и формирование очередной "паузы" в выходном напря 40212жении преобразователя. В дальнейшем,начиная с момента времени 16 , циклформирования кривой выходного напряжения повторяется, однако ключи,принимающие участие в шунтированиинагрузки на время "пауз", работаютв иной последовательности. Первая"пауза" в выходном напряжении послемомента времени 16 формируется с 10 помощью ключей 2, 5 и 8, вторая - спомощью ключей 3, 6 и 9, а третья -при помощи ключей 1, 4 и 7. Начинаяс момента временипорядок шунтирования нагрузки опять меняется. Клю чи, шунтирующие нагрузку, работаютв следующей последовательности:3, 6, 9 - 1, 4, 7 - 2, 5, 8. В момент времени 18 заканчивается периодповторяемости импульсов управления, 20 и в дальнейшем порядок работы силовых ключей и формирования выходного,напряжения преобразователя такой же,как описанный для интервала 6 о -8.Таким образом, предлагаемое уст ройство позволяет обеспечить равномерную тепловую нагрузку всех ключей,и, следовательно, выполнить их однотипными, что повышает технологичность их конструирования и изготовЗ 0 пения.1140212 Составитель А. Придатковедактор С. Тимохина Техред Т,фанта Корректор О,Заказ 269 6 одписСР НИИП 13 де иал ППП "Патент", г. Ужгород, у оектная,0 и и,и Тираж Госудаделам и