Способ управления трехфазным однополупериодным непосредственным преобразователем частоты

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1)4 Н 02 М 5/2 ф г в и113 ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 13НЬМи 1 Мд Н 4-0 межд преГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Белорусский ордена ТрудовогоКрасного Знамени научно-исследовательский институт картофелеводства и плодоовощеводства(56) Патент США Р 3958172,кл, Н 02 М 5/27, опублик, 1976,Авторское свидетельство СССРУ 720662, кл, Н 02 Р 13/16, 1980.Усольцев А.А Хрисанов В.И,Принципы построения маловентильных преобразователей для асинхронных электроприводов. - В кн.: Полупроводниковые преобразователи совр.сист. электропривода, Л., 1982,с, 31-36.(54)(57) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ОДНОПОЛУПЕРИОДНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕН.НЫ 1 ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ, выполненным в виде управляемых бивентильных элементов, включенных увходными и выходными выводамиобразователя, предназначенным длярегулирования асинхронного электропривода, заключающийся в том, чтодля изменения отношениячастоты 1, входного напряжения к частоте 1 выходного напряжения импульсы, управляющие бивентильными элементами, модулируют тактовым сигналом в каждой фазе, о т л и ч а ю -щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона выходных частот,улучшения энергетических характерис.тик электропривода, тактовые сигналы второй и третьей фаз выходногонапряжения сдвигают по времени поотношению к модулирующему сигналупервой (опорной) фазы на углы фТ. Т, 61 т 2и у равные,1 Р - -- соот 2 6 12 3ветственно, где Т и Т 2 - периодысоответственно входного и выходногонапряжений,(4) 40 45 50 55 Изобретение относится к электро-технике и может быть использованодля управления однополупериодными(маловентильными) непосредственнымипреобразователями частоты, предназначеннымй преимущественно для регулирования асинхронного электропривода вентиляторов, насосов и другихтурбомеханизмов, имеющих "кубическую" зависимость мощности от частоты вращения.Целью изобретения является расши.рение диапазона выходных .частот,улучшение энергетических характеристик асинхронного электроприводаи повышение надежности преобразователя.На фиг.1 изображена временнаядиаграмма выходных напряжений преобразователя при 4 =4, на фиг.2 - вкомплексной плоскости векторы напряжений прямой А), обратиой Аг инулевой А последовательности дляопервой гармоники выходного напряжения"на фиг.З - в комплексной плоскости векторы напряжения 3-й гармоники А А А на фиг.4 - механи ф 2 о.ческие характеристики электродвигателя и рабочего механизма (вентилятор), на фиг.5 - устройство, реализующее предлагаемый способ,Согласно предлагаемому способукаждая из гармоник выходного напряжения образует вращающие потоки.При этом в силу несимметрии системыобразующееся вращающееся поле гармоники представляет собой сумму отвекторов МДС, вращающихся в разныестороны.Сущность способа рассмотрим длявыходной частоты с кратностью=4.Амплитуда к-й гармоники выходногонапряжения прямой последовательностиАс равнак= /) В с ссс - + - 1- с со с-- 1",.",д"( ,. (Я ;"П Как видно из уравнений 1-2, для гармонических составляющих с номек к ром гармоники к 1 всегда А 1 ь Аг Следовательно, вращающий момент от гвектора напряжения А" прямой последовательности больше, чем момент отвектора напряжения А" обратной послегдовательности. Поэтому данный способвсегда обеспечивает разворачиваниеэлектродвигателя в заданном направлении. Кроме того, предлагаемый способ позволяет создавать в электрической машине вращающие потоки откаждой гармонической составляющей,если ее амплитуда не равна нулю.Зто обеспечивает вращение ротораэлектродвигателя на частотах, кратных гармоникам выходного напряжения.Из механической характеристики(фиг,4) видно, что при соответствующем управлении углом Ь включения тиристоров силовой схемы, можно получить устойчивые частоты вращения,кратные первой и третьей гармоникамвыходного напряжения (амплитуда второй гармоники равна нулю). Известный способ не позволяет подобнымобразом регулировать частоту вращения электродвигателя, так каквектор третьей гармоники А имеетнулевой порядок чередования фаз,в силу чего не образует вращающегомагнитного потока, Таким образом,предложенный способ увеличивает число ступеней регулирования электропривода.Выбор величины углового сдвигамежду фазой А и Фазами В и С, равным (Фиг,1),Т 11 61РМ 2 б 1211 с Т И 2% 9(йс 1 2 6 12,1позволяет реализовать разворачиваниемашины в одном направлении при изменении коэффициента счета, и нетребует специальных фазосдвигающихустройств в цепях фаз. Таким образом,в основе силовой части преобразователя лежит шестивентильная силоваясхема.Устройство, реализующее предложенный способ включает три группы тиристоров 1., соединяющих обмотки электродвигателя 2 с тремя Фазами А, В,С питающей сети 3, систему 4 импульсно-фазового управления, блок 5 формирования кривой выходного напряже-.ния, содержащий делители 6-8 частоты, задатчик 9 коэна циента счетаи элементы 10 за)п)ета,з 1Устройство работает следующим об. разом.Блок 5 вырабатывает синхронизиро. ванные с питающей сетью импульсы, подающиеся на управляющие электроды тиристоров 1 через элементы 1 О запрета. Циклическое переключение тиристоров с частотой 1 осуществля 2ется благодаря подаче на запрещающие входы элементов 10 тактового сигнала с выхода формирователя 5. Формирование исходного состояния тактового сигнала производится питающей сетью эа счет соответствующей синхронизации фаз питающего и модулирующего . напряжений (фиг.1). Требуемый коэффициентзадается эадатчиком 9, угол включения тиристоров задается в зависимости от требуемой частоты вращения и нагрузки на электропривод. формирование модулирующего напряжения с частотой 1 для фазы А произво 176428дится от положительных полунолн, адля В и С - от отрицательных полуволн питающей сети,Использование предлагаемого способа управления непосредственным полупроводниковым преобразователемчастоты позволяет ступенчато регулировать частоту вращения асинхронного электродвигателя нормально 10 го исполнения в диапазоне 0,5-0,9от паспортной (синхронной) частотыпри вентиляторном характере нагрузки что принципиально невозможнопри известном способе, 11 отери в 15 электрической машине при частоте вращения ротора, близкой к синхроннойот потоков, образованных к-гармониками, т.е. устойчивой части кривоймеханической характеристик, значи тельно ниже, чем при параметрическомспособе регулирования угловой скорости ротора.1176428 Составитель Г.МыцыкРедактор Т,Веселова Техред М.Пароцай Корректор А.Тяско Заказ 5а илиал ШП 1 "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 373/53 ВНИИПИ Госуд по делам 13035 Москва, Тираж 646 Подписирственного комитета СССРзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5