Способ управления трехфазно-трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью

/28 ГОСУ ПОД НИЕ ИЗОБРЕТЕ ОПИСА К АВТОРСК Д,. 1ЕЛЬСТВУ СВИ амики АН УСС рско-технол электродина кий,ство ССС 30, 1978 ощенной образова горитмом о,1980;-В хееляуп 2,(54) СПОСО ТРЕХФАЗНЦМ С НЕПОСРЕД (57) Изобр технике, а НИЯ ТРЕХФАЗНООВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЬ СВЯЗЬЮноситсясистема елями час язью. Ц УПРАВЛЕ ПРЕОБРА ТВЕННОИ тение о именно разоват енной с к электрм управтоты сель изобления пре непосредс ВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ(71). Институт электродини Специальное конструктогическое бюро Институтамики АН УССР(56) Авторское свидетель9 613475, кл.,Н 02 М 13/Мыцык Г.С. Анализ упрмы непосредственного пречастоты с циклическим алравления. - Электричествс.41-46. ретения - улучшение гармоническогосостава выходного напряжения и токапреобразователя. Способ управлениятрехфаэно-трехфазным преобразователем частоты, состоящим из двух построенных по нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двусторонней проводимостью трехфазно-однофазных преобразователях, заключается в том, что для указанных ключейформируют прямоугольные импульсы ун"равления, сдвинутые между. собой на120 эл,град. При этом импульсы управления ключами трехфазно-однофазных преобразователей сдвигают на60 эл.град. Улучшение гармоническогосостава обеспечивается тем, что импульсы управления ключами формируютдлительностью 240 эл.град и модулируют их методом широтно-импульсноймодуляции. Кроме того, модуляцию осуществляют в течение первых 120 эл, град,по линейно-нарастающему, а в течениепоследних 120 эл.град - по линейноспадающему закону. 4 ил.1 О Рассмотрим процесс формирования выходного напряжения на нагрузках 7, 8 и 9 (эпюры 11 , Ов, 0 на фиг.З и 4). В интервале времени й - й замкнуты ключи 3, 5 и к нагрузке 7 прикладывается фазное напряжение фазы С, к нагрузке 8 - фазное напряжение фазы В, а к нагрузке 9 - линейное напря жение фаз ВС (эпюРы Ут, Бв, 09 на фиг.З и 4). В следующем интервале С, - Т размыкается ключ 5.и замыкается ключ 6, к нагрузке 7 по прежнему прикладывается фазное напряжение 45 фазы С, к нагрузке 8 - напряжение фазы С, а нагрузка 9 оказывается закороченный ключами 3 и 6, на эпюре Б (фиг,4) зто соответствует нуле 9вой паузе в выходном напряжении. В 50 момент времени С, размыкается ключ23, замыкается ключ 1, и в интервалек нагрузке 7 прикладывается напряжение фазы А, к нагрузке 8 - по-прежнему напряжение фазы С, а к 55 нагрузке 9 - линейное напряжение фаз СА. Далее в интервале г.5 - 14 через ключ 3 к нагрузке 7 прикладывается ключей изменяется по линейно нарастающему, а на второй половине - полинейно спадающему закону, Число переключений выбирают, исходя из эффективности подавления гармоник и 5потерь на переключения в ключах,Анализ показывает, что при числепереключений К=4 на длительности120 эл.град. напряжение на нагрузках7 и 8 равно0(й)=.11, сов(а-й)+0,264 сов(и+2 д)г++0,055 сов(ы)+.1Таким образом, по сравнению с прототипом существенно понижается уро" 15вень высших гармоник, ближайших кгосновной. Улучшается и гармоническийсостав напряжения на нагрузке 9, описываемого выражением0(Е)=У, сов(ы-а)с+0,503 сов(ы+2 а)Е++0,233 сов(С 2-7 а)Е+1 .С увеличением количества импульсов ШИМ различной длительности подавляется большее число гармоник,25ближайших к основной, так как происходит перераспределение уровней высших гармоник в сторону увеличения амплитуд для гармонических составляющих более высокого порядка и ихумень 30. шения для составляющих более низкогопорядка. фаэное напряжение фазы С, через ключ 5 к нагрузке 8 - напряжение фазы В, а нагрузка 9 оказывается подключенной к линейному напряжению фаэ ВС. В интервале С - 15 через замкнутые ключи 3 и 6 к нагрузкам 7 и 8 прикладывается напряжение фазы С, а нагрузка 9 оказывается эакороченной, что соответствует нулевой паузе на эпюре 0 (фиг.4).В следующем интервале С" й 6 замкнутые ключи 1 и 6 подключают к нагрузке 7 фазное напряжение фазы А, к нагрузке 8 - фазное напряжение фаэы С и к нагрузке 9 - линейное напряжение фаз СА.Таким образом, в интервале С попеременно замыкаются пары ключей 1,3 и 5,6, нагрузка 7 подключается к фазным напряжениям фаз А и С, нагрузка 8 - к фазным напряжениям фаэ В и С, а нагрузка 9 - к линейным напряжениям фаз СА и ВС.В течение интервала 1 - й попе 6 7 ременно замыкаются и размыкаются ключи 1, 3 и 4, 6 к нагрузкам 7 и 8 поочередно подключаются фазные напряжения фаз Аи С, а на нагрузке 9 формируется напряжение, состоящее из участков синусоиды линеиного напряжения фаэ СА и нулевых пауз (эпюра У , фиг.4).В следующем интервале- й чет 8 рез попеременно замыкающиеся ключи 1, 2 и 4, 6 к нагрузке 7 поочередно прикладываются фазные напряжения фаэ А и В, к нагрузке 8 - напряжения фаэ А и С, а к нагрузке 9 - линейные напряжения фаз АВ и СА.В интервале Св- й 9 поочередно работают ключи 1, 2 и 4, 5, которые подключают нагрузки 7 и 8 к фазным напряжениям фаз А и В, а нагрузку 9 - к линейному напряжению фаэ АВ. В следующем интервале С - 1 наг 9 (о рузка 7 с помощью попеременно замыкающихся ключей 2 и 3 подключается к напряжениям фаз В и С, нагрузка 8 с помощью ключей 4 и 5 - к напряжениям фаз А и В, а нагрузка 9 - к линейным напряжениям фаэ АВ и ВС. Наконец, на интервале , - й поочередно работают пары ключей 2, 3 и 5, 6, подсоединяя нагрузки 7 и 8 к фазным напряжениям фаэ В и С, а нагрузку 9 - к линейному напряжению ВС.10 20 Формирователь 3 вырабатывает линейно спадающее пилообразное напряжение с частотой 3 Ка, которое подается на входы 32 и 33 компараторов 26 и 27. На входы 34 и 35 этих компараторов поступают линейно нарастающие пилообразные йапряжения частотой 352, сдвинутые между собой на б 0 эл.град. Эти напряжения вырабаты ваются формирователями 36 и 37 низкочастотного пилообразного напряжения, на входы 38 и 39 которых поступают 5 1241В дальнейшем цикл переключений повторяется в той же последовательносКак видно из временных диаграммП- Б (фиг.З и 4), общая длительность импульса управления ключамипреобразователя составляет 240 эл. град(например, интервал 1 - 1 на диаграмме 01), общая длительностьимпульса управления в прототипе -120 зл. град. (диаграммы О - Б ),В течение длительности 240 эл .град.импульсы управления Модулируются методом ШИМ, причем в течение первых120 эл.град. модуляцию осуществляют 15по линейно нарастающему, а в течениепоследних 120 эл.град. - по линейноспадающему закону,Способ осуществляется следующимобразом.Задающий генератор 11 (фиг.1) вырабатывает на выходе 10 импульсы счастотой ЗКр, где К - это число переключений ключей преобразователя втечение интервала длительностью .25120 эл.град. В приведенном на фиг.Зи 4 примере К=4.Укаэанные импульсы поступают наформирователь 13 высокочастотного пилообразного напряжения и на вход делителя 12 частоты, коэффициент деле"Кния которого равен вС выхода 142делителя 12 частоты импульсы частотой 6 й поступают на вход пересчетной цепи 16, которая вырабатываетимпульсы П(7 09 длительностью120 эл.град., сдвинутые между собойна 120 эл.град., и импульсыЦг, такой же длительности сдвинутые 40между собой на 120 эл. град. Последовательности импульсов Б 4 - Б, иПгр - Пгг сдвинуты между собой на60 эл.град. (диаграммы Б - Б нафиг,З и 4). Импульсы О, 1поступают на логическую схему 23. 375 бимпульсы с выходов 40 и 41 триггера 15. Таким образом, частота напряжения на выходе Формирователя 13 в К раз больше частоты напряжений на выходах формирователей 36 и 37. В результате на выходах 24 и 25 компараторов 26 и 27 формируются линейно нарастающие по длительности последовательности импУльсов Пг 4, Бг, которые поступают ва логическую схему 23 и на инверторы 30 и 31. На выходах 28 и 29 указанных инверторов вырабатываются линейно спадающие по длительности последовательности импульсов, которые также поступают на логическую схему 23. Логическая схема формирует шесть последовательностей управляющих импульсов- П (фиг.З и 4). Логический блок по Фиг.2 реализует логическую функцию Н, = Пц Л 04 7 1 Л Пг 8. Остальные Логические блоки логической схемы 23 реализуют следующие логиЧеские функцииг Бг 4 Ч 09 Л БгвБъ=бн Л Бг 4 Ч 1 т Л Пгв 4:Цго л ЦгК ч 11 г Л БиН Бгт л Пгч0 = ЛП ЧРезультирующие напряжения на нагрузках 7, 8 и 9 приведены на эпюрах Б Бв, Б (фиг,.З и 4). Напряжения первых гармоник показаны пунктирной линией. Результирующее напряжение на нагрузке 8 (эпюрана фиг.4) по 8казано в противофазе по отношению кнапряжению, прикладываемому между точкой соединения ключей 4-6 и нулевым проводом, так как нагрузки 7 и 8 подключены разноименными выводами к нулевому проводу.Формула изобретенияСпособ управления трехфазно-трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью, состоящим из двух построенных по нулевой схеме на полностью управляемых ключах с двухсторонней проводимостью трехфазно-однофазных преобразователей для питания трехфазной нагрузки, включенной между выходами указанных грехфазно-однофазных преобразователей и нулевым проводом трехфазной питающей сети, сос.тоящий в том что для указанных ключей каждого из трехфазно-однофазных преобразователей формируют прямоугольные импульсы управления, сдвинутые между собой на 20 эл.град причем импульсы уп 1241375равления ключами различных трехфазно-однофазных преобразователей сдвигают между собой на 60 эл.град.,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью улучшения гармонического состава выходного напряжения, импульсыуправления ключами формируют длительностью 240 эл.град. и модулируют ихметодом широтно-импульсной модуляции, причем в течение первых120 эл,град. модуляцию осуществляютпо линейно нарастающему, а в течениепоследних 120 эл.град. - по линейноспадающему закону.