Способ управления трехфазным мостовым инвертором

676041 А СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 5 Н 02 М 7 АНИЕ ИЗОБРЕТ ТЕЛЬСТВУ АВТОРСКОМУ С(71) Отдел энергетиМолдССР и Москообьединение "Заво а вели оответк электротеховано при упентильными е автономных ляется улучшевыходного нарощенная струкзного мостовогонного на базе ючей: на фиг. 2 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯРИ ГКНТ СССР еской кибернетики АН кое производственное им: Владимира Ильи(72).В.И.Олещук, Н,С.Котляр, А.С,Малышев, Ю.М,Мануковский и И.Т.Пар(56) Авторское свидетельство СССР М 1023625, кл, Н 02 Р 13/18, 1983.Забродин Ю.С. Критерии оценки ачества выходного напряжения автономных инверторов, - "Электричество". 1987, Ь 3, с. 45, рис.1,а.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - улучшение спектрального состава выходного напряжения эа счет формирования дополнительных импульсов в выходной кривой преобразователя. Способ управления инвертором заключается в периодическом, осуществляИзобретение относитс нике и может быть исполь равлении трехфазными преобразователями на ба инверторов напряжения. Целью изобретения яв ние спектрального состава пряжения инвертора. На фиг. 1 приведена уп тура силовой схемы трехфа преобразователя, выполне полностью управляемых клемом с взаимным фаэовым сдвигом в 60 эл.градпереключении вентилей трехфаэной одномостовой схемы инвертора, При этом внутри центральных 60-градусных интервалов зон проводимости и закрытого состояния вентилей, на крайних правых частях каждого из участков, на которые разбиты указанные интервалы, формируют и основных сигналов управления, Внутри интервалов 0-30 и 180 - 120 эл.град. синтезируются дополнительные сигналы, местоположения середин которых определяются сдвигом в сторону отставания н чину 60 (1+-)эл.град. середин с1ствующих основных сигналов управления, расположенных внутри интервалов 60-90 и 240-270 эл.град. На интервалах 150-180 и 330-360 эл.град, местоположения середин дополнительных сигналов управления находятся сдвигом на 60 (1 -) эл.град. в сто 1 2 п. рону опережения середин соответствующих. основных сигналов, формируемых внутри интервалов 90-120 и 270-300 эл.град. 6 ил, временные диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ управления; на фиг.3 - кривая зависимости величины коэффициента К от и; на фиг. 4 и 5 - обобщенная функциональная схема системы управления, реализующей предложенный алгоритм, и диаграмма ее работы; на фиг. 6 - характеристики спектрального состава выходного напряжения инвертора.Временные диаграммы, представленные на фиг, 2, иллюстрируют алгоритм формирования управляющих импульсов на50 четыре из шести вентилей инвертора применителио к случаю п = 3, когда тактовые интервалы 60-градусных продолжительностей, расположенные в центрах зон проводимости и закрытого состояния, разделены на три равныс интсрвала протяженностьа в 20 эл,град., в правой части каждого из которых формируются основные паузы или участки проводимости с длительностью А, Одновременно внутри интервалов О-ЗО, 150-180, 180 - 210 и 330 - 360 эл.град, вырабатываются дополнительные паузы и участки проводимости по одному на каждом из указанных интервалов. 1 Аестаположения середин дополнительных пауз и участков проводимости, расположенных внутри интервалов 0 - ЗО и 180-210 эл,град., опреде 1 ляют сдвигом на величину 60 (1 + - )2 п =70 эл.град. в сторону отставания середин соответствующих основных пауз и участков проводимости, расположенных на интервалах 60-90 и 240-270 эл,град. Координаты середин дополнительных пауз и участков проводимости внутри интервалов 150-180 и 330-360 эл,град. находят сдвигом в сторону опережен ия на величину 60 (1- ,- ) = 50 зл,град.12 псередин крайних основных пауз и участков проводимости, формируемых на интервалах 90 - 120 и 270-30 О зл.град, Количество дополнительных сигналов, синтезируемых при этом на каждом из указанных ЗО- градусных интервалов, при нечетном ии - 1равно 2, а при четных значениях пиравняется 2Длительность у дополнительных пауз и участков проводимости на всем диапазоне регулирования в соответствии с функциональной зависимостью у.= К( -- А) эл.град., где К - безразмер г 1 ный коэффициент, значение которого для каждого конкретного и выбирается в соответствии с кривой, построенной на фиг. 3,Гак, для и = 3 К =- 0,381 и, соответственно,0,381 (20 - А) элград, Величина коэффициента К, рассчитанная из условия первоочередного снижения амплитуд паразитных гармоник, близих к основной, для всех нечетных и больше, чем для четных и, уменьшаясь при обоих вариантах с увеличением п и асимптотически приближаясь с обеих сторон к значению 0,268.Структурная схема аналого-цифровой системы управления, реализующей описанный алгоритм управления для слу 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 чая и = 3, приведена на фиг. 4. На фиг, 5 приведены временные диаграммы ее работы.Генератор 1 тактовых импульсов, частота сигналов которого в двенадцать раз превышает выходную частоту инвертора, синхронизирует работу генератора 2 линейно изменяющегося напряжения, формирующего на выходе симметричный пилообразный сигнал. Источник 3 опорного напряжения, величина сигнала которого в п раз меньше амплитуды напряжения О 2 генератора 2, и источник 4 управляющего напряжения, сигнал которого пропорционален значению параметра А, соединены со входами сумматоров 5-9. Сигнал Оз источника 3 поступает на плюсовой вход суммирующего усилителя 10, а сигнал % источника 4 - на минусовый вход усилителя 10 с коэффициентом передачи, равным К, на выходе которого Формируется сигнал, пропорциональный текущей величине параметра у, Сигналы О 5-09 с выходов сумматоров 5-9 и усилителя 10 Оя непрерывно сопоставляются в компараторах 11 - 16 с чапряжением 02 генератора 2. На выходах компараторов 11-1 о включены формирующие цепи, состоящие, как показано применительно к компараторам 11 и 13, из логического инвертора (узлы 17 и 20) и дифференциаторов 18 - 19 и 21 - 22, формирующих короткие импульсы в моменты равенства сигналов на входах компараторов 11-16, соответствующие моменты формирования фронтов управляющих сигналов, которые через дизъюнкторы 23 и 24 поступают на входы счетных триггеров 25 и 26 и вызывают их периодическое срабатывание, Выходные сигналы триггеров 25 и 26 (фиг. 5) поступают на соответствующие входы логического распределителя 27 управляющих импульсов. Выходной сигнал компаратора 16 поступает непосредственно на вход распределителя 27. Выходы дифференциаторов 18 и 22 через дизъюнктор 28 связаны со входом четырехразрядного регистра 29, последовательно изменяющего свое выходное состояние при поочередной подаче импульсов с узлов 18 и 22, Выраженные в цифровой форме состояния разрядов 040 зС 201 регистра 29 на периоде выходной частоты записываются как 1000, 1001, 0010, 0011, ОООО, 0001, 1010., 1011, 1100, 1101, 1110, 1111. Логические функции, реализуемые распределителем 27 и поступающие в форме управляющих сигналов на вентили инвертора, при этом имеют следующий вид:+С03 ц 2 Ц 1016 + Озц 201 + 04 Ц 2 Ц 1 + +040201026 + 62025 + 03025 + 040301026 + +040201016.Таким образом, формирование на крайних участках полуволны линейного выходного напряжения инвертора дополнительных импульсов с соответствующими местоположением и продолжительностью способствует заметному снижению, вплоть до нулевых значений, амплитуд паразитных гармоник, близких к основной, что способствует повышению качества выходной энергии преобразователя, снижает потери в нагрузке и, в частности, позволяет уменьшить установленную мощность выходных реактивных фильтров, часто включаемых на выходе инвертора. Количественное снижение амплитуд 5-й и 7-й паразитных гармоник спектра регулируемых (стабилизированных) инверторов для варианта и = 4 иллюстрируется кривыми, построенными на фиг. 6 для предлагаемого (сплошные линии) и для известного (пунктирные линии) способов. Формула изобретения Способ управления трехфазным мостовым инвертором, заключающийся в том, что основные вентили разных фаз инвертора периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл,градпри этом для каждого вентиля в течение одного полупериода от 0 до 180 эл.град. формируют зону проводимости, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют зону закрытого состояния, тактовый интервал зоны 5 проводимости 60-120 эл,град. и тактовыйинтервал эоны закрытого состояния 240- ЗОО эл,град, разбивают на и отрезков протяженностью 60/и эл.град., в правой части каждого из которых формируют соответст венно основные паузы и участки проводимости одинаковой длительности Л, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения спектрального состава выходного напряжения инвертора, для каждого основного 15 вентиля внутри интервалов О-ЗО и 180210 эл,град. синтезируют дополнительные паузы и участки проводимости, местоположения середин которых определяют сдвигом в сторону отставания на 20 величину 60 1+ 1/2 п) эл.град середин соЬтветствующих основных пауз и участков проводимости; расположенных на интервалах 60-90 и 240 - 270 эл,градвнутри интервалов 150-180 и 330-360 эл.град. формируют 25 дополнительные паузы и участки проводимости, местоположения середин которых определяют сдвигом .в сторону опережения на 60 (1 - 1/2 п) эл,град. середин соответствующих основных пауз и 30 участков проводимости, расположенных на интервалах 90 - 120 и 270-300 эл, град., а длительность у всех допол нительных пауз и участков проводимости определяют из функциональной зави симости у = К(60/л - Л) эл,град, где К -безразмерный коэффициент, численное значение которого для каждого конкретного и выбирают я соответствии с зависимое гью представленной на фиг. 3.1676041 ОХ ООФ п,пя Реда кт аз 3011 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раущскэя наб., 4/5