Способ управления непосредственным преобразователем частоты и устройство для его осуществления

Как и при способе прототипе, пакеты 1/2-2/3 для схемы фиг. 2, не подаются имотпирающих импульсов, промодулирован- пульсы управления; на фиг, 3 приведена ныо напряжением выходной частоты, пери- структура СУ одной фазы НПЧ, СУ других одически подают на вентили его в-фазных фаз аналогичны; на фиг. 4 приведены кривыпрямителей. Однако, в отличие от него, 5 вые напряжения НПЧ по схемам фиг.1 и 2 импульсы управления при формировании при угле а -0(фиг. 4 - для БИ),выпрямительного и инверторного режимов На фигурах приняты следующие обоз- работы отдельных выпрямителей НПЧ под- начения: 1, 2, 3, 4, 5, 6 - отдельные выпряают на вентили того числа ветвей выпрями- мители НПЧ; 7 Я,9- вентили отдельных телей, которое необходимо для 10 выпрямителей преобразователяпосхеме формирования заданного напряжения при фиг. 1 (индексы при номерах вентилей укаминимальном угле регулирования а, зывают на принадлежность к соответствуюДля достижения цели в известное уст- щему выпрямителю); 10 - нагрузка; 11 - ройство для реализации способа, содержа- система управления одной фазы; 12- фазосщее СУ вентилями, в состав которой входят "5 двигающее устройство (ФСУ); 13 - усилифазосдвигающее устройство, распредели- тель и распределитель импульсов (РИ); 14, тель импульсов и выходные устройства, вве, 16 - выходные устройства (ВУ); 17 - усидено пороговое (логическое) устройство, со литель (У); 18 - пороговое (логическое) уствходами задания напрялсения управления и ройство (ЛУ); 19, 20 - потенциальные задания порогового напряжения. Выход по диаграммы соответственно точек А и С прероговогоустройства подключен куправляю- образователя по фиг, 1 при Г, построенщему входу распределителя выходных ные относительно потенциала нулевой импульсов. точки питающей сети ( на фиг. 1 она неПусть Д - число ветвей пг-фазного вы- показана); 21 - напряжение Одс этого НПЧ, прямителя. (Если выпрямитель выполнен по 25 (Кривые 19, 20, 21 соответствуют интервалу нулевой схеме, то Д=пг, если по мостовой, то времени, на протяжении которого заданная Дгл), Отпирающие импульсы могут пода- величина напряжения НПЧ неизменна); 22, ваться либо на вентили всех Д ветвей, либо 23- потенциальные диаграммы соответстна вентили Д-Г ветвей, где Г принимает веннотачекАи В преобразователяпосхеме значения ряда чисел 1, 2, , Д. Г тем больше, 30 фиг, 2, построенные относительно потенцичем меньше величина требуемого напряже- ала общего провода, соединяющего все выния. С изменением Гвтрехфазной мостовой прямители Ътого НПЧ, при Г=2; 2429 - схеме относительная величина напряжения фазы мостовых выпрямителей 16, на венв первом приближении образует ряд: 1,5/6, тили которых при Г=2 не подаются импульсы 4/6,Промежуточные значения напряже управления (возможно и другое взаимное йия можно получить воздействуя известным расположение вентилей, на которые не подспособом на величину угла а . Естествен- аются импульсы управления; 30 - напряжено, что при таком комбинированном регули- ние Олв, соответствующее кривым 22, 23, ровании диапазон изменения угла й 31, 32, 33 - потенциальные диаграммы и существенно уменьшается по сравнению с 40 кривая напряжения соответствующие критем случаем, когда число ветвей выпрямите- вым 19, 20, 21, но построенные по средним ля неизменно. значениям выпрямленного напряжения и вЕще большее уменьшение диапазона другом масштабе времени,изменения угла а может быть получено Способ управления преобразователем циклическим изменение числа Г(при неиз- "5 по схеме фиг,1 при относительной величине менной средней величине напряжения), на- напряжения НПЧ О (О= О/Омк ), лежа- пример, через период частоты 1 г или через щей в пределах 0,666О 1, когда в другой, более протяженный отрезок време- работе участвуют все вентили НПЧ, являетни. Этот прием особенно целесообразен сяобщеизвестныминенуждаетсявпояснепри частоте 126. 50 нии. Новым по отношению к известномуНа фиг. 1 и 2 в качестве примера приве- способу управления вентилями, при котодены схемы известных НПЧ с трехфазным ром пакеты отпирающих импульсов, промопитанием и с трехфазным выходом; схемы дулированные, например, по выполнены соответственно на трехфазных прямоугольному закону, поочередно поднулевых и трехфазных мостовых выпрями ают на вентили из числа 7, 8, 9 выпрямитетелях; пунктирной линией на схемах обоз- лей 1, , 6. является лишь порядок подачи начены тв ветви, на вентили которых при импульсов на эти вентили при О 0,666, напряжении НПЧ, лежащем в области 1/3- Известно, что при прямоугольном зако/3 от максимального для схемы фиг, 1 и не управления вентилями и при поочередной подаче отпирающих импульсов на все вентили выпрямителей при-0 О=1, а при О,666 а -агссоз 0,666" 48 эл.град.При использовании всех вентилей НПЧ, как это имеет место в известном способе и сни-,5 жении заданного напряжения. начиная с величины меньшей 0,666, угол а устанавливается более 48 зл.град. Вместо этого, согласно предложенному способу, уменьшаютчисло вентилей, на которые про должают подавать отпирающие импульсы, Это позволяет уменьшить угол регулирования й у оставшихся в работе вентилей на упомянутые 48 эл.град. и, соответственно, увеличить Км преобразователя. 15С изменением числа Г увеличивается интервал времени работы вентиля той ветви выпрямителя, за которой следует ветвь, на вентиль которой отпирающий импульс не . подается или подается со значением а 20 существенно отличным от значения й принятого для вентилей всех других ветвей.Во избежание связанного с этим некоторого снижения Км целесообразно изменить момент подачи отпирающегр импульса на 26 вентильтой ветви, куда будетосуществляться коммутация тока с вентиля, продолжи.- тельность работы которого оказалась увеличенной. Упомянутую подачу импульса следует произвести с упреждением на вели чинуй (а рад.,Например, если в вентилькой группе 1 (фиг, 1) подача отпирающего импульса на вентиль 91 не проводится, то подачаотпирающего импульса на венгиль 81 производится в тот же момент, как и при 35 работв вентиля 91, а на вентиль 71 - производится с упреждением на величину ж Ф Благодаря этому уравнивается время работы вентилей 71 и 81. Кривые 19, 20, 21 по- строевы с учетом этого обстоятельства. 40Изменение числа вентйлей, на которМе подаются отпирающие импульсы и велйчийы угла а с изменением этого числа производится с помощью СУ (11) фиг. 3 в зависимости от величины задающего сигна лауправления Оу, подаваемого на вход ФСУ (12). При О, соответствующем величине О 0,666, напряжение Оу с помощью усили.теля У (17) воздействует на ФСУ. На другой вход ФСУ подается опорное напряжение 60 Ооп, синхронизированное с сетью, Распределитель импульсов 13 поочередно воздействует на выходные устройства 14, 15, 16, подавая отпирающие импульсы соответст- .венно на вентили 7, 8. 9 выпрямителей 1, , бб 6. (Усилитель 17 может входить в состав ФСУ, а распределитель импульсов 13 может быть совмещен с обьединенными ВУ). При О0,666 О-Оп (Оп - пороговоенапряжение) срабатывает ЛУ (18), котороевоздействует на РИ (13) так, что отпирающие импульсы поступают только нэ два иэтрех ВУ, например, на 14 и 15, но зато привеличинах угла а меньших той величины,которая была бы при том же напряжении, нопри питании выпрямителя от всех трех фазсети. Для этого ЛУ меняет коэффициент передачи усилителя 17.Тем самым, несмотряна снижение напряжения НПЧ, его Км увеличивается и становится примерно такимже, каким он был при максимальном напряжении НПЧ, Естественно, что при реализации способа можно исключать из работы какоднойменнце вентили выпрямителей, так иразноименные. Последнее предпочтительнее, поскольку при этом обеспечиваетсяравномерность загрузки различных фаэ питающей сети и, кроме того, уменьшаетсяглубина высокочастотных пульсаций кривойвыходного напряжения НПЧ.Аналогично выполняется СУ и для НПЧпо фиг, 2. Разница состоит в том, что с увеличением числа вентилей (числа Д) увеличи.вается число выходнь 1 х устройств,и,одновременно, меняется величина Оп, а теже число пороговых напряжений. Соответственно меняется число входов ЛУ илиобщее число ЛУ,В схеме фиг. 2 величина Д в два разабольше, чем в схеме фиг. 1, поэтому диапазон изменения угла а при переходе отодного значения Г к другому оказываетсясущественно меньше и минимальное значе.ние Км при заданной величине напряженияздесь оказывается более высоким.Способ полезен как при задании велйчины напряжения НПЧ, так и при формиро-вании промежуточных уровней кривойнапряжения НПЧ. Когда он используется вобоих случаях, выигрыш от увеличения Кмоказывается максимальным.Использование в НПЧ вспомогательныхвентилей для улучшения Км, например так,какэто предусмотрено в(4) еще большеувеличивает эффективность применения рассматриваемого способа.Способ может быть использован такжепри управлении отдельным выпрямителем,однако эффективность от его применения вэтом случае уступает эффективности егоприменения в НПЧ, где выпрямители образуют симметричную систему, что позволяетобеспечить равномерность загрузки всех .фаз сети.Формула изобретения1. Способ управления непосредствей.ным преобразователем частоты на основевыпрямителей, содержащих Д ветвей с вентилями, питающимися от гп-фазной сети, путем периодической подачи на вентили выпрямителей пакетов отпирающих импульсов, промодулированных напряжеггиегл выхаднойчастоты, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности преобразователя и уменьшения искажения напряжения питагощей сети при снижении его напряжения до величины,Л - Гравной или меньшей - от максимальДного напряжения, подачу отпирающих имг 1 ульеов производят на вентили Д-Г деталей, где Г, 2; , Д, а в2 - целое число.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ю щ и й с я .тйм, что меняят момент подачи отпирающегб импульса в сторону его упреждения на вентиль, подключенный к фазе питающей сети, следующей за той фазой, на вентиль которой ие подают отпирающий импульс так, что время упрждения равно ж /гпи 1, где ет - частота напряжения сети.3. Способ по и. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и йбй тем, что в выпрямителях, относящихся к ; Разным фазам нагрузки, упомянутую подачу отпираащих импульсов производят на вентили, подсоединенные-к различным фазам йитающей сетИ, вследствие чего обеспечивается ее более равномерйая загрузка,4. Устройство для управления непосредственным преобразователем частоты, выполненным на основе выпрямителей, включающих в себя Д ветвей с вентилями, 5 содержащее фазосдвигающее устройство,распределитель импульсов, усилитель и выходные устройства, причем информационный вход фазосдвигающего устройства является первым входом устройства, управ О ляющий вход- подключен к выходу усилителя, а выход фазосдвигающего устройства подключен к информационному входу распределителя импульсов, выход которого подключен к входам выходных устройств, 15 выходы которых являются выходами устройства, информационный входусилителя является вторым входом устройства, отл и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента мощности преобразователя 20 и уменьшения искажения напряжения питающей сети при снижении его напряжения. Д-Гда величины, равной или меньшей от максимального напряжения, в него вве дена пороговое (логическое) устройство,вход задания напряжения управления которого объединен с информационным .входом усилителя, вход задания порогового напряжения является третьим ЗО входом устройства, а выходы подключены к управляющим входам усилителя и распределителя импульсов соответственно, где Г, 2, ., Д.1817216 едакто Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, Ул,Гагарина, 101 аз 1729ВНИИОИ Составитель Й.йысочанскийТехред М;Моргентал Корректор М.КУль Тираж:ПодписноеУдарственного комитета по изобретениям и Ьткрытиям.при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5