Способ управления трехфазным мостовым инвертором

ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 02 М 7/4 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЛЬСТ АВТОРСКОМУ СВИ 8/24-078890. Бюлский те В 1стильный нститу ги сноков 6.727(.8)втономные тирис Ю иротно-импульс - М.: Энергия,рторы с ованием СССР .1979.ФАЗНЫМ блас ьн вано ектромногоанных гулитивпект т(46) 07.01. (71) Москов им. А,НаКос (72) А.В,Че (53) 621.31 (56) Заброд торные инве ным регулир 1977, с. 13 Авторское свидетельствоУ 660172, кл. Н 02 М 7/48,(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ(57) Изобретение относится кэлектротехники (преобразоваттехнике) и может быть испольпри разработке асинхронногопривода, управляемого от автоинвертора, а также централизисточников электропитания с Изобретение относится к электротехнике, а именно к преобразовательной технике, и может быть использова но при построении регулируемых источников вторичного электропитания (ИВЭП) для электропривода или стабилизированных автономных централизованных систем электроснабжения, в тех случаях, когда выдвигаются требования к качеству преобразованной электроэнергии.Цель изобретения - расширение функциональных возможностей инвертора, обеспечение регулирования выходруемыми (или стабилизированными) параметрами. Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей.Способ управления трехфазным мостовым инвертором заключается в.том, чтоформируют шесть сдвинутых на угол/3 последовательностей управляющихимпульсов. В соответствии с ними наинтервалах проводимости -/и/и и .(и)/и-и(и+1)/и осуществляют переключения ключей инвертора по линейно изменяющемуся закону ШИМ. В отличие от известного способа управленияна подынтервалах -и/6-/6 и/2-5 /6осуществляют дополнительные выключения, а на подынтервале 5 /6-7 Ф/6 - дополнительные включения ключей. Регулирование величины выходного напряжения инвертора осуществляют за счетболее раннего момента переключенияключей в указанных подынтервалах. ного напряжения наиболее эффек ным способом ИИР и улучшение его с ральных характеристик эа счет ШИМ, осуществляемое путем амплитудно-импульсной модуляции 2-го рода с глубиной модуляцииравной двум простейшим разночастотным сигналам прямоугольной формы без использования сигналов в аналоговом виде.аааааНа фиг. 1 представлен трехфазный мостовой инвертор; на фиг, 2 - необ" ходимые промежуточные сигналы, а также сигналы управления ключами инверора, сформированные в соответствии10 15 20 25 30 40 50 с предлагаемым способом управления иформа выходного (фазного) напряженияинвертора; на фиг. 3 в . принципиальная схема устройства для управления трехфазным мостовым иннертором, реализующая предлагаемый способ управленияпри п=З; на фиг. 4 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства. Принцип формирования последовательностей управляющих импульсов ключами 1-6 инвертора (Фиг. 1) по пред; лагаемому способу поясняется времен ными диаграммами (Фиг. 2), где: 11 переменный высокочастотный сигналчастоты й (период Т,); П " модулирующий прямоугольный сигнал частоты К, (период Т,).В соответствии с известным способом формирование квазисинусоидального сигнала управления; производят методом АИИ второго рода с глубиной модуляции равной двум,по периодическому линейно изменяющемуся закону на интервалах длительностью и /и в обе стороны от точек О и Яперехода основной гармоники результирующего сигнала 11 через ноль. Соответственно на интервале/и- и(п) /п сигнал Б имеет положительную (или открывающую соответствующий ключ инверторана Фиг. 1) полярность, и на интервале(и+1)/ии(2 п)/и - отрицательную (или закрывающую ключ) поляр ность. Чтобы обеспечить регулирование выходного напряжения иннертора Пы,ффформируют дополнительную последовательность регулировочных импульсов с изменяемой длительностью Ы -11 (пауз Вс), эту последовательность формируют с частотой одного из высо" кочастотных сигналов (например, с частотой й, сигнала 01 ), Уменьшение1величины 0 обеспечивается за счет более раннего момента переключения изменения потенциала регулировочйой последовательности импульсов Пот О до максимального значения (Фиг.2), а момент возврата н исходное состояние сохраняют неизменным, совпадающим с фронтом переключения сигнала 15 , В соответствии с сигналом У,г- лна подынтернале (-и/6)- и/б проводимости каждого управляющего сигнала ключами:;1-6 инвертора (например, 11 на фиг.:2) осуществляют дополнительные по сравнению с сигналом 11выключения ключа, а на подынтервале 5 и/6-7(и/6 в соответствии с сигналом И- дополнительные включения этогоключа,Кроме того, на подынтервале Т/257/6 в соответствующие моменты, определяемые последовательностью 11также производят дополнительные выключения ключей 1-6 мостового инвертора,Рассмотрим реализацию предлагаемого способа управления трехфазныммостовым инвертором на примере формирования сигнала .управления Ц ключом 1. Высокочастотный сигнал Б модулируется высокочастотным сигналом Б . При совпадении полярности данйных сигналов реэультируюший сигнал Б имеет положительную полярность,а при их несовпадении - отрицательную. В результате на интервалах проводимости (-Т/и)-/и и и (и)/и-и(п+1) /и каждого ключа будет сформирован управляющий сигнал, средняя линия которого линейно возрастает и убывает.На интервалах проводимости Г/и-и(п)//и и и (и+1) /и- и (2 п) /и сигнал Ц,выпрямляют соответственно с разнойполярностью. Таким образом, будетсформирован сигнал Б с ШИМ по трапецеидальному закону,На интервале проводимости (- 1/6)Т/6 в соответствии с сигналом Босуществляют дополнительные выключения ключа 1 инвертора, причем эти выключения обладают приоритетом посравнению с сигналом управления 11 .Они могут либо полностью, либо частично нейтрализовать отпирающие им"пульсы сигнала 11 (например, сигналО на интервале -Т/6-Юбпо сравнению с сигналом . так, что длительность открытого состояния ключана указанном подынтервале (-с/6)-ю/6уменьшается. На подынтервале Т/б-й/2Фрагмент сигнала Б, совпадает с соответствующим фрагментом сигнала П.В соответствии с последовательностьюц, на интернале проводимости Я/2 й"(и)/и также обеспечивают дополнительное выключение ключа 1, каждоезаданной длительностью ьБ . В зависимости от величины п, определяющейдлительность зоны ШИМ сигнала управления каждым ключом, они могут также налагаться на импульсы (паузы)последовательности Пи иметь определяющее значение, т.е. запирать данный ключ инвертора независимо от полярности сигнала 11.На интервале1534701 ющих импульсов на выходе последнегоформируется трехфазное переменноерегулируемое по величине напряжениеЮ. В общем случае п (угла наклонабоковой линии трапеции - средней линии сформированного сигнала с ШИМ)оно описывается выражением Н з 1 п (6 К+1) (Н-га) ---и (И+1)з 1 п(6 Кй 1) Уг,з хп (6 К+1) и /Ип мом управления, трехфазным мостовыминвертором, нри тех же значениях си ср К (з.)=0,12, К.(1)=0,215, К, (1)==0,26. Как видно, предлагаемый способ управления позволил уменьшить величину коэффициента гармоник токапри Ы О (на 35-70 ) и особенно существенно в процессе широтно-импульсного регулирования напряжения, сформированного при помощи метода ШИИ(в среднем на 45-70%). При подаче на управляющие входы ключей 1-6 инвертора сформированных в результате необходимых логических операций последовательностей управлягде К - любое число больше О, при К=О переменная 6 К 1 принимает энаЧение равное 1, а при остальных знаениях К она имеет два значения (на 1 ример, при К=1 6 К.1=5 и 7), а - цеое число, ближайшее меньшее удовлетоЯ(И+1) оряющее неравенству а 6 Я - -" --- изменяется от 0 до Б/2, 25Таким образом, предлагаемый способ правления трехфазным мостовым инверором позволяет осуществить регулирование методом НИР выходного напряже ия с НИМ, Ключи инвертора при этом 30 1 ереключаются минимально возможное исло раз, что позволяет получить оптимальные энергетические показатели. Качество выходной электроэнергии ри предлагаемом способе управления пределяется величинами п, Н и о 6 .еличины и и И задают параметры средей линии выходного напряжения с ИИМ, Изменяют параметры спектра 0 . С увеличением Б, высшие гармоники спектра Б имеющие наибольшее относительное значение, смещаются в высокочастотную область, что облегчает воэмож" ность их Фильтрации. Это особенно видно нри анализе такого частотноза висимого показателя преобразованной электроэнергии как коэффициент гармоник выходного тока К (.). Так при и 6 и И=2 КЯ)=0,079 принс=О при Ыщ 0,2 Ы,К" (х)=0,118, а приЫ =0,4 Ыц 50 К",. (3.) =0,191. При увеличении Я до 6 и том же значении п, в первом случае К,.(з.) 0,035, во втором - К, (ъ)= 0,059, а в третьем - К (ь)=0,092. Полученные результаты вычисленПри 55 угле нагрузкиу 20 . Очевидно, что с увеличением И. качество выходной элек. троэнергии улучшается. По сравнениюос известным 180 -градусным алгоритПредлагаемый способ управления может найти применение при проектировании регулируемых по напряжению ИВЭП для электропривода переменного тока особенно используемых на автономных объектах, где особенно важны массогабаритные показатели устройства, а также при построении централизованных систем электроснабжения в тех случаях, когда выдвигаются жесткие требования к качеству преобразованной электроэнергии. Формула изобретения Способ управления трехфазным мостовым инвертором, заключающийся в том, что Формируют шесть идентичных, сдвинутых на угол ИЗ последовательностей управляющих импульсов частоты Р, и подают их на управляющие входы ключей инвертора, причем на интервалах и /и- н/2 осуществляют их постоянно открытое состояние, на интервалах Т(п+1)п - 7(п+2)/и их закрытое состояние, а на,интервалах (-/и)-7/и и (п) /и- (и+1)/и осуществляют переключение ключей, причем каждую из шести идентичных, сдвинутых на угол /3 последовательностей управляющих импульсов частоты Р для осуществле1534701ния указанного переключения ключей формируют путем амплитудно-импульсной модуляции второго рода с глубиной модуляции равнойдвум переменно 9 Э 5 го сигнала частоты Г сигналом прямоугольной формы частоты йА, значение частот упомянутых сигналов задают равным Е, РН/2 и й,й, +пР/2, где ив любое число, выбранное из неравенства 2 и й 6, а Б - любое целое число, неменьшедвух, отличающийс я тем, что, с целью расширения10функциональных возможностей за счет обеспечения регулирования величины его выходного напряжения, формируют две дополнительные противотактовые последовательности управляющих импульсов с частотой Е, и длительностью р, изменяющейся 061427/пК, причем на подынтервалах (-н/6)-/6 и Я 2- -5 и/6 осуществляют дополнительное закрытое состояние ключей, а на подын" тервалах 5 н/6-7 д/6 - дополнительное открытое состояние ключей.1534701 оДДб 62 б г. 4 СосРедактор В.Бугренкова Тех Коррек Пат 4 ТиражГосударственного комит113035, Москв комбинат "Патент", г, Уж изводственно-издательск ул. Гагарина,ЗакаВНИИПИ фю) Р) авитель О.Парфенед М,Ходанич 485та по изобретениям и Ж, Раушская наб Подписное крытиям при ГКНТ СССР д. 4/5