Способ управления трехфазным регулируемым преобразователем

СОЮЗ СОВЕ ГСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 4890 А(71) Отдел энерАН МССР. й.38гетичес ибернетик 8,8)детельство СССР02 М 7/48, 1983,М 3916285,На фиг, 1 изструктура силовойтового преобрдзовполностью управл- временные диагпредложенный сп3 - кривые. показысительной прадоподынтервалов, аимпульсов в проц ображена упрощенная схемы трехфазного мосателя, выполненного на яемых вентилях; на фиг. 2 раммы, иллюстрирующие особ управления; на фиг. вающие изменения отнолжительности тактовых также фронтов выходных ессе регулирования выГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬС(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ РЕГУЛИРУЕМЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями, питающими системы частотно-регулируемого электро- привода, Целью изобретения является улучшение качества процесса связанного регулирования частоты и величины выходного напряжения трехфазного мостового преобразователя. Опорным законом управления преобразователя является алгоритм Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователями, питающими системы асинхронного частотно-регулируемого электропривода.Цель изобретения - улучшение качества процесса регулирования выходного сигнала трехфазного преобразователя за счет плавного безударного перехода от одного поддиапазона регулирования к другому. 180-градусного управления с дополнительными комму(дциями вентилей на центральных на полупериоде тактовых интервалах 60-грддусных продолжительностей. Количество импульсов на полупер(аоде выходной кривой при этом последовательно уменьшается при увеличении выходной частоты. Новым с способе является то, что изменение временного положения фронтов сигналов управления и импульсов кривой вых(адного напряжения преобразователя нд всем диапазоне регулирования осуществляется безударным путем зд счет соответствующей поэтапной модуляции длительностей центральных на тактовых интервалах импульсов и пауз. Диапазон регулирования при этом разбивается на поддиапазоны нижних, средних и повышенных частот, внутри каждого из которых продолжительности тактовых подынтервдлов, а среди некоторых формируются сигналы управления, варьируются по гиперболическим зависимостям с соответствующими коэффициентами, характеризующими интенсивность изменения указанных продолжительносгей. 4 ил.ходной частоты; на фиг. 4 - обоб)ценная функциональндл схема системы упрдопецил, реализующей предложенный способ.Силовая схема трехфазного преобразователя содержит шесть цолнос)ь)о управляемых вентилей фаз А, Б, С, каждый из ко)орых эдшунтировдн о обратном направлении диодом. К выходи),)м зажимам цреоб. разоодтоля присоединены фазы 7 д, Ев, 7 с нагрузки, соединенной н звезду.11 д фиг, 2 изображена криодл линия линейного выходного напряжения преобразователя, соответствующая варианту управления с диапазоном шестикратного свлзднногп регулирования величины и частоты выходного напряжения ог Г) о 6 Г 4 Н=6). ПуГ)ктиром )д тдктооь)л итервалах от 60 до 120 эп. град. показаны управляющие импульсы, вызынд ощие периодическое здпирание вентилей ону) рц отмеченной зоны проводящего состояил1 д начальной (минимдль)4 о выходной частоте преобрдзооателя (дерхн,)л нременная диаграммд на фиг. 2) тактовый ин)еродл от 60 до 120 зл, град. рдзбиг на 6 тактовых цодынтередлон, продолжительность кажрпго из которых о общем ниде опредеплется1 1как т, = - = - - - = 10 эл. град,6 ГГ)И 66 ГоВну 1 ри и поссредине каждого тактового подынтерналд формируютсл импульсы управляющих сигнапоо, запирающие (выключающие) соответствующие ключи, длительность каждого из которь)х составляет Л. - 2 6.36 Г -8,33 эл Р,дЯ - 1 5Увеличение выходной частоты преобразователя сопрооожддется изменснием продолжительности т тактовых поды нтерналон, в центрах которых формируются импульсы управляющих сигналов, осуществляемым по определенным функциональным заоисимостям (трем видам зависимостей), свяэыоающим т с текущими значениями оыходной частоты. Начало первого и конец последнего тактовых подынтероалоо при этом синхронизированы с началом и концом соответствующего тдкторого интервала, При этом обеспечивается рациональный ход изменения формы выходной кривой преобразователя при вариации частоты, заключающийся в том, что на частоте, равной удвоенной начальной частоте, о полуволне кривой линейного выходного напряжения формируется нд четыре выходных импульса меньше и при дальнейшем увеличении выходной частоты на частотах, кратных начальной частоте, количество выходных импульсоо на полупериоде последовательно уменьшается на дна на каждом шаге,Таким образом, нд частоте)4-2)Г)э полу)золнз выходного сигндпд син гезируетсл иэ пяти импульсоо, на частоте (И - 1)ГГ) полунолна выходного ндцряже ния Формируется иэ трех и)лцульсон, днд номинальной выходной частоте преобразователя НГэ ндбпюдаегся одноимцупьсное формироване выходного напряжения. При этом переход от одно го цоддидцдзона регупирооаия к другому осуществллетсл безударно путем плавного изменения продолжительностей импупьсон и пауз между импульсами на центральнь)х у)астках тдктооых 1."; ин)еродлон. Однооре.4 ено длц г)оддержания постоянства отноценцл вел и ч и н ), е ы х о дО г Г) н д ц р 5 ж еи я преобрдзонагеля к частотдлительности сиГалов уцрдвлени) его варьируют 20 в здоисимостот )еку)цх значений частоты и коГц)ес 1 оа форкЭируеГ)ых сиг апон,Б днпизир 4)е)иом варианте регулирова ил цри чс нем ГЦК 6) нд первом поддиапа 2 г, зоне регулирования н зоне изменениячастоты от Г, до 2 Го регулцрондние чдстоты (дпитепьости цсриодд) Г)ыэодноо сигнала проэнГ)дят зд сГ)етммнения продолжи тепьности паузы ме,) дч и. пульсами управЗ 0ецил, формируемой г, центре тактовых60- радусн ых ин )ерндл) н Одно времен но в диапазоне ГГ;,.,2 ГГ) в соо)аетстоци с завис имостьюГоЬГ Ь Р)(М 4 2)Ро - 2 Р)Го Го 6 Р Г 8 Гп -2 Г ) 12 Г 4 Г - Г) 40изменяется продолжительность тактовых цодынтервалов т, которые на фиг. 2 обозначены тонкими дуговыми линиями, Темп изменения абсолютной длительности периода 45 цри этом выше темпа изменения длительности тактового подынтервала, в связи с чем а чдстоте Г продолжительность центозпьной паузы между импульсами управлеяния уменьшается до нуля. Величина Г 1 при 50 атом определлется какС Г. 44 ОГоГ -Г)Э - 4 )+2 - + )М)1 - 4)+2)+4 2 МИ+2 - .2 г)Г 2- - 1МЬЭ -4 Э)+24 )Ь(Э -4 Э)+2+4 2 Ь)Ь+2-2 Э)2 Э) Ггде 1=3 - количество импульсов сигналов управления на половине тактового интервала.Изменение длительностей Л импульсов управления в диапазоне Го,Е 1 осуществ - )ляется в соответствии с зависимостью На следующем поддиапазоне регулирования в диапазоне выходных частот п реобраазователя от Г) дол - Гд+ всц2м - с,-- , ) - ,сО т продолжительность Л всех игл пул ьсов сигналов управления, эа исключением центрального, изменяется по функциональнойК 1 зависимости Л - Длительность центрального на тактовом интервале импульса управления на этосл поддиапаэоне последовательно снижается в соответствии с зависимостью Л = --16 Е4 Ео 14 Е - Е 180 Г и на частоте Г 1= 1,65 Ео уменьшается до нуля, В центре тактового интервала при этом формируется выходной импульс с удвоенной по сравнению с остальными импульсами длительностью. Дальнейшее повышение выходной частоты преобразователя от Е 1 до 2 Е, сопровождается дальнейшим уменьшением продолжительности тактовых подынтервалов, в серединах которых формируются управляющие импульсы длительностью1 1 1 = 1 1 1121 Е й Ео 24 Г 6 Го осуществляемым таким образом, что на частоте 2 Го тактовый интервал разбирается на целое число подынтервалов, равное четырем,Далее начиная с частоты 2 Го темп вариации продолжительности ттактовых подынтервалов видоизменяется и осуществляется в соответствии с зависимостью т -о Е, Соответственно видоизменяются и зависимоопределения граничныхходных от одного поддивания к другому. Так, част уменьшается до нуля пауза между двумяцентральными гигналами управлес)ия, находится иэ соотошения с "- с 2 - ) - )-+ щ(с л)2 2 в 2 ) + )2 с - 2)4 с(6 2р р 10 Следующий подэтап процесса регулирования, характеризующийся как последовательным уменьшением центрального на тактовом интервале импульса управления, так и изменением длительности остальных 15 импульсов управления в соответствииЕос соотношениел 1о1----- при постоянной про 6 М Го (21 - 1 )20 должительности )лмпульсов вь)ходной кривой преобразователя, продолжается до частоты 25 Полуволна линейного выходного напряжения преобразователя формируется при этом из пяти импульсов.8 соответствии с приведенными вышефункциональными зависимостями, связы вающил 1 и протяженность тактовых подынтервалсв тсо значениями Г и К, на первом поддиапазоне управг)ения по предлох:енному способу при Ео Г2 Ео минимальная продолжительность г наблюдается 35 И+2на частоте Е 1- 4 Го (для М = 6 Е 1=2 Го), а при (п 1 - 1)Го Г 2 Го - на частоте Е 2= Ео (для й = 6 Г 2= ЗЕо). Поэтому вМ20 анализируемом варианте рост выходной частоты от величины, равной ЗГо, до значения (М)Го= 5 Ео сопровождается последовательным увеличением продолжительности тактовых подынтервалов, кривая изменения 5 относительной величины которойт7 = - построена на фиг, 3.ТоУвеличение выходной частоты преобразователя выше значения Г 2 = 3,5 Го осу ществляется при формировании внутрикаждой половины тактовых интервалов по одному сигналу управления (1= 1), длительность которого определяется в соответствии с соотношением 5 1 1 1 1 1 1121 Г М Ео 12 Г 6 Гои продолжается до момента достижения выходной частотой значе- о44 6 42Га =4,9 Ео, После этого и до номинальной входной частоты преобрд.1з;)ндтелЯ Гсос, = Гз= МГо= 61 о полУнолцд нь:ходого напряжения формируется из трех имсульсов нд полупериоде. Продолжительность т тактовых цодынтервдлон, кдк следуег из криных, построенных нд фиг, 3, увеличивается до часта) ы (и - 1)Гс= 5 Го, после чего становится равной длительности такговых интервалов.Продолжительность лг формируелого н центре тактового интервала импульса сигнала управления на диапазоне Гз ,ИГОн изленяется н соо гс) стнис соотношением1 1 16 Г 6 Гой 6 Е 36 Еостоте Гз = 6 Ро уменьшается до суля, Бе)1 лчи 1на выходного напряжения цреабрдзонагсля достигает цри зтогл максимального зцдчс ция.Обобщенцая функциональная схема гис 1 е мы уц ранле ц 1 я и реоб раз онателсм, н ыцолнецная цо вертикальному принципу и ред изующая предлагаемый способ, цредсгднленд ца фиг. 4, Нд выходе блока 1 задания частоты формируется сигнал 1 1, прямо пропорциондльныи значению выходной частоты преобрдэовагеля, который поступает на входы тактового генератора 2 и функционального )1-кандльсгого по выходу преобразова еля 3. Частота следования им пульсов генера) Ора 2 определяет часто гу выходного сипала блока 4 развертки, которая при этом в 6 рдз выше выходной частоты преобразователя, Сигнал блока 4 постоянсо сопоставляется в блоке 5 формирования управляющих импульсов с выходными сигналами Оз функционального преобразователя 3, величина которых пропорциональнд текущим значениям положений фронтов выходных импульсов а внутри тактовых интервалов (см. верхнюю временную дидграмму на фиг, 2). Отмеченные значения а предварительно определяются расчетным путем из соотношений, характеризующих режи гл осуществления предложенного сп О- саба; относительные, выраженные в эл.градвеличины углов аг аб для варианта М = б построены на фиг. 3. В лломенты равенства текущих значений сигналов блоков 3 и 4 блоком 5 вырабатываются команды на формирование фронтов управляющих (и нг ходных) импульсов, которые распределяются по соотвегствующим вентилям в соответствии с принятым опорным законом 180-градусного управления при помощи логического распределителя б импульсов, связанного по входу с трехраэрядным р- гис грол 7, Из-за существенно нелинейно. 5 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 г) хардктсрэ 1 сдлизуес,с, л:".коцс;мерностей н кдесгн) дГгцс)рдгусрсои Ос.он 1 л рассмотренной системы уцрднлсция должны быть исгользовдсы ци сгсоне схес 1 ы,ТдКИЛ ОбраЗОМ, ссрЕдцофс)си,сй СцОСОб управления сцасобсгуес здслснаму улуч- ШЕЦИЮ КДГтнэ ЦРОЕССД РЕУлИРЦлэЦИЯ ) ре фдзслх нстильнь, 1 рсобрдзондте)сй зд счет план;о а бсзудсг)цссго перехода от одной зоны регулирг.с)дция к другой, Нд всем диапазоне рсгусрондцся при э гам днтомдтичг)ски Гсбес ссчиелс.тся прогарцио саЛЬЦОЕ РОС ГУ ЗСГОГЫ УНЕЛИЧЕНИС величины выходсосо цдцряжения преобразователя, д количс) но 1 лцул,сс) н н пцлунцл. не гьхог 1 цого 1 сссржени соотнссствует ЗЦДЧСНИЯМ, РДЦгсссДЛЬНЫС С )О КИ ЗР)1 ИЯ Обессечения )рсбуесс.го сдгс зцичс.ского СОС Гд НД НЫ ХС)г,НОО Г 1 Г Г ЛД И КОЛИССТНД коммутаций сссисей си свои схемы, ГгсеДонатсльно, Гс)еДлдгдеслый способ может быть исполь)гдс при управлении преобразователями, ситаос)11 ли сис)сслы ирака дидцдзоцного днгоматизиронэнцого алекрог:,11 одг), н тес исл с рсцизиосного Р н ы с О к 0 н О л ь Г и О Г 0 э лк т 1) с) ц р и н О д д с 1)ормулд изобпетецив Способ уц;.днгссция грсфдзцьсл регули:усмым п 1)ес,Гр)зс)ндге сем с; Ы-ссг)дгцым снязднкыл 1 оегул,;ро:,дс исм :)с)отс и величины средего нд ццлуцсриоде значения выходного дцр жесия, зд;.лючдющийся н тОМ, Чта фОРИРУЮт ЦРОтивофДЗНЫЕ УЦРДН- лчющис сигцэлы для упрднлеця эцадными И КдтОДНЬсЛИ НеГИЛЯЛИ КДжДОй ИЗ фээ С заданой дсготой, а для дноднссй и катодцой групц основных вентилей разных фдз управляющие сигналы последовательно сдвигают на 60 эл. град. для каждого из ссновгых венилей модулируюг управляющий сигнал на тактовых интервалах ат 60 до 120 эл. град иог 240 до 300 эл.град причем число модулирующих импульсов на соответствующих тдк)оных ин)ерналдх уменьшдегся с ростом выходной частоты Г, причем на 1 ачальной выходной частоте Го каждый тдктаныи интервал разбивают нд И подыстер 1 Галов цродолжитслыостью хо6 Гой о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью ц ь ны щения качества процесса регулирона;ия преобразователя, на всем диапазоне рнгулиг)анания длительность так Гонх одын срвалов плавно изменяют в соот ветст ни 1Кс соотношением с = , при этом внутри тактовых с модуляцией управляющих сигнагон интервалон ндчдло каждого церього и Онец каждого последнего тактовых подь ц 1684890 1016 Р б 14 Рот 21 1 ) 2 сигнала управления формируют в середине каждого тактового интервала сностьюА, определяемой из функцио1 - 2( -зависимости Л --- д6 Г1 длительнэльной 11 К и этом для Го ( Г 2 тервалов синхронизируют с началом и концом соответствующего тактового интервала, формирование каждого -го по направлению к центру от начала и конца тактового интервала сигнала управления 5 осуществляют в серединах соответствующих тактовых подынтервалов при изменении выходной частоты преобразователя отА - ъ(А 2 + 4 ВГо до Г= Го2причем при изменении выходной частоты от Го до р с +с 4 4 о2половины тактовых интервалов формируют поимпульсов сигналов управления с дли тельностьЛ, определяемой и.; функциональ 1 2 1 1НОЙ зависимости А = 12, ( Г -) а при ГГГ на каждой половине такитовых интервалов формируют по )-1 им пульсов сигналов управления основными вентилями с длительностью, определяемой из соотношения51684890 РУ г.1 Составитель В.ГордеТехред М.Моргентал Редактор Л,Пчолинская Корректор М.Демчик Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 аказ 3513. Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж. Раушская наб., 4/5