Способ управления непосредственным преобразователем частоты с искусственной коммутацией

Союз СоветсеаСфцналисти мескитаРеспублик ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДВТВЛЬСТВУ(и 657574 61) Дополнительное к авт, свид.в 6, 02,73 21) 1 87957 7/24-07 ем эаявки1935658/24-07 явленоО 5 З) М. Кл Н 02 Р 13/30 02 М 5/27 при Геоударотаенный кометет СССР оо делам изобретений и открытийпубли икования описания 18.0 ,. ата опу) Заявитель ико-энергетический институт АН Латвийской ССР(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С ИСКУССТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ 1Изобретение относится к преобразовательной технике и может бьггь использовано при построении непосредственных преобразователей частоты с искусственной коммутацией тиристоров для получения преобразованной электроэнергии повышен ного качества.Известен способ управления непосредственным преобразователем частоты (НПЧ) с искусственной коммутацией тиристоров путем выборочного подключения входных та выводов преобразователя, подсоединяемых к многофазной сети, к выходным его вы водам, подсоединяемым к нагрузке, в ре зультате сравнения мгновенных значений входных напряжений с эталонным напряже-т 5 нием и определения наименьшей их разности. Недостатком такого способа управления НПЧ является низкое качество преобразованной электроэнергии,Предлагаемый способ отличается огЮ известного тем, что выявляют для каждого коммутационного интервала времени вариант, при котором сумма абсолютных раэностей фаэных выходных напряжений преобразователя с соответствующими им эта лонными напряжениями всех выходных фаэ наименьшая, и в соответствии с этим осуществляют подключение входных выводов преобразователя к выходным.Зтот способ позволяет увеличить набор потенциалов входных напряжений, из которых формируют выходное напряжение, и за счет этого повысить качество преобразованной электроэнергии без усложнения силовой части НПЧ.На фиг. 1 показан преобразователь, выполненный по нулевой схеме, на котором может быть реализован описываемый способ управления; на фиг, 2, а -к - схемы замещения и временные диаграммы, характеризующие режимы подключения фаэ сети к фазам нагрузки, которые чередуются в процессе работы преобразователя: а и б - трехфазный режим, в и г - двухфазный режим, д и е - двухфазнс-нулевой;ж и з - однофазно-нулевой режим, и и кнулевой режим; на фиг, 3 - кривые выходного напряжения для трех фаз нагрузки, формируемого по предложенному способу,Преобразователь (см. фиг, 1) имеет входные 1-4 и выходные 5-7 выводы и содержит три тиристорных моста 8-10. 3 Остальные элементы образуют блок принудительной коммутации. Каждая пара тиристоров мостов 8-1 О, связанная с одним и тем же входным выводом, представляет собой по существу (с учетом блока комму-, фо тации) полностью управляемый ключ с двусторонней проводимостью. Нагрузка 11- 1 3 преобразователя соединена в звезду.Возможные комбинации подключений к фазам нагрузки входных потенциалов сети согласно предложенному способу иллюстрируются на фиг. 2, Суть способа состоит в том, что выбирают на каждом из коммутационных интервалов по суммар ному для всех трех фаз нагрузки наимень- шему отклонению от эталонного напряжения один из пяти режимов подключения входных выводов 1-4 к выходным выводам 5-7 - трехфазный, двухфазный, двухфазно-нулевой, однофазно-нулевой или ну 23 левой. Длительность коммутационных интервалов при этом определяется продолжительностью, при которой указанное отклонение будет наименьшим среди возможЗО ных комбинаций режимов подключения.Трехфазный режим работы (см, фиг.2, а, б) характеризуется тем, что к каждой выходной фазе преобразователя в данный промежуток времени подключена соот 35 ветствующая входная фаза, а по времени меняется только порядок подключения.При двухфазном режиме работы преобра)зователя выводы двух фаз нагрузки подКлючены к одной фазе, а третий вывод40 к другой фазе сети (см. фиг. 2,в). Таким образом, две фазы нагрузки включены параллельно между собой и последовательно с третьей фазой нагрузки. Такое подключение любых двух из трех входных фаз подает на нагрузку линейное входное напряжение, которое распределяется следующим образом; 2/3 напряжения на одной последовательной фазе нагрузки, например фазе 1 1 на фиг. 2, в ( кривая 14 на фиг.2, г), а 1/3 напряжения на двух параллельно включенных фазах нагрузки, например фазах 12 и 13 на фиг. 2, в (кривая 15 на фиг. 2, г). На фиг. 2, в входная фаза 1 подключена к выходному выводу 5, а входная фаза 2 - одновременно к выходным выводам 6 и 7, На фиг. 2, г изображены все 12 потенциальных уровней для образования выходного напряжения преобразователя, полученных двухфазным режимом работы при различных комбинацияхподключения фаз питающей сети,Двухфазно-нулевой режим работы преобразователя характеризуется подключением концов двух фаз нагрузки к двумразличным входным фазам, например фаз11 и 12 к фазам 1 и 2 на фиг, 2, д, аконцов третьей фазы 1 3 к нулевому выводу 4, питающей сети. В таком режимеработы преобразователя на две фазы нагрузки, подключенные к входным фазам1 и 2, подается потенциал, равный0,896 (кривые 16 и 17 на фиг. 2, е),а на.третью - потенциал, равный 0,33амплитудного значения входного фазногонапряжения (кривая 1 8 на фиг. 2, е).Потенциальные уровни 0,896 согласно кривым 16 и 17 сдвинуты относительновходных фазных напряжений.Однофазно-нулевой режим работы преобразователя характеризуется подключением одной фазы нагрузки, например фазы 11 (см. фиг. 2, ж) к одной входнойфазе 1, а двух остальных фаз 12 и 13нагрузки к нулевому выводу 4 питающейсети. При этом фаза 11 нагрузки включена последовательно с двумя другимипараллельно соединенными между собойфазами 12 и 13 нагрузки, На фазу 11нагрузки подается потенциал, равный 2/3(кривая 1 9 на фиг. 2, з), а на две параллельные фазы 12 и 13 нагрузки - 1/3входного фазного напряжения преобразователя (кривая 20 на фиг. 2, з). Нулевой режим работы (см, фиг. 2,и ) осуществляется подачей напряжения одной входной фазы или нулевого потенциала системы входного напряжения одновременно на все три фазы 1 1 - 1 3 нагрузки преобразователя (кривая 21 на фиг. 2, к).На фиг. 3 в приведенных кривых выходного напряжения преобразователя чередуются следующие режимы его работы: трехфазный - например, промежуток временидвухфахный - промежуток времени -1 и двухфазнонулевой - промежуфток времени , - Остальные режимы работы - однофаэно-нулевой и нулевой имеют место при регулировании величины выходного напряжения преобразователя вниз от его максимального значения.В таблице сведенЫ все возможные комбинации подключений входных напряжений к фазам нагрузки преобразователя при всех указанных режимах работы согласно предложенному способу,657574 Общее число Максимальныезначения испольРежим работы Общее используемыхразличных потенциалов числокомбинаций подключений зуемых потенциалов относительно входного фазного напряжения преоб- разователя 11 12 Трехфазный 1 2 3 3 1 2 2 3 1 1 3 2 2 1 3 3 2 1 1,0 Двух- фазный 1 2 2 2 3 3 0,58 и 1,15 18 Как видно из таблицы и фиг, 2 и 3 общее число - 46 используемых потенциалов для образования выходного напряже ния преобразователя меньше суммы возможных комбинаций подключений - 61, так как последняя включает в себя число возможных комбинаций подключений трех фаз сети и ее нулевого потенциала, которые в данном случае не используются, 16 Возможные комбинацииподключений входныхпотенциалов на фазахнагрузки 1 1 1 1 2 2 3 3 1 2 2 3 3 1 2 1 3 2 1 3 2 1 3 2 1 31 2 2 3 3 1 Таким образом, предложенный способ управления НПЧ для образования его вы ходного напряжения позволяет создавать известной схемой 46 используемых входных потенциалов вместо четырех исполь зуемых потенциалов по известному способу и, следовательно, более рационально приблизить кривую выходного напряжения преобразователя к синусоидальной форме,формула изобретенияСпособ управления непосредственным преобразователем частоты с искусственной коммутацией путем выборочного подключения входных выводов преобразовате ля, подсоединяемых к многофазной сети, к выходным его выводам, подсоединяемым к нагрузке, в результате сравнения мгновенных значений входных напряжений с эталонным напряжением и определения 1 ф наименыцей их разности, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью уменьшения искажений выходного напряжения,выявляют для каждого коммутационногоинтервала времени вариант, при которомсумма абсолютных разностей фазных выходных напряжений преобразователя с соответствукнцими им эталонными напряжениями всех выходных фаз наименьшая, ив соответствии с этим осуществляют подключение входных выводов преобразователя к выходным,