SU1116519A1 - Способ управлени трехфазным непосредственным преобразователем частоты - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЖМ ЧАСТОТЫпутем циклического подключени  эквивалентных фаз сети к фазам нагрузки через равные интервалы времени , причем на интервалах подключени  напр жени  эквивалентных фаз сети в трех фазах нагрузки сдвинуты между собой последовательно на угол 2К/3, отличающийс  тем, что, с целью расширени  диапазона дискретного регулировани  выходной частоты вплоть до значений, равных частоте сети при естественной коммутации вентилей, моменты подключени  соответствующих эквивалентных фаз во второй и третьей фазах нагрузки устанавливают отстанщими и-соответственно равными 2Т/3 и 2jr/6 по отношению к моменту подключени  эквивалентной фазы сети в первой фазе нагрузки. Од СП

Description

Изобретение относитс  к области преобразовани  техники и может быть использовано в частотно-регулируемом электроприводе вентил торов с дисректными ступен ми изменени  частоты выходного напр жени  вплоть до значений, равных частоте сети и ес тественной коммутацией тиристоров преобразовател . Известен способ импульсного управ лени  в цепи статора асинхронного электродвигател , согласно которому регулирование напр жени  осуществл етс  путем изменени  отношени  длительностей интервалов открытого и закрытого состо ний тиристоров Li. 1 Недостатком этого способа  вл етс то, что двигатель непрерьшно находит в режиме пуска, вследствие чего прот кает ток, значительно превьпиающий но минальные его значени , и создаютс  большие потери энергии и нагрев в двигателе. Известен также способ управлени  непосредственным преобразователем, согласно которому преобразование переменного напр жени  одной частоты в другую осуществл ют дискретными ступен ми, при которых периоды повторени  входной и выходной частот имеют общее наименьшее делимое и управление преобразованием частот ос ществл ют по заранее составленным от дельным дл  каждого значени  выходной частоты программам подачи импуль сов на тиристоры 2. Недостатком этого способа  вл етс  ограниченный верхний диапазон выходных частот до 46,15 Гц Сз1 при частоте сети 50,0 Гц. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому  вл етс  способ квазиоднополосногр преобразовани  частоты. Наиболее существенно дл  него циклическое подключение зкв валентных фаз. сети к фазам нагрузки через равные интервалы времени, причем моменты подключени  фаз нагрузки совпадают, а на интервалах подключени  напр жени  эквивалентных фаз сет в трех фазагх нагрузки сдвинуты между собой последовательно на угол 2J/ входного напр жени  4. Недостатком этого способа,  вл етс ограниченный верхний диапазон выходных частот до 2/3 частоты сети при естественных коммутаци х тиристоров преобразовател . Цель изобретени  - расширение диапазона дискретного регулировани  . выходной частоты, вплоть до значений, равных частоте сети при естественной коммутации вентилей. Дл  достижени  поставленной цели согласно способу управлени  трехфазным непосредственным преобразователем частоты путем циклического подключени  эквивалентных фаз сети к фазам нагрузки через равные интервалы времени, причем на Интервалах подключени  напр жени  эквивалентных фаз сети в трех фазах нагрузки сдвинуты между собой последовательно на угол , моменты подключени  соответствующих эквивалентных фаз во второй и третьей фазах нагрузки ус.танавливают отстающими и соответственно равными 21Г/3 и 2 Т/6 по отношению к моменту подключени  эквивалентной фазы сети в первой фазе нагрузки. Предложенный способ может быть реализован мостовой схемой з1 непосредственного преобразовател  с естественной коммутацией тиристоров. На фиг. 1 приведена схема преобразовател , на фиг. 2-3 - временные диаграммы, по сн ющие его работуJ на фиг. 4 - блок-схема системы управлени  преобразовател . . В преобразователе (фиг, 1) входные фазные 1-3 и нулевой 4 вьгооды питающего напр жени  присоединены к входным выводам тиристорного моста ; каждой выходной фазы преобразовател .; Через встречно-пара.ллельно включенные: тиристоры каждый из четырех входных вьтодов моста св занс каждым из двух вьпсодных выводов моста, присоединенных к  вум вьшодам соответствующей 5-7 фазы нагрузки. Таким образом дант на  схема преобразовател  позвол ет подключить на каждую отдельную фазу нагрузки входные фазные напр жени  необходимой пол рности. Расширение диапазона дискретного регулировани  выходной частоты вплоть до значений, равных частоте сети при естественной коммутацией вентилей, по данному способу реализуетс  при помощи устройства (фиг. 1) следующим образом. Дл  формировани  трехфазного выходного напр жени  требуемой дискретной частоты подключением входного напр жени  эквивалентных фаз сети на интервал времени, равный сумме целого числа полупериодов входного напр жени , переключени  поочередно следу щих входных напр жений в каждой из ыходных фаз преобразовател  осущест вл ют согласно предложенному способу так, как это показано на фиг. 2, где прин ты следующие обозначени : Uj-U)j кривые фазного напр жени  эквивалентных фаз сети, которые можно подключить на отдельные фазы нагрузки дл  формировани  выходного напр жени  преобразовател ; 14-16 - моменты времени начала подключени  к нагрузк входных напр жений; 17-19 - моменты времени окончани  подключени  к нагрузке входньк. напр жений; .s кривые выходного напр жени  соответствующих выходных фаз преобраэовател . В первой фазе нагрузки с выходным напр жением V переключение , например, с входного напр жени  Ua на входное напр жение Ug осуществл ют в момент времени 14. Дл  формировани  Ug,6 во второй выходной фазе переключение с на входных напр жений осуществл ют в момент.времени 15, .который отстает ,на угол 2У/3 входного напр жени  относительно момента времени 14 в первой выходной фазе преобразовател . Дл  формировани  в третьей выходной , фазе переключение с на входных напр жений осуществл ют в момент времени 16, который отстает на угол 2.J/6 входного напр жени  относительно момента времени 14 перекл чени  в первой выходной фазе преобра зовател . Дальнейшее преобразование частоты согласно предложенному способу , как это видно из фиг. 2, не от личаетс  от указанного. На фиг. 2-3 выходное напр жение, дл  нагл дности изображено при активной нагрузке преобразовател , тогда соответственно по выходным фазам моменты 17-19 окончани  подключени  входного напр жени  опережают моменты 14-16 начала подключени  следующего входного напр жени  на угол 2Я/6 входного напр жени  преобразовател . При активно-индуктивной или динамической нагрузке преобразовател  из-за фазового сдвига между выходными напр жением и током указанна  пауза отсутствует. Регулиру  число подключаемых на нагрузку полупериодов от каждого поочередно следующего входного напр жени , создают на выходе преобразовател  регулируемые значени  частот выходного напр жени , как это показано на фиг. 3. Подключа  к выходной фазе по одному полупериоду (крива  Ujo ) от каждой поочередно следующей величины входного напр жени  (например , .кривые Ug - т.д.), на выходе образуют напр жение частотой 37,5 Гц. Подключа  каждое входное напр жение на врем , равное двум его полупериодам (крива  UJT ) , получим на выходе су 1марное напр жение частоты , приближенно равной 42,86 Гц. Увеличива  число полупериодов каждого входного напр жени , подключаемого к нагрузке, например кривые Ujj, на выходе получим значени  частот, приближающихс  к значению питающей частоты. Данные значений выходных частот -в зависимости от числа полупериодов входного напр жени  частотой 50 Гц, подключаемых к нагрузке преобразовател , сведены в таблицу.

37,50 42,86 45,00 46,15

49,18 49,22 49,25 49,29

Как видно из таблицы, по мере приближени  к питающей частоте сети плотность значений выходных частот увеличиваетс . Последнее благопри тно отражаетс  на работе электрода с нагрузкой вентил торного типа, поскольку количество подачи воздуха относительно частоты вращени  вентил тора имеет кубическую зависимость то дл  равномерного регулировани  подачи воздуха требуетс  увеличенное число значений частот по мере приближени  к питающей частоте. Дл  согласовани  значени  выходного напр жени  преобразовател  при регулировании дискретными значени ми выходПродолжение таблицы

ной частоты с требуемым моментом нагрузки вентил торного типа соответственно осуществл ют измерение фазового сдвига импульсов открывани  тиристоров . Так, например, на фиг. 3 крива  Ujc имеет более поздний угол открывани  тиристоров по сравнению с кривой Ui .

На . 5 прин ты следующие обозначени : Чад- Utj- кривые выходного напр жени  преобразовател  при подключении к фазе нагрузки соответственно одного , двух, трех и четырех полупериодов от каждого, поочередно следующего входного напр жени  с соответствуюдими значени ми вьпсодных частот равных 37,5; 42,,0; 46,15 Гц.

Дл  осуществлени  предложенного способа в приведенном на фиг. 4 примере исполнени  системы управлени  в блоке компараторов 24 входное напр жение 25 преобразуетс  в пр моугольные импульсы, которые поступают в блоки управлени  26 и двоичный счетчик 27. В течение одйого периода входного напр жени  блок компаратора вырабатывает пр моугольный импульс Продолжительностью также одного периода. При этом положительна  полуволна входного напр жени  соответствует 1 отрицательна  -. О. Счетчик 27 ведет счет импульсов, поступивших от блока 24. Блок переключени  программы 28 задает интервал времени, который соответствует требуемому количеству периодов входного напр жени  дл  получени  выбранной дискретной выходной частоты. После подсчета необходимого количества пр моугольных импульсов счетчик 27 издает информацию блоку 26. В последующем блок 26, дает команды логическому устройству 29

дл  управлени  переключением на следующую по очереди величину входного напр жени , при этом сначала в канал управлени  30 переключением в первой выходной фазе преобраеовател , через

угол 2JF/6 в канал управлени  31 переключением в третьей выходной фазе, а угол 2Jr/3 в канал зшравлени  32 переключением во второй выходной фазе преобразовател ; счетчику 27 начать

повторение счета количества импульсов.

ПoлoжитeJrьный эффект от использовани  способа заключаетс  в расши- , рении диапазона дискретного регул ровани  выходной частоты преобразовател  вплоть до значений, равных частоте сети при естественной коммутации тиристоров преобразовател .

3 W 11 12 13 8 д 10 It 12 13 8 3 10 11

/ / х-чх Чх-ч .

л л л А А V V V V .А А / / I.

/л

8 3 Ю 11 12 jj в ff (J

25

Фиг.З

30

J2 .31

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫпутем циклического подключения эквивалентных фаз сети к фазам нагрузки через равные интервалы времени, причем на интервалах подключения напряжения эквивалентных фаз сети в трех фазах нагрузки сдвинуты между собой последовательно на угол 27Г/3, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона дискретного регулирования выходной частоты вплоть до значений, равных частоте сети при естественной коммутации вентилей, моменты подключения соответствующих эквивалентных фаз во второй и третьей фазах нагрузки устанавливают отстающими и- соответственно равными 2Т/3 и 2JT/6 по отношению к моменту подключения эквивалентной фазы сети в первой фазе нагрузки.

   SU ... 1116519