SU1488944A1 - Method of shaping master voltage of controller of three-phase voltage of three-phase frequency converter - Google Patents

Description

Изобретение относится к электро· технике и предназначено для применеИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводе, содержащем двигатель переменного тока (асинхронный, асинхронизированный синхронный или синхронный), преобразователь частоты, например непосредственный преобразователь частоты, и систему автоматического регулирования, формирующую задающие сигналы для преобразователя частоты.The invention relates to electrical engineering and is intended for use. The invention relates to electrical engineering and can be used in an electric drive containing an AC motor (asynchronous, asynchronized synchronous or synchronous), a frequency converter, such as a direct frequency converter, and an automatic control system that generates driving signals for frequency converter.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей преобразования частоты за счет снижения потерь.The purpose of the invention is to increase the energy performance of frequency conversion by reducing losses.

22

ния в трехфазных преобразователях частоты для электропривода. Целью изобретения является повышение энергетических показателей преобразователя за счет снижения потерь. В предлагаемом способе исходные синусоидальные модулирующие напряжения выпрямляют, вырабатывают вспомогательное напряжение, пропорциональное суммарному значению полученных однополярных пульсаций напряжения и постоянного напряжения, снимаемого с элемента задания, настроенного на величину напряжения, пропорциональную максимальному выходному напряжению преобразователя, упомянутое вспомогательное напряжение складывают с исходным синусоидальным модулирующим напряжением и результирующее напряжение используют в качестве задающего модулирующего напряжения для формирования каждой фазы напряжений на выходе преобразователя. 2 ил.in three-phase frequency converters for the electric drive. The aim of the invention is to increase the energy performance of the Converter by reducing losses. In the proposed method, the initial sinusoidal modulating voltages are rectified, they produce an auxiliary voltage proportional to the total value of the resulting unipolar voltage ripples and a constant voltage taken from the reference element, tuned to a voltage value proportional to the maximum output voltage of the converter, said auxiliary voltage is added to the initial sinusoidal modulating voltage and the resulting voltage is used as a driver modulating voltage for forming each voltage phase of the inverter output. 2 Il.

На фиг.1 показан пример устройст- . ва для осуществления способа; на фиг.2 - временные потенциальные диаграммы, поясняющие способ формирования задающих модулирующих напряжений и работу устройства.Figure 1 shows an example of a device. va for implementing the method; figure 2 - temporary potential diagrams explaining the method of forming the setting of the modulating voltage and the operation of the device.

Выход блока автоматического регулирования подсоединен к входу выпол,ненного по трехфазной нулевой схеме выпрямителя 1, выход которого соединен с входом сумматора 2, вход суммирующего элемента подсоединен к выходу элемента 3 задания напряжения,The output of the automatic control unit is connected to the input of a three-phase zero rectifier circuit 1, the output of which is connected to the input of the adder 2, the input of the summing element is connected to the output of the voltage command element 3,

5Ц_Я„ 14889445TS _I „1488944

33

14889441488944

4four

выход сумматора 2 соединен с входами трех сумматоров 4-6, входы последних подсоединены к выходам блоков автоматического регулирования, а выходы сумматоров 4-6 подключены непосредственно и через инверторы 7-9 к управляющим входам преобразователя частоты, соединенного с трехфазной обмоткой двигателя переменного тока по схеме "Звезда без нулевого провода".the output of the adder 2 is connected to the inputs of three adders 4-6, the inputs of the latter are connected to the outputs of the automatic control units, and the outputs of the adders 4-6 are connected directly and through inverters 7-9 to the control inputs of the frequency converter connected to the three-phase winding of an AC motor according to the scheme "Star without zero wire".

Устройство, реализующее предлагаемый способ, функционирует следующим образом.A device that implements the proposed method operates as follows.

С выхода блока автоматического регулирования поступают синусоидальные фазные исходные 'модулирующие напряжения и_д, , их выпрямляют наThe output of the automatic control unit receives sinusoidal phase initial modulating voltages and _d , and they are rectified to

элементе 1, на сумматоре 2 вырабатывают вспомогательное напряжение, пропорциональное суммарному значению однополярных пульсаций напряжения и постоянного напряжения, снимаемого с элемента 3 задания, настроенного на величину напряжения, пропорциональную максимальному выходному напряжению преобразователя. Упомянутое вспомогательное напряжение добавляют к исходному модулирующему напряжению посредством сумматоров 4-6, результирующее трехфазное напряжение к: инверсное ему напряжение, получаемое на инвертирующих элементах 7-9, используют в качестве задающих модулирующих напряжений для формирования фазных напряжений на выходе преобразователя частоты, соединенного с нагрузкой по сехме "Звезда без нулевого провода". Такое соединение силовой части преобразователя частоты и нагрузки позволяет формировать синусоидальные линейные напряжения при несинусоидальных напряжениях фаз преобразователя часто^гы· , . .element 1, on the adder 2 produce an auxiliary voltage proportional to the total value of the unipolar voltage pulsations and DC voltage, taken from the task element 3, tuned to a voltage value proportional to the maximum output voltage of the converter. The auxiliary voltage is added to the initial modulating voltage by means of adders 4-6, the resulting three-phase voltage to: its inverse voltage, obtained on inverting elements 7-9, is used as driving modulating voltages to form phase voltages at the output of the frequency converter connected to the load Sekhme "Star without neutral wire." Such a connection of the power part of the frequency converter and the load makes it possible to form sinusoidal linear voltages at non-sinusoidal voltages of the phases of the converter often ^rj · ^,. .

На фиг.2 обозначены υ_β, и_б, и_с фазные синусоидальные исходные модулирующие напряжения; и_Ду и_В£, и_с-у “ модулирующие фазные напряжения; и_дв, и_&е, и _сй - модулирующие линейные напряжения; и_п - напряжение на выходе выпрямителя 1; и км ·“ напряже- ние на выходе сумматора 2; и_Дэ задающее модулирующее напряжение фа^„ зы А. ’ ’ ¹ In Fig. 2, υ _β , and _b , and _c , are shown, _with phase sinusoidal initial modulating voltages; and _A and _B at £, _and y "phase modulating voltage; and _dv , and _{& e} , and _sy - modulating linear voltages; and _p is the voltage at the output of the rectifier 1; and km · “voltage at the output of adder 2; and _D e specifies the modulating voltage of the phase ^ „зы A. '' ¹

Таким обрзаом, поочередно каждую! треть периода выходной частоты преобразователя, каждая из фаз преобразователя частоты формирует максимальное выходное напряжение, а линейное напряжение при этом остается неизменным и _А в = и А - и _в. Если добавить к и_А и и в одну и ту же величину, то значение и _й6 не изменится.Thus, alternately each! one third of the period of the output frequency of the converter, each of the phases of the frequency converter forms the maximum output voltage, and the line voltage at the same time remains unchanged and _A in = and A - and _in . If we add to and _A and and in the same value, then the value and _d6 will not change.

Предлагаемая схема устройства, осуществляющая способ регулирования выходных фазных напряжений трехфазного преобразователя частоты, позволяет повысить энергетические показатели преобразователя частоты.The proposed scheme of the device that implements the method of regulating the output phase voltages of a three-phase frequency converter allows to improve the energy performance of the frequency converter.

При использовании непосредственного преобразователя частоты с соотношением частот £_л/£₂ = 4 и =1, где £₍ - частота питающей сети; £₂ - выходная частота преобразователя; $ коэффициент модуляции углов управления, коэффициент мощности у прототипа снижается от значений, равных 0,95 (при £₄/£₂= со ), в среднем на 10%, ас увеличением выходной частоты преобразователя продолжает снижаться.When using a direct frequency converter with a frequency ratio of £ _l / £ ₂ = 4 and = 1, where £ ₍ is the mains frequency; £ ₂ is the output frequency of the converter; $ modulation angle of control angles; , 95 (at £ ₄ / £ ₂ = co), on average by 10%, as the increase in the output frequency of the converter continues to decrease.

Предлагаемое техническое решение позволяет поддерживать высокий коэффициент мощности порядка 0,95 во всем диапазоне практического изменения выходной частоты преобразователя подобного типа, т.е. до соотношения частот £_ч/£₂ ~ 2.The proposed solution allows to maintain a high power factor of about 0.95 over the entire range of practical changes in the output frequency of the converter of this type, i.e. to the frequency ratio £ _h / £ ₂ ~ 2.

Повышение энергетических показателей преобразователя частоты, в частности уменьшение мощности искажения и повышение коэффициента мощности преобразователя частоты, дает экономию за счет снижения затрат на выполнение компенсирующих устройств, снижения дополнительных потерь в меди и стали магнитопроводов, снижения потерь электроэнергии в питающей се-. ти и повышения стабильности напряже-. ния в узле нагрузки.Increasing the energy performance of the frequency converter, in particular reducing the distortion power and increasing the power factor of the frequency converter, provides savings by reducing the cost of compensating devices, reducing additional losses in the copper and steel magnetic circuits, reducing electricity losses in the power supply se-. and increase the stability of voltage. load node.

Claims (1)

Формула изобретенияClaim ' Способ формирования задающего напряжения системы регулирования выходных фазных напряжений трехфазного преобразователя частоты,' соединенного с нагрузкой по схеме "звезда", заключающейся в том, что формируют заданной величины и формы модулирующее напряжение каждой фазы преобразователя, отличающийся тем, что, с целью повышения энергетических .показателей преобразователя частоты,A method for generating a master voltage of a system regulating the output phase voltages of a three-phase frequency converter connected to a star-shaped load, consisting in the fact that the modulating voltage of each phase of the converter is formed of a predetermined size and shape in order to increase energy. frequency converter indicators 'задают три синусоидальных модулиру⁵ 1488944'set three sinusoidal modular ⁵ 1488944 выпрямляют и суммивыпрямленное напрявспомогательное непропорциональное суммарющих напряжения, руют их, получая жение, формируют пряжение,straighten and sum-rectified auxiliary disproportionate total voltage, rut them, getting a live, form voltage, ному значению полученного выпрямленного напряжения и постоянного напряжения , пропорционального макси6the value of the obtained rectified voltage and a constant voltage proportional to the maxi мальному заданному выходному напряжению преобразователя, суммируют βίο с синусоидальным модулирующим напряжением и результирующее напряжение используют в качестве указанного модулирующего напряжения каждой фазыthe maximum specified output voltage of the converter, βίο is summed with a sinusoidal modulating voltage and the resulting voltage is used as the specified modulating voltage of each phase преобразователя.converter. 1one !! ΙιΙι ^!Ч ^! H СиSi фи&. 1fi &. one 14889441488944