CS226883B1

CS226883B1 - Circuitry of six-phase quasisinusoidal reference voltage source with controllable frequency

Info

Publication number: CS226883B1
Application number: CS703781A
Authority: CS
Inventors: Svatopluk Ing Bohata
Original assignee: Bohata Svatopluk
Priority date: 1981-09-24
Filing date: 1981-09-24
Publication date: 1984-04-16

Description

(⁵⁴) Zapojení zdroje šesti fázového kvasisinusového referenčního napětí s řiditelnou frekvencí( ⁵⁴ ) Connection of a six-phase quasi-sinusoidal frequency-controlled reference voltage source

Vynález řeší zapojení zdroje šesti fázového kvasisinusového referenčního napětí s měnitelnou frekvencí, jako zdroje referenčních napětí pro cyklokonvertory - přímé měniče frekvence, určené k napájení třífázových indukčních motorů a řízení jejich otáček.The invention solves the connection of a source of six phase quasi-sinusoidal reference voltage with variable frequency, as a reference voltage source for cycloconverters - direct frequency converters, intended to supply three-phase induction motors and control their speed.

Mají-li být plynule měněny otáčky indukčních motorů, je nezbytné aby byly napájeny ne přímo ze sítě, ale přes měniče frekvence, např. cyklokonvertory. Tyto měniče mění sííovou frekvenci přímou přeměnou na frekvenci nižší než je frekvence sítová. K tomuto účelu bývají cyklokonvertory vybaveny referenčním zdrojem třífázového, příp. šesti fázového signálu, jehož frekvence je nastavitélná a odpovídá výstupní frekvenci cyklokonvertorů. Důležitou podmínkou těchto zdrojů je, že musí dávat trojici referenčních napětí vzájemně posunutých o 120°. Toto posunutí musí být konstantní bez ohledu na změnu či nastavení řídicí frekvence. Dodržení této podmínky je dosti obtížné a bývá řešeno poměrně složitými generátory funkcí s neméně složitými synchronizačními obvody, mají-li být výstupní referenční napětí alespoň přibližně sinusové. Pro některé cyklokonveřtory menších výkonů bývají proto referenční zdroje signálů nikoliv se sinusovými ale obdélníkovými průběhy. V takovýchto případech jsou zdroje realizovány číslicovým způsobem, dělením základní řízené frekvence. Tím se dá získat přesné fázové posunutí jednotlivých napětí, ale nevýhodou je nesinusový průběh výstupních napětí, a tím i napětí cyklokonvertorů. Z toho plyne horši pracovní režim napájených motorů.If the speed of the induction motors is to be varied continuously, it is essential that they are supplied not directly from the mains, but via frequency converters, eg cyclo-converters. These inverters convert the line frequency by direct conversion to a frequency lower than the line frequency. For this purpose, the cyclo-converters are equipped with a three-phase reference source. Six-phase signal whose frequency is adjustable and corresponds to the output frequency of the cycloconverters. An important condition of these sources is that they must give three reference voltages offset by 120 °. This offset must be constant regardless of the change or setting of the control frequency. Compliance with this condition is rather difficult and is solved by relatively complex function generators with no less complex synchronization circuits if the output reference voltage is to be at least approximately sinusoidal. For some low power cyclo-convectors, therefore, the reference signal sources are not sinusoidal but rectangular waveforms. In such cases, the resources are realized numerically by dividing the base controlled frequency. This provides an accurate phase shift of the individual voltages, but the disadvantage is the non-sinusoidal waveform of the output voltages and hence the cyclo-converter voltage. This results in a worse working mode of powered motors.

226 883226 883

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení zdroje šesti fázového kvasisinusového referenčního napětí s řiditelnou frekvencí podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že k výstupu převodníku napětí frekvence je připojen dělič frekvence s dekodérem, mezi jehož každý výstup a každý fázový výstup zdroje, připojený přes fázový odpor k zemi, jsou zapojeny přes spínací diody dělící odpory.These disadvantages are overcome by the wiring of a six-phase quasi-sinusoidal frequency-controlled reference voltage source according to the invention, characterized in that a frequency divider with a decoder is connected to the output of the frequency voltage converter, between each output and each phase output of the source connected via a phase resistor. are connected via switching diodes dividing resistors.

Podstatou vynálezu je tedy zdroj krokového obdélníkového napětí s volitelnou frekvencí kroků, jenž současně také ovládá spínáni odporových děličů svého výstupního napětí.Accordingly, the present invention provides a step rectangular voltage source with selectable step frequency, which also controls the switching of the resistive divider of its output voltage.

Příkladné provedení zapojení zdroje šesti fázového kvasisinusového referenčního napětí s řiditelnou frekvencí podle vynálezu je déle schematicky znázorněno na výkresu.An exemplary embodiment of a six-phase quasi-sinusoidal frequency-controlled reference voltage source according to the invention is shown schematically in the drawing.

K řiditelnému převodníku 11 napětí - frekvence je připojen dělič frekvence 12 s dekodérem. Mezi každý ze šesti výstupů 1-6, dekodéru a každý z fázových výstupů 13 jsou připojeny přes spínací diody 15 dělící odpory 16. K· fázovým výstupům 13 jsou připojeny také pracovní fázové odpory 14.A frequency divider 12 with a decoder is connected to a controllable voltage-to-frequency converter 11. Between each of the six outputs 1-6, the decoder and each of the phase outputs 13 are connected via switching diodes 15 dividing the resistors 16. The phase outputs 13 are also connected with the working phase resistors 14.

Zdřoj podle tohoto zapojení pracuje následovně: převodník 11 napětí - frekvence dává podle napětí na svém řídicím vstupu, na svém výstupu základní, šestinásobně vyšší frekvenci, než je výstupní frekvence jednotlivých fázových napětí. Tato frekvence je v děliči frekvence 12 a dekodérem podělena šesti a převedena na řadu obdélníkových impulsů, které se postupně, v délce trvání základní frekvence, objevují na jednotlivých výstupech 1 až 6 dekodéru. Tato obdélníková, v tomto případě kladné napětí pak uvedou do vodivého stavu vždy jednu šestici spínacích diod 15 , které jsou připojeny ke vstupu,fta němž je právě napělový impuls. Tím se připojí ke každému fázovému výstupu 13 jeden z dělicích odporů 16, připojených právě k těmto vodivým diodám. Připojené dělicí odpory 16 vytvoří spolu s fázovými odpory 14, připojenými ke vstupům 13. odporové děliče, takže napětí na jednotlivých fázových výstupech 13 se pak rovnají odporovým poměrům odporů 16, 14. Jsou-li dělicí odpory 16 vůči fázovým odporům 14 stanoveny tak, aby jejich vzájemný poměr odpovídal okamžitým vzájemným napětím šesti fázového systému, přičemž vždy při objevení se napětového impulsu na dalším výstupu dekodéru odpovídá opět napětí šesti fázového systému opožděnému o 60°, pak bude zdroj na nových fázových výstupech 13 dávat schodové napětí, sledující průběhy Šesti, fázových sinusových napětí. Modulace takto získaného systému kvasisinusových šesti fázových napětí je tvarována v šesti úrovních. Tento zdroj je tedy pro cyklokonvertory podstatně výhodnější než zdroj s napětími obdélníkovými a přitom je zapojení poměrně jednoduché.The source according to this circuit works as follows: The voltage-to-frequency converter 11, according to the voltage at its control input, at its output, provides a fundamental six times higher than the output frequency of the individual phase voltages. This frequency is divided by six in the frequency divider 12 by the decoder and converted into a series of rectangular pulses, which gradually, over the duration of the fundamental frequency, appear at the individual outputs of 1 to 6 decoders. This rectangular, in this case positive voltage, then conducts one six switching diodes 15, which are connected to the input, which is the voltage pulse. Thus, one of the separation resistors 16 connected to these conducting diodes is connected to each phase output 13. The connected separation resistors 16 form, together with the phase resistors 14 connected to the inputs 13 of the resistive divider, so that the voltages at the individual phase outputs 13 are equal to the resistive ratios of the resistors 16, 14. their mutual ratio corresponded to the instantaneous mutual voltages of the six-phase system, each time the voltage pulse on the next output of the decoder shows the voltage of the six-phase system again delayed by 60 °, then the source on the new phase outputs 13 sinusoidal voltages. The modulation of the thus obtained system of six-phase six-phase voltages is shaped in six levels. This source is therefore much more advantageous for cyclo converters than a source with rectangular voltages, while the connection is relatively simple.

Je samozřejmé, že zdroj na tomto principu je možno provést i s dokonalejším, například dvanácti stupňovým tvarováním, zvýší-li se dvojnásobně základní frekvence převodníku 11 frekvence napětí, počet výstupů děliče 12 frekvence s dekodérem na 12, jakož i počet spínacích diod 15 a dělících odporů 16. Počet těchto prvků může být volen podle požadované dokonalosti výstupních napětí a počtu výstupních fází v násobcích 0,5j 1; 2;It goes without saying that a power source based on this principle can also be made with improved, for example twelve-step shaping, if the base frequency of the voltage frequency converter 11 is doubled, the number of frequency divider outputs 12 is decremented to 12, 16. The number of these elements can be selected according to the desired output voltage excellence and the number of output phases in multiples of 0.5 µl; 2;

3; .... výstupních fází. Je také zřejmé, že s tímto principem může být dosaženo i jiných časových průběhů napětí než sinusových v různých počtech fází. Záleží to pouze na před33; .... output phases. It is also evident that with this principle other voltage waveforms than sinusoidal in different number of phases can be achieved. It only depends on the pred3

226 883 volbě hodnot spínacích odporů 16, počtu spínacích diod 15 a počtu výstupů dekodéru 1 - 6226 883 selection of switching resistor values 16, number of switching diodes 15 and number of decoder outputs 1 - 6

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

Connection of a six-phase quasi-sinusoidal frequency-controlled reference voltage source, characterized in that a frequency divider (12) with a decoder is connected to the output of the frequency voltage converter (11) between each output (1 to 6) and each phase output (13) of the source connected to the ground terminal via a phase resistor (14), the resistors (16) are connected via switching diodes (15).