RU2025032C1 - Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive - Google Patents

Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive Download PDF

Info

Publication number
RU2025032C1
RU2025032C1 SU4951146A RU2025032C1 RU 2025032 C1 RU2025032 C1 RU 2025032C1 SU 4951146 A SU4951146 A SU 4951146A RU 2025032 C1 RU2025032 C1 RU 2025032C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
converter
frequency
duration
clock
control
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Игоревич Олещук
Original Assignee
Институт энергетики АН Молдовы
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт энергетики АН Молдовы filed Critical Институт энергетики АН Молдовы
Priority to SU4951146 priority Critical patent/RU2025032C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2025032C1 publication Critical patent/RU2025032C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: method of control lies in successive formation of controlling signals with 60 degrees shift and in their sending to valves of three-phase bridge circuit of converter. Modulating control signals are formed in this case in centers of control half-periods, within intervals of 60 degrees durations in centers of corresponding clock subintervals. Value of output voltage is controlled by change of their durations. Duration of clock subintervals varies in function of frequency over bigger part of range (over 4/5 of entire range) by piecewise function with two reference points specified by corresponding coefficients characterizing mode of control. Additional modulating control signals of twelve degree durations are formed in centers of clock intervals. In process of control continuous change of durations of main and modulating control signals which are formed by one of boundaries of each of two 24-degree sections of clock pulses is performed. EFFECT: increased precision and efficiency of control. 2 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к силовой электронике и может быть использовано при разработке преобразователей на базе трехфазных автономных инверторов напряжения, предназначенных для питания систем асинхронного частотно-регулируемого электропривода. The invention relates to power electronics and can be used in the development of converters based on three-phase autonomous voltage inverters designed to power asynchronous frequency-controlled electric drive systems.

Известны способы управления трехфазными преобразователями для электропривода, базирующиеся на поэтапном изменении количества импульсов в полуволне выходного напряжения, причем указанное изменение числа импульсов происходит дискретно, что приводит к нежелательным броскам тока в силовых цепях преобразователя в моменты дискретного переключения [1 и 2]. Known methods for controlling three-phase converters for an electric drive, based on a phased change in the number of pulses in the half-wave of the output voltage, and the specified change in the number of pulses occurs discretely, which leads to undesirable inrush currents in the power circuits of the converter at the time of discrete switching [1 and 2].

Известен также способ гибкого нелинейного управления широкорегулируемыми преобразователями, при котором благодаря специальной нелинейной модуляции продолжительностей основных и модулирующих сигналов управления, формируемых в тактовых точках, обеспечивается плавный безударный переход от одной формы выходного сигнала к другой [3]. Средняя частота коммутации вентилей преобразователя при этом постоянна, на всем диапазоне регулирования обеспечивается постоянство отношения величины напряжения к частоте. There is also known a method of flexible nonlinear control of wide-adjustable converters, in which, thanks to special nonlinear modulation of the durations of the main and modulating control signals generated at the clock points, a smooth, unshocked transition from one form of the output signal to another is provided [3]. In this case, the average switching frequency of the converter valves is constant; over the entire control range, the ratio of voltage to frequency is constant.

Однако в спектре выходного напряжения преобразователя на всем диапазоне регулирования присутствует порой значительная по амплитуде пятая гармоническая составляющая, негативно влияющая на характера протекания процессов в системе регулируемого электропривода и создающая, в частности, значительный по величине тормозной момент асинхронному короткозамкнутому электродвигателю, входящему в состав таких систем, что особенно нежелательно в зоне пониженных частот, где двигатель наиболее чувствителен к влиянию таких, факторов. Известно также, что для повышения надежности осуществления режима пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный двигатель, закон управления в кратковременном пусковом режиме должен отличаться от базового закона управления с U/F=const. However, in the output voltage spectrum of the converter over the entire control range, there is sometimes a significant fifth harmonic component in amplitude, which negatively affects the nature of the processes in the controlled electric drive system and, in particular, creates a braking torque that is significant in magnitude as an asynchronous short-circuited electric motor, which is part of such systems, which is especially undesirable in the zone of low frequencies, where the engine is most sensitive to the influence of such factors. It is also known that in order to increase the reliability of the start-up mode of a converter loaded on an induction motor, the control law in the short-term starting mode should differ from the basic control law with U / F = const.

Целью изобретения является улучшение на всем диапазоне управления гармонического состава выходного напряжения преобразователя, а также динамиками системы в пусковом режиме и в диапазоне пониженных выходных частот, достигаемое за счет изменения на начальной частоте Fо в К раз, а на частототе LFо в М раз продолжительности тактовых подинтервалов и соответствующего этому увеличению количества импульсов в полуволне выходной кривой, а также повышение надежности осуществления процесса пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный двигатель.The aim of the invention is to improve the entire control range of the harmonic composition of the output voltage of the converter, as well as the system speakers in the starting mode and in the range of low output frequencies, achieved by changing at the initial frequency F about K times, and at a frequency LF about M times clock sub-intervals and the corresponding increase in the number of pulses in the half-wave of the output curve, as well as improving the reliability of the start-up process of the converter loaded on asynchronous motors gatel.

Поставленная цель достигается тем, что при управлении по указанному способу, обеспечивающему N-кратное, начиная с частоты Fо, связанное регулирование выходных частоты и напряжения преобразователя, заключающемся в том, что основные вентили разных фаз и групп преобразователя периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл. град. в последовательности +А,-С,+В,-А,+С,-В, при этом для каждого вентиля в течение одного полупериода от 0 до 180 эл.град. формируют интервал проводимости вентиля, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град формируют интервал закрытого состояния вентиля, на центральных внутри полупериодов тактовых интервалах от 60 до 120 и от 240 до 300 эл.град. формируют модулирующие сигналы управления, разноименные с соответствующим полупериодом управления, число которых последовательно уменьшается с ростом выходной частоты преобразователя F, причем генерированные указанных модулирующих сигналов производят в серединах тактовых подинтервалов с длительностью τ , формирование каждого i-го, считая от опорных точек внутри тактовых интервалов и до тактовых точек, модулирующего сигнала упpавления осуществляют при изменении выходной частоты преобразователя от Fо до граничной частоты F i I, при этом в номинальном режиме работы на поддиопазонах выходных частот, при которых Fi ll ≥F>Fi+1 l ( Fi l>Fi ll>Fi+1 l), продолжительность λ всех модулирующих сигналов управления равна между собой, а на частотных поддиапазонах, на которых Fi l≥F>Fi ll, наряду с основным массивом модулирующих сигналов управления с продолжительностью λ в отмеченных тактовых точках формируют тактовый модулирующий сигнал с длительностью λ′, в диапазоне выходных частот FоN0,8NFо в центрах указанных тактовых интервалов формируют центральные модулирующие сигналы управления с продолжительностью, равной 1/30 F (12 эл.град.), в качестве указанных опорных точек выбирают симметричные друг другу относительно середин тактовых интервалов границы боковых 24-градусных, отрезков, а в качестве тактовых точек - другие границы отрезков, синхронизируют упомянутые опорные точки с соответствующими границами соответствующих тактовых подинтервалов, в диапазоне выходных частот преобразователя FоNLFо продолжительность τ тактовых подинтервалов принимают равной
τ =

Figure 00000001
в диапазоне выходных частот преобразователя LFoN0,8NFо продолжительность τ определяют как
τ =
Figure 00000002
в пусковом режиме работы, при 2Fо>F≥Fо, значения упомянутых граничных частот, переходных от одного поддиапазона управления к другому, определяют соответственно как
Figure 00000003

Figure 00000004

в этом режиме λ = τ _
Figure 00000005
, при F
Figure 00000006
≥ F > F
Figure 00000007
λ′= 1/15F-(i-1)τ _
Figure 00000008
, а в номинальном режиме работы преобразователя при LFо≥F > 2Fо значения граничных частот Fi II и Fi I находят соответственно как
Figure 00000009

Figure 00000010
при 0,8NFо≥F>LFо значения частот Fi II и Fi I находят соответственно как
Figure 00000011

Figure 00000012
при этом на диапазоне номинального режима работы преобразователя до частоты 0,8NFо при Fi I≥F>F i II
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018

λ′=1/15F-(i-1)τ-1/12(2i-1)FoN , при
F
Figure 00000019
≥ F > F
Figure 00000020
λ =
Figure 00000021
-
Figure 00000022
а когда NFо>F≥0,8NFо λ =1/6-1/6FоN.This goal is achieved by the fact that when controlling according to the specified method, providing N-fold, starting from frequency F о , the associated regulation of the output frequency and voltage of the converter, which consists in the fact that the main valves of different phases and groups of the converter periodically turn on and off with mutual phase a shift of 60 email. hail. in the sequence + A, -C, + B, -A, + C, -B, and for each valve within one half-period from 0 to 180 electric degrees. form the interval of the conductivity of the valve, during another half-cycle from 180 to 360 el. degrees form the interval of the closed state of the valve, on the central clock cycles within the half-periods from 60 to 120 and from 240 to 300 el. they form modulating control signals, which are opposite to the corresponding control half-cycle, the number of which decreases successively with increasing output frequency of the converter F, and the generated modulating signals are generated in the middle of the clock subintervals of duration τ, the formation of each i-th one, counting from the reference points inside the clock intervals and to clock points, the modulating control signal is carried out when changing the output frequency of the Converter from F about to the cutoff frequency F i I , while m in the nominal operating mode on the sub-ranges of the output frequencies at which F i ll ≥F> F i + 1 l (F i l > F i ll > F i + 1 l ), the duration λ of all modulating control signals is equal to each other, and on the frequency subbands on which F i l ≥ F> F i ll , along with the main array of modulating control signals with a duration of λ, a clock modulating signal with a duration of λ ′ is formed in the marked clock points in the output frequency range F о N0.8NF о в the centers of the indicated clock intervals form the central modulating control signals with For a duration equal to 1/30 F (12 electric degrees), as the indicated reference points, we choose symmetrical to each other with respect to the midpoints of the clock intervals the borders of the lateral 24-degree segments, and as the clock points, other borders of the segments, synchronize the mentioned reference points with the corresponding boundaries of the corresponding clock sub-intervals, in the output frequency range of the converter F about NLF about the duration τ of the clock sub-intervals is taken equal
τ =
Figure 00000001
in the output frequency range of the Converter LF o N0.8NF about the duration τ is determined as
τ =
Figure 00000002
in the starting operation mode, at 2F о > F≥F о , the values of the mentioned boundary frequencies transient from one control sub-band to another are determined respectively as
Figure 00000003

Figure 00000004

in this mode, λ = τ _
Figure 00000005
at F
Figure 00000006
≥ F> F
Figure 00000007
λ ′ = 1 / 15F- (i-1) τ _
Figure 00000008
, and in the nominal operating mode of the converter with LF о ≥F> 2F о the values of the boundary frequencies F i II and F i I are found respectively as
Figure 00000009

Figure 00000010
at 0.8 NF о ≥F> LF о , the frequencies F i II and F i I are found respectively as
Figure 00000011

Figure 00000012
while on the range of the nominal operating mode of the converter to a frequency of 0.8NF about for F i I ≥F> F i II
Figure 00000013
Figure 00000014
Figure 00000015
Figure 00000016
Figure 00000017
Figure 00000018

λ ′ = 1 / 15F- (i-1) τ-1/12 (2i-1) F o N, at
F
Figure 00000019
≥ F> F
Figure 00000020
λ =
Figure 00000021
-
Figure 00000022
and when NF о > F≥0.8NF о λ = 1 / 6-1 / 6F о N.

На фиг.1 приведена схема основных соединений силовых цепей тиристорного преобразователя напряжения, выполненного на базе полностью управляемых тиристоров, нагруженного на асинхронный электродвигатель (АД); на фиг.2 - регулировочная характеристика преобразователя и кривая изменения относительной продолжительности тактовых подинтервалов; на фиг.3 - временные диаграммы, иллюстрирующие опорные варианты формирования управляющих сигналов на вентили инвертора; на фиг.4 - блок-схема системы управления преобразователем. Figure 1 shows a diagram of the main connections of the power circuits of a thyristor voltage converter, made on the basis of fully controllable thyristors, loaded on an asynchronous electric motor (HELL); figure 2 - adjustment characteristic of the Converter and the curve of the change in the relative duration of the clock sub-intervals; figure 3 is a timing diagram illustrating the reference options for the formation of control signals to the inverter valves; figure 4 is a block diagram of a control system of the Converter.

Временные диаграммы, построенные на фиг.3, иллюстрируют три базовых алгоритма формирования управляющих сигналов на вентили преобразователя в процессе регулирования, а также соответствующие им кривые линейного выходного напряжения UАВ. Приведенные здесь управляющие сигналы Uyпоступают на находящийся в положительном проводящем полупериоде управления вентиль +А катодной группы трехфазной мостовой схемы преобразователя, при этом положительная величина Uy (основной сигнал управления) соответствует проводящему состоянию вентиля, а нулевое значение Uy (модулирующий сигнал управления) - закрытому состоянию (следует помнить, что вентили являются полностью управляемыми). Формирование разноименных с соответствующим полупериодом управления модулирующих сигналов управления с продолжительностями λиλ′ , задающими величину выходного напряжения преобразователя, на всем диапазоне регулирования FоNNFо осуществляется при этом внутри средних на полупериодах тактовых интервалах (60-120 и 240-300 эл.град.) в центрах тактовых подинтервалов, показанных на фиг.3 тонкими дугами снизу, имеющих продолжительность τ, зависящую внутри частотного диапазона FоN0,8NFо от значений выходной частоты F и определяемую в диапазоне выходных частот преобразователя FоNLFо как
τ =

Figure 00000023
а в диапазоне выходных частот преобразователя LFоN0,8NFопродолжительность τ определяют как
τ =
Figure 00000024
(см. построенные на фиг.2 кривые зависимости изменения относительной продолжительности τ*=τ/τm от частоты F применительно к величине диапазона регулирования N=10 и значениям упомянутых коэффициентов К= 0,5, L=5 и М=0,25). При этом на частоте 0,8 NFо конечная величина продолжительности τ определяется для всех режимов (при любом N) как τ= 0,4/6NFо, соответственно для анализируемого режима на начальной частоте Fо τ= 0,5/6NFо, а на частоте LFо (5Fо) τ=0,25/6NFо(продолжительность тактовых подинтервалов при рассматриваемом способе управления изменяется по двум линейным зависимостям (фиг. 2), границей перехода от одной зависимости к другой при этом является частота LFо).The timing diagrams constructed in Fig. 3 illustrate three basic algorithms for generating control signals to the converter valves during regulation, as well as the corresponding curves of the linear output voltage U AB . The control signals U y shown here are applied to the gate + A of the cathode group of the three-phase bridge converter circuit located in the positive conducting half-cycle of control, and the positive value U y (main control signal) corresponds to the conducting state of the valve, and the zero value U y (modulating control signal) - closed state (remember that the valves are fully controllable). The formation of control signals opposite to the corresponding control half-cycle with durations λ and λ ′ that specify the value of the converter output voltage over the entire control range F о NNF о is carried out in this case within the clock cycle intervals average at half-periods (60-120 and 240-300 electric degrees). in the centers of the clock sub-intervals shown in Fig. 3 by thin arcs from below, having a duration τ, which depends on the values of the output frequency F within the frequency range F о N0.8NF о and is determined in the output frequency range frequency converter F about NLF about how
τ =
Figure 00000023
and in the output frequency range of the converter LF about N0.8NF about the duration τ is determined as
τ =
Figure 00000024
(see the curves of the dependence of the change in the relative duration τ * = τ / τ m on the frequency F constructed in Fig. 2 as applied to the size of the control range N = 10 and the values of the mentioned coefficients K = 0.5, L = 5, and M = 0.25 ) Moreover, at a frequency of 0.8 NFо, the final value of the duration τ is determined for all modes (for any N) as τ = 0.4 / 6NF о , respectively, for the analyzed mode at the initial frequency F о τ = 0.5 / 6NF о , and at the frequency LF о (5F о ) τ = 0.25 / 6NF о (the duration of the clock sub-intervals for the control method under consideration varies according to two linear dependencies (Fig. 2), the border of the transition from one dependence to the other is the frequency LF о ).

Важной особенностью рассматриваемого алгоритма формирования управляющих сигналов на вентили преобразователя является тот факт, что на всем диапазоне регулирования в середине каждого из упомянутых 60-градусных интервалов формируется центральный модулирующий сигнал, причем на большей части диапазона регулирования, в зоне FоN0,8NFо, продолжительность этого сигнала находится как 1/30F (12 эл. град.), а в зоне повышенных частот 0,8NFоNNFо указанная величина находится как λ=1/6F-1/6NFо. Формирование основного массива модулирующих сигналов управления производится в этом случае внутри крайних на тактовых интервалах отрезков 24-градусных продолжительностей. При этом внутри тактовых интервалов в зоне Fо-0,8NFо на каждой половине тактового интервала, как показано на фиг.3, соответствующие границы крайних внутри боковых 24-градусных отрезков тактовых подинтервалов синхронизируются с соответствующими границами (в данном случае с ближними к середине тактовых интервалов границами) указанных отрезков. Возможен также другой полностью аналогичный вариант управления, при котором границы тактовых подинтервалов синхронизируются с другими, дальними от центров тактовых интервалов, границами указанных отрезков, при этом полностью сохраняются в силе все соотношения, характеризующие режим формирования управляющих сигналов.An important feature of the considered algorithm for generating control signals to the converter valves is the fact that a central modulating signal is generated in the middle of each of the mentioned 60-degree intervals over the entire control range, and over most of the control range, in the zone F о N0.8NF о , the duration this signal is found as 1 / 30F (12 electric degrees), and in the increased frequency zone 0.8NF о NNF о the indicated value is found as λ = 1 / 6F-1 / 6NF о . In this case, the formation of the main array of modulating control signals is performed inside the 24-degree duration extreme segments at the clock intervals. Moreover, inside the clock intervals in the zone F о -0.8NF о on each half of the clock interval, as shown in Fig. 3, the corresponding boundaries of the extremes inside the lateral 24-degree segments of the clock intervals are synchronized with the corresponding boundaries (in this case, with the nearest to the middle time intervals by borders) of the indicated segments. Another completely similar control option is also possible, in which the boundaries of the clock sub-intervals are synchronized with other, distant from the centers of the clock intervals, the boundaries of the indicated segments, while all relations characterizing the mode of formation of control signals are fully preserved.

Величины предварительно задаваемых упомянутых выше в выражениях для определения продолжительности тактовых подинтервалов коэффициентов К и М, принимающих значения от нуля до единицы, а также значения коэффициента L(0,8N>L>1), являются весьма важными параметрами рассматриваемого режима управления. Так, значение коэффициента К характеризует собой степень изменения продолжительности тактовых подинтервалов на начальной выходной частоте преобразователя Fо по сравнению с продолжительностью тактового интервала 1/6F=60 эл.град., наблюдаемой в верхней точке частотного диапазона, на частоте NFo , на которой полуволна выходного напряжения формируется из одного импульса. При этом чем меньше абсолютное значение коэффициента К, тем короче на начальной выходной частоте продолжительность тактовых подинтервалов и тем больше количество модулирующих сигналов внутри тактовых интервалов, тем из большего числа импульсов формируется на начальной выходной частоте полуволна выходного напряжения преобразователя. Общее начальное число модулирующих сигналов (без центрального) внутри тактовых интервалов при этом определяется из выражения 0,8N/К, т.е., например, при N=10 и К=0,5 на начальной частоте внутри тактовых интервалов будет формироваться по шестнадцати модулирующих сигналов управления. В случае, когда указанное частное от деления является дробной величиной, начальное количество модулирующих сигналов управления находится округлением в большую сторону. Конкретное значение параметра К должно задаваться, исходя в первую очередь из требований к динамическим свойствам преобразовательной системы и к гармоническому составу ее выходного напряжения в области пусковых выходных частот, руководствуясь тем правилом, что большее число импульсов в выходной полуволне на начальной частоте (меньшее К) способствует улучшению гармонического состава выходного напряжения и динамических свойств системы.The values of the preset expressions mentioned above in the expressions for determining the duration of the clock intervals of the coefficients K and M, taking values from zero to unity, as well as the values of the coefficient L (0.8N>L> 1), are very important parameters of the control mode under consideration. So, the value of the coefficient K characterizes the degree of change in the duration of the clock sub-intervals at the initial output frequency of the converter F о compared with the duration of the clock interval 1 / 6F = 60 electric degrees observed at the upper point of the frequency range, at the frequency NF o , at which the half-wave output voltage is formed from a single pulse. Moreover, the smaller the absolute value of the coefficient K, the shorter the duration of the clock sub-intervals at the initial output frequency and the greater the number of modulating signals within the clock intervals, the more pulses a half-wave of the converter output voltage is generated at the initial output frequency. The total initial number of modulating signals (without a central one) inside the clock intervals is determined from the expression 0.8N / K, i.e., for example, at N = 10 and K = 0.5, sixteen will be formed at the initial frequency inside the clock intervals modulating control signals. In the case where the specified quotient is a fractional value, the initial number of modulating control signals is rounded up. The specific value of the parameter K should be set, proceeding primarily from the requirements for the dynamic properties of the converter system and the harmonic composition of its output voltage in the region of the starting output frequencies, guided by the rule that a larger number of pulses in the output half-wave at the initial frequency (lower K) contributes to improving the harmonic composition of the output voltage and the dynamic properties of the system.

Важными параметрами режима управления, характеризующими работу системы в средней части частотного диапазона, являются коэффициенты М и L. Заданием требуемого значения L выбирается точка (зона) диапазона регулирования, в которой необходимо обеспечить требуемую частоту коммутации вентилей и соответствующий гармонический состав выходного напряжения, что задается соответствующим значением упомянутого коэффициента М. При этом наиболее целесообразно производить выбор близких к оптимальному значений коэффициентов L и М для той части диапазона регулирования, в которой система электропривода с преобразователем частоты в качестве исполнительного органа функционирует наиболее продолжительно. The important parameters of the control mode, characterizing the operation of the system in the middle part of the frequency range, are the coefficients M and L. Setting the required value of L selects the point (zone) of the control range at which it is necessary to provide the required switching frequency of the valves and the corresponding harmonic composition of the output voltage, which is set by the corresponding the value of the mentioned coefficient M. In this case, it is most expedient to select values of the coefficients L and M close to optimal for that part of the range it regulation, wherein with a frequency converter motor drive system as an executive authority functions most long lasting.

Процесс регулирования частоты выходного сигнала преобразователя как в пусковом, так и в номинальном режимах работы базируется в рассматриваемом случае, как показано стрелками на фиг.3,а,б, на постоянной поэтапной вариации длительностей основных и модулирующих сигналов управления, формируемых в тактовых точках, соответствующих границам 24-градусных отрезков, противоположным границам отрезков, в которых осуществляется синхронизация с границами соответствующих тактовых подинтервалов. Отмеченный принцип формирования управляющих сигналов, существенной особенностью которого является непрерывное отождествление (кодирование) продолжительностей формируемых в тактовых точках основных и модулирующих управляющих сигналов с длительностью основного массива сигналов, за счет чего осуществляется плавный безударный переход от одного поддиапазона управления к другом, может быть поэтому определен как широтно-кодовый. Ввиду того, что на начальной (пусковой) частоте выбор продолжительности тактовых подинтервалов, задаваемых величиной коэффициента К, может осуществляться произвольно, и поэтому соответственно произвольным может быть начальное число модулирующих сигналов и количество выходных импульсов в полуволне выходного напряжения, рассматриваемый способ формирования управляющих сигналов на вентили преобразователя может быть определен как асинхронный. The process of regulating the frequency of the converter output signal both in the starting and in the nominal operating modes is based in this case, as shown by the arrows in Fig. 3, a, b, on a constant stepwise variation of the durations of the main and modulating control signals generated at the clock points corresponding to the boundaries of 24-degree segments, opposite the boundaries of the segments in which synchronization with the boundaries of the corresponding clock sub-intervals is performed. The noted principle of generating control signals, an essential feature of which is the continuous identification (coding) of the durations of the main and modulating control signals generated at the clock points with the duration of the main signal array, due to which a smooth, unshocked transition from one control subband to another can be defined, can be defined as latitude code. Due to the fact that at the initial (starting) frequency, the choice of the duration of the clock sub-intervals specified by the value of the coefficient K can be arbitrary, and therefore, accordingly, the initial number of modulating signals and the number of output pulses in the half-wave of the output voltage can be arbitrary, the considered method of generating control signals to the valves a converter can be defined as asynchronous.

Внутри поддиапазонов регулирования, на которых, как показано на фиг.3, а, в отмеченных тактовых точках формируютля основные сигналы управления, регулирование величины выходного напряжения осуществляется путем изменения продолжительностей λ модулирующих сигналов по определенным зависимостям. На поддиапазонах, на которых, как показано на фиг.3,б, в тактовых точках формируются модулирующие сигналы управления с варьируемой длительностью λ′ , продолжительностью λ остальных модулирующих сигналов находится в соответствии с другими функциональными зависимостями. Граничные значения частот Fi I и Fi II, переходных от одного поддиапазона регулирования к другому, определяются при этом через соответствующие параметры режима управления.Inside the control sub-ranges, on which, as shown in Fig. 3, a, at the marked clock points, the main control signals are generated, the output voltage is regulated by changing the durations λ of the modulating signals according to certain dependencies. On the subbands on which, as shown in Fig. 3b, modulating control signals with a variable duration λ ′ are formed at the clock points, the duration λ of the remaining modulating signals is in accordance with other functional dependencies. The boundary values of the frequencies F i I and F i II , transitional from one control sub-band to another, are determined through the corresponding parameters of the control mode.

Известно, что одним из наиболее экономичных и часто применяемых в номинальных режимах работы законов управления преобразователями для систем частотно-регулируемого асинхронного электропривода является управление по закону постоянства отношения величины напряжения к частоте, при котором, как показано на фиг. 2 для частотного диапазона номинального регулирования 2FоNNFо=10Fо, величина напряжения растет прямо пропорционально с увеличением выходной частоты преобразователя. Известно также, что в кратковременном пусковом режиме работы преобразователя, нагруженного на асинхронный электродвигатель, относительная величина напряжения должна быть существенно повышена по сравнению с номинальным режимом, в этом случае в диапазоне пусковых частот целесообразно поддерживать величину напряжения повышенной и постоянной, а в качестве верхней границы диапазона пусковых частот принимать частоту, равную удвоенной начальной частоте Fо (см. диапазон FоN2Fо на фиг.2).It is known that one of the most economical and often applied in nominal operation modes laws of control of converters for systems of a frequency-controlled asynchronous electric drive is control according to the law of constancy of the ratio of voltage to frequency at which, as shown in FIG. 2 for the frequency range of the nominal regulation 2F о NNF о = 10F о , the voltage increases in direct proportion with the increase in the output frequency of the converter. It is also known that in a short-time starting mode of operation of a converter loaded on an induction motor, the relative voltage value should be significantly increased compared to the nominal mode, in this case it is advisable to maintain the voltage value increased and constant in the starting frequency range, and as the upper limit of the range starting frequencies take a frequency equal to twice the initial frequency F about (see the range F about N2F about figure 2).

Таким образом, в пусковом режиме работы преобразователя, в диапазоне частот FоN2Fо, упомянутые значения граничных частот и параметров управляющих сигналов, через которые реализуется требуемый закон управления, должны быть определены как

Figure 00000025

Figure 00000026
в этом режиме на всей зоне 2Fo≥ F > Fo λ = τ _
Figure 00000027
. при F
Figure 00000028
≥ F > F
Figure 00000029
:λ′= 1/15F-(i-1) τ -
Figure 00000030

В номинальном режиме работы прелбразователя при LFо≥F>2Fо значения граничных частот Fi II и Fi I находят соответственно как
Figure 00000031

Figure 00000032
при 0,8NFо≥F>LFо значения частот Fi II и Fi I находят соответственно как
Figure 00000033

Figure 00000034
При этом на диапазоне номинального режима работы преобразователя до частоты 0,8NFо при Fi I≥F>Fi II ,
λ = τ -
Figure 00000035
,
λ′=1/15F-(i-1)τ-1/12(2i-1)FoN, при
F
Figure 00000036
≥ F > F
Figure 00000037
λ =
Figure 00000038
Figure 00000039
-
Figure 00000040
, а когда NFо> F≥0,8NFо λ=1/6F-1/6FоN.Thus, in the starting mode of operation of the converter, in the frequency range F о N2F о , the mentioned values of the boundary frequencies and parameters of the control signals through which the required control law is realized should be defined as
Figure 00000025

Figure 00000026
in this mode, over the entire zone 2F o ≥ F> F o λ = τ _
Figure 00000027
. at F
Figure 00000028
≥ F> F
Figure 00000029
: λ ′ = 1 / 15F- (i-1) τ -
Figure 00000030

In the nominal operating mode of the freezer with LF о ≥F> 2F о, the values of the boundary frequencies F i II and F i I are found respectively as
Figure 00000031

Figure 00000032
at 0.8 NF о ≥F> LF о , the frequencies F i II and F i I are found respectively as
Figure 00000033

Figure 00000034
Moreover, in the range of the nominal operating mode of the converter to a frequency of 0.8NF about for F i I ≥F> F i II ,
λ = τ -
Figure 00000035
,
λ ′ = 1 / 15F- (i-1) τ-1/12 (2i-1) F o N, at
F
Figure 00000036
≥ F> F
Figure 00000037
λ =
Figure 00000038
Figure 00000039
-
Figure 00000040
and when NF о > F≥0.8NF о λ = 1 / 6F-1 / 6F о N.

Во всех приведенных зависимостях параметр i характеризует количество модулирующих сигналов управления, формируемых внутри упомянутых 24-градусных отрезков. In all the given dependences, the parameter i characterizes the number of modulating control signals generated inside the mentioned 24-degree segments.

На первом, начиная с пусковой частоты Fо, поддиапазоне регулирования алгоритм формирования управляющих сигналов и начальное число управляющих модулирующих сигналов i внутри заданных отрезков должны определяться следующим образом. В первую очеpедь находится частное от деления 0,4N/К, характеризующее значение i, при этом в случае дробной величины 0,4 N/К полученное значение округляется до ближайшего целого числа в большую сторону. Исходя из полученного значения i, определяются соответствующие данным значениям i,N,К,L и М величины граничных частот Fi II и Fi I, причем определение указанных величины должно производиться по представленным выше зависимостям, описывающим пусковой режим работы преобразователя. В случае, когда найденное таким образом первое значение Fi I оказывается меньше пусковой частоты Fо, алгоритм формирования управляющих сигналов на первом поддиапазоне регулирования, в зоне Fi I>F≥Fо, должен соответствовать варианту управления при Fi I≥F>Fi (фиг.3,б), в противном случае управляющие модулирующие сигналы должны формироваться в зоне Fi II>F≥Fо по второму из упомянутых алгоритмов (фиг. 3,а). Следует еще раз отметить, что в диапазоне пусковых частот преобразователя FоN2Fо все параметры режима управления должны определяться в соответствии с соотношениями, описывающими именно пусковой режим работы.At the first, starting from the starting frequency F о , the control sub-range, the algorithm for generating control signals and the initial number of control modulating signals i inside the given segments should be determined as follows. First of all, the quotient of the 0.4N / K division characterizing the value of i is found, and in the case of a fractional value of 0.4 N / K, the resulting value is rounded up to the nearest whole number. Based on the obtained value of i, the values of the boundary frequencies F i II and F i I corresponding to these values of i, N, K, L and M are determined, and the determination of these values should be carried out according to the dependencies presented above, which describe the inverter start-up mode. In the case when the first value F i I found in this way is less than the starting frequency F o , the algorithm for generating control signals on the first control sub-band, in the zone F i I > F≥F о , must correspond to the control variant for F i I ≥F> F i (Fig. 3, b), otherwise, control modulating signals must be generated in the zone F i II > F≥F о according to the second of the mentioned algorithms (Fig. 3, a). It should be noted once again that in the starting frequency range of the converter F о N2F о, all parameters of the control mode must be determined in accordance with the relations that describe the starting mode of operation.

В соответствии со сказанным применительно к выбранному в качестве примера режиму управления с N =10, К=0,5; L=5 и М=0,25 начальное значение параметра i для анализируемого варианта определяется как i=0,4N/К=8, которое в данном конкретном случае является целым числом (в случае дробной величины частного от деления начальное i находится округлением в большую сторону). Поскольку в первой зоне управления FВ II>F≥Fо, начальный алгоритм формирования соответствует форме управляющих сигналов, приведенных на фиг.3,а, который после частоты F8 II=1,019Fо сменяется вторым опорным алгоритмом (фиг. 3, б), границей которого будет частота F8=1,144 Fо, после которой значение индекса i уменьшается на единицу (i=7). Дальнейший переход от одного поддиапазона регулирования к другому в пусковом режиме производится на частотах F7=1,198Fо, F7 I=1,371Fо, F6 II=1,444Fо, F6 II=1,718Fо, F5 II=1,836Fо. Значение следующей по порядку граничной частоты F5 I лежит выше верхней границы пускового режима (выше частоты 2Fо), поэтому дальнейшее определение Fi II и Fi I должно производиться уже по другим из приведенных зависимостей, характеpизующим номинальный режим управления применительно к диапазону частот, ограниченному сверху частотой LFо. Соответственно по другим зависимостям, начиная с частоты 2Fо, должны определяться продолжительности модулирующих сигналов управления λиλ′ . Определенные подобным образом значения следующих по порядку граничных частот в номинальном режиме работы преобразователя соответственно равны: F5 I=2,317Fо, F4 II=2,630Fо, F4 I=3,874Fо. Следующее по порядку значение граничной частоты лежит выше базового значения LFо=5Fо, поэтому, начиная с отмеченной частоты, на верхнем частотном диапазоне изменение τ и определение значений граничных частот должно осуществляться по другим, приведенным в тексте описания выше, зависимостям. Соответствующие величины верхних граничных частот, лежащих в этом поддиапазоне, равны F3 II= 5,648Fо, F3 I=6,039Fо, F2 II=7,982Fо, F2 I=7,928Fо. Начиная с последней частоты и до частоты 0,8NFо внутри каждого из 24-градусных отрезков формируется по одному модулирующему сигналу управления (i= 1) с продолжительностью λ= 1/12(0,8/F-1/FоN)= 1/12 (0,8/F-1/10Fо), уменьшающейся до нуля на частоте 0,8NFо.In accordance with the foregoing, with respect to the control mode selected as an example, with N = 10, K = 0.5; L = 5 and M = 0.25, the initial value of parameter i for the analyzed option is defined as i = 0.4N / K = 8, which in this particular case is an integer (in the case of a fractional value of the quotient from the division, the initial i is rounded to a large side). Since in the first control zone F B II > F≥F о , the initial formation algorithm corresponds to the form of control signals shown in Fig. 3, a, which after the frequency F 8 II = 1,019F о is replaced by the second reference algorithm (Fig. 3, b ), the boundary of which will be the frequency F 8 = 1,144 F о , after which the value of the index i decreases by one (i = 7). Further transition from one control sub-range to another in the starting mode is performed at frequencies F 7 = 1.198F о , F 7 I = 1.371F о , F 6 II = 1.444F о , F 6 II = 1.718F о , F 5 II = 1.836 F about . The value of the next in order boundary frequency F 5 I lies above the upper boundary of the start-up mode (above the frequency 2F о ), therefore, further determination of F i II and F i I should be made according to the other of the given dependencies that characterize the nominal control mode in relation to the frequency range, limited above the frequency of LF about . Accordingly, according to other dependences, starting from a frequency of 2F о , the durations of the modulating control signals λ and λ ′ should be determined. The similarly determined values of the following order of boundary frequencies in the nominal operating mode of the converter are respectively equal: F 5 I = 2,317F о , F 4 II = 2,630F о , F 4 I = 3,874F о. The next order value of the boundary frequency lies above the base value LF о = 5F о, therefore, starting from the marked frequency, the change in τ and determination of the values of the boundary frequencies in the upper frequency range should be carried out according to other dependencies given in the description text above. The corresponding values of the upper cutoff frequencies lying in this sub-range are F 3 II = 5,648 F about , F 3 I = 6,039 F about , F 2 II = 7,982 F about , F 2 I = 7,928F about . Starting from the last frequency and to a frequency of 0.8NF о , one modulating control signal (i = 1) with a duration of λ = 1/12 (0.8 / F-1 / F о N) = is formed inside each of the 24-degree segments. 1/12 (0.8 / F-1 / 10F about ), decreasing to zero at a frequency of 0.8NF about .

Временные диаграммы, иллюстрирующие процесс формирования сигналов управления на верхней части диапазона регулирования, когда 0,8 <NFо≅F<NFо, изображены на фиг.3,в. В этом случае в центрах тактовых интервалов формируется по одному центральному модулирующему сигналу управления с последовательно уменьшающейся длительностью, определяемой как λ=1/6F-1/6FоN. В этом режиме работы целесообразно обеспечить улучшение гармонического состава выходного напряжения (исключение из спектра пятой гармонической составляющей) путем формирования дополнительной последовательности модулирующих сигналов управления (пунктир на фиг.3,в). Указанные дополнительные сигналы формируются при зтом на крайних 30-градусных участках полупериодов управления, внутри зон 0-30, 150-180, 180-210 и 3330-360 эл. град. При этом местоположения ближних к границам полупериодов фронтов дополнительных модулирующих сигналов управления определяют соответственно как 12 и 168 и как 192 и 348 эл.град. Длительность упомянутых дополнительных сигналов управления определяетcя при этом в соответствии с зависимостью
γ =

Figure 00000041
эл.град. эл.град.Timing diagrams illustrating the process of generating control signals on the upper part of the control range when 0.8 <NF о ≅F <NF о are shown in Fig. 3, c. In this case, at the centers of the clock intervals, one central modulating control signal is generated with a successively decreasing duration, defined as λ = 1 / 6F-1 / 6F о N. In this operating mode, it is advisable to improve the harmonic composition of the output voltage (excluding the fifth harmonic from the spectrum component) by forming an additional sequence of modulating control signals (dotted line in figure 3, c). These additional signals are generated in this case at the extreme 30-degree sections of the control half-periods, inside the zones 0-30, 150-180, 180-210 and 3330-360 el. hail. In this case, the locations of the edges of the additional modulating control signals closest to the boundaries of the half-periods of the edges are determined respectively as 12 and 168 and as 192 and 348 el. Grad. The duration of these additional control signals is determined in accordance with the dependence
γ =
Figure 00000041
electric city electric city

Достаточно сложные преимущественно нелинейные зависимости, характеризующие режим проведения приемов описанного способа управления, целесообразно осуществлять при помощи современных цифровых (микропроцессорных) средств управления. На фиг. 4 представлена блок-схема системы управления преобразователем, выполненной по вертикальному принципу, базовые блоки которой строятся на цифровой основе. Ниже приводятся характеристика состава системы и принципа ее функционирования. Sufficiently complex, mainly non-linear dependencies characterizing the mode of carrying out the techniques of the described control method, it is advisable to carry out using modern digital (microprocessor) controls. In FIG. 4 is a block diagram of a converter control system made according to a vertical principle, the base blocks of which are built on a digital basis. The following are characteristics of the composition of the system and the principle of its functioning.

При помощи блока 1 задания частоты осуществляется задание требуемой выходной частоты преобразователя, на его выходе формируется сигнал U1, пропорциональной значению выходной частоты, который поступает на входы тактового генератора 2 и N/К-канального по выходу функционального преобразователя 3. Частота следования импульсов генератора 2 определяет частоту выходного сигнала блока 4 развертки (генератора симметричного пилообразного протяженностью в 48 эл.град. с паузами в 12о между ними напряжения), которая на всем диапазоне регулирования в шесть раз выше выходной частоты преобразователя. Сигнал блока 4 постоянно сопоставляется в блоке 5 формирования управляющих импульсов с выходными сигналами U3 функционального преобразователя 3, величина которых пропорциональна текущим значениям положений фронтов управляющих сигналов и выходных импульсов α12i внутри тактовых интервалов (см. временные диаграммы UАВ на фиг.3). Указанные значения предварительно определяются расчетным путем из соотношений, характеризующих режим формирования управляющих сигналов как для пускового, так и для номинального диапазонов регулирования. При этом следует учитывать, что
α1=84o-(τ-λ)/2, α21-λ,
α3= α1-τ,... α2i=α2i-1-λ. В моменты равенства текущих значений сигналов блоков 3 и 4, как показано на внутренней временной диаграмме на фиг.4, блоком 5 вырабатываются команды на формирование фронтов управляющих (и выходных) импульсов, которые распределяются по соответствующим вентилям преобразователя в соответствии с принятым опорным законом 180-градусного управления при помощи логического распределителя 6 управляющих импульсов, соединенного своими тактовыми входами с соответствующими выходами трехразрядного регистра 7, работа которого на всем диапазоне регулирования синхронизируется тактовыми импульсами генератора 2.
Using the frequency setting unit 1, the required converter output frequency is set, the signal U 1 is generated at its output, which is proportional to the value of the output frequency, which is fed to the inputs of the clock generator 2 and N / K channel at the output of the functional converter 3. The pulse frequency of the generator 2 scan unit 4 determines the output frequency (symmetric sawtooth generator 48 el.grad length. with pauses in between the voltage 12 on them), which on the whole control range in w there are times higher than the output frequency of the converter. The signal of block 4 is constantly compared in block 5 of the formation of control pulses with the output signals U 3 of the functional converter 3, the value of which is proportional to the current values of the fronts of the control signals and output pulses α 12i inside the clock intervals (see time diagrams U AB in Fig. 3 ) The indicated values are preliminarily determined by calculation from the ratios characterizing the mode of generating control signals for both the starting and nominal control ranges. It should be borne in mind that
α 1 = 84 o - (τ-λ) / 2, α 2 = α 1 -λ,
α 3 = α 1 -τ, ... α 2 i = α 2i-1 -λ. At moments of equality of the current values of the signals of blocks 3 and 4, as shown in the internal timing diagram in Fig. 4, block 5 generates commands for generating the edges of the control (and output) pulses, which are distributed among the corresponding valves of the converter in accordance with the accepted reference law 180- degree control using a logical distributor 6 control pulses connected by its clock inputs to the corresponding outputs of the three-digit register 7, the work of which over the entire range of regulation Bani synchronized clock generator 2.

Таким образом, описанный закон формирования управляющих сигналов на вентили трехфазного мостового преобразователя позволяет обеспечить на всем диапазоне регулирования полное исключение из спектра выходного напряжения наиболее нежелательной пятой паразитной гармоники, причем на большей части диапазона регулирования указанный эффект обеспечивается наиболее экономичным фазоимпульсным методом, без осуществления дополнительных коммутаций в силовой схеме. Также достигается за счет увеличенного количества управляющих и выходных сигналов на полупериоде в зоне низких и средних выходных частот улучшение динамических свойств системы в указанных зонах. При этом на всем диапазоне регулирования осуществляется плавный безударный переход от одного поддиапазона регулирования к другому. Благодаря двухзонному заданию продолжительности тактовых подинтервалов описанный способ обладает достаточной универсальностью, позволяя обеспечивать требуемые частоту переключения вентилей и спектральный состав выходного сигнала в практически любых желаемых зонах управления. Описанное видоизменение номинального закона управления в зоне пусковых частот позволяет повысить надежность осуществления весьма важного и сложного режима пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный электродвигатель. Отмеченные преимущества могут быть с эффектом использованы при создании преобразователей как для специальных, так и для общепромышленных систем частотно-регулируемого электропривода, в том числе высоковольтных преобразовательных систем. Thus, the described law of generating control signals to the valves of a three-phase bridge converter allows us to ensure that the most undesirable fifth parasitic harmonics are completely excluded from the output voltage spectrum over the entire control range, and for the most part of the control range, this effect is provided by the most economical phase-pulse method, without additional switching in power circuit. It is also achieved due to the increased number of control and output signals at a half-cycle in the zone of low and medium output frequencies that the dynamic properties of the system in these zones are improved. At the same time, a smooth, unstressed transition from one regulation sub-range to another is carried out over the entire control range. Due to the two-zone task of the duration of the clock sub-intervals, the described method has sufficient versatility, allowing to provide the required switching frequency of the valves and the spectral composition of the output signal in almost any desired control zones. The described modification of the nominal control law in the starting frequency zone makes it possible to increase the reliability of the implementation of a very important and complex starting mode of the converter loaded on an induction motor. The noted advantages can be used with effect when creating converters for both special and general industrial systems of a frequency-controlled electric drive, including high-voltage converter systems.

Claims (1)

1. СПОСОБ АСИНХРОННОГО ШИРОТНО-КОДОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРИВОДА с N-кратным, начиная с частоты F0, диапазоном регулирования частоты и величины выходного напряжения, при котором основные вентили разных фаз и групп преобразователя периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град. в последовательности +А, -С, +В, -А, +С, -В, при этом для каждого вентиля в течение одного полупериода от 0 до 180 эл.град. формируют интервал проводимости вентиля, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют интервал закрытого состояния вентиля, на центральных внутри указанных полупериодов тактовых 60-градусных по длительности интервалах от 60 до 120 и от 240 до 300 эл.град. формируют модулирующие сигналы управления, разноименные с соответствующим полупериодом управления, число которых последовательно уменьшается с ростом выходной частоты преобразователя F, причем генерирование указанных модулирующих сигналов производят в серединах тактовых подинтервалов с длительностью τ , формирование каждого i-го, считая от опорных точек внутри тактовых интервалов и до тактовых точек, модулирующего сигнала управления осуществляют при изменении выходной частоты преобразователя от F0 до граничной частоты Fi , при этом в номинальном режиме работы на поддиапазонах выходных частот, при которых
Fi ′′ ≥ F > Fi+1 (Fi > Fi ′′ > Fi+1 )
продолжительность λ всех модулирующих сигналов управления равна между собой, а на частотных поддиапазонах, на которых Fi ≥ F > Fi ′′наряду с основным массивом модулирующих сигналов управления с продолжительностью λ в отмеченных тактовых точках формируют тактовый модулирующий сигнал длительностью λ′ , отличающийся тем, что, с целью улучшения на всем диапазоне регулирования гармонического состава выходного напряжения преобразователя, в пусковом режиме и в диапазоне пониженных и средних выходных частот, динамических характеристик системы электропривода, питаемой от преобразователя, достигаемого за счет изменения на начальной частоте F0 в K раз, а на частоте LF0 в M раз продолжительности тактовых подинтервалов и соответствующего этому увеличения количества импульсов в полуволне выходной кривой, а также с целью повышения надежности осуществления процесса пуска преобразователя, нагруженного на асинхронный двигатель в диапазоне выходных частот F0÷0,8NF0, в центрах указанных тактовых интервалов формируют центральные модулирующие сигналы управления с продолжительностью 1/30 F (12 эл.град.), в качестве указанных опорных точек выбирают симметричные друг другу относительно середины тактовых интервалов границы боковых 24-градусных отрезков, а в качестве тактовых точек - другие границы отрезков, синхронизируют упомянутые опорные точки с соответствующими границами соответствующих тактовых подинтервалов, в диапазоне выходных частот преобразователя F0 ÷ LF0, продолжительность τ тактовых подинтервалов принимают равной τ =
Figure 00000042
, в диапазоне выходных частот преобразователя LF0 + 0,8NF0 продолжительность τ определяют как τ =
Figure 00000043
, в пусковом режиме работы, при 2F0 > F ≥ F0 значения упомянутых граничных частот, переходных от одного поддиапазона управления к другому, определяют соответственно как
Figure 00000044
,
Figure 00000045
,
в этом режиме λ = τ _
Figure 00000046
,
при F
Figure 00000047
≥ F > F
Figure 00000048
λ′= 1/15F-(i-1)τ _
Figure 00000049
,
а в номинальном режиме работы преобразователя при LF0 ≥ F > 2F0значения граничных частот Fi ′′ и Fi находят соответственно как
Figure 00000050

Figure 00000051

при 0,8NF0 ≥ F > LF0 значения частот Fi ′′ и Fi находят соответственно как
Figure 00000052

Figure 00000053

при этом на диапазоне номинального режима работы преобразователя до частоты 0,8 NF0 при Fi ≥ F > Fi ′′
Figure 00000054
Figure 00000055
Figure 00000056
Figure 00000057
Figure 00000058
Figure 00000059

λ′=1 / 15F-(i-1) τ - 1 / 12(2i-1)FoN ,
при F
Figure 00000060
≥ F > F
Figure 00000061
λ =
Figure 00000062
-
Figure 00000063
,
а когда NFo > F ≥ 0,8NFo
λ = (1 / 6)F-1 / 6(FoN)
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на поддиапазоне регулирования 0,8NF0 < F ≅ NF0 формируют внутри интервалов 0 - 30, 150 - 180, 180 - 210 и 330 - 360 эл.град. дополнительные модулирующие сигналы управления, при этом местоположения ближних к границам полупериодов фронтов дополнительных модулирующих сигналов управления определяют соответственно как 12 и 168 и как 192 и 348 эл.град., а продолжительность γ отмеченных сигналов находят как
γ =
Figure 00000064
эл.град.
1. METHOD OF ASYNCHRONOUS WIDTH-CODE CONTROL OF A SEMICONDUCTOR CONVERTER FOR ELECTRIC DRIVES with N-fold, starting from frequency F 0 , the frequency and output voltage range, in which the main valves of different phases and groups of the converter periodically turn on and off with a phase shift of 60 phases electric city in the sequence + A, -C, + B, -A, + C, -B, and for each valve within one half-period from 0 to 180 electric degrees. form the interval of conductivity of the valve, for another half-period from 180 to 360 el.grad. form the interval of the closed state of the valve, on the central intervals inside the indicated half-periods of the 60-degree intervals from 60 to 120 and from 240 to 300 electric degrees. form modulating control signals, opposite to the corresponding half-period of control, the number of which decreases successively with increasing output frequency of the converter F, and the generation of these modulating signals is performed in the middle of the clock sub-intervals with a duration of τ, the formation of each i-th counting from the reference points inside the clock intervals and to clock points, the modulating control signal is carried out when changing the output frequency of the Converter from F 0 to the cutoff frequency F i , while m in the nominal mode of operation on the sub-bands of the output frequencies at which
F i ′ ′ ≥ F> F i + 1 (F i > F i ′ ′ > F i + 1 )
the duration λ of all modulating control signals is equal to each other, and on the frequency subbands on which F i ≥ F> F i along with the main array of modulating control signals with a duration of λ, a clock modulating signal of duration λ ′ is formed at the marked clock points, different the fact that, in order to improve the entire range of regulation of the harmonic composition of the output voltage of the converter, in the starting mode and in the range of low and medium output frequencies, the dynamic characteristics of drive threads fed by the converter, is achieved by changing the initial frequency F 0 in K times, and at a frequency LF 0 in M time duration clock subintervals and corresponding to this increase the number of pulses in a half-wave output curve, as well as to improve the reliability of the process of starting a converter loaded on an induction motor in the range of output frequencies F 0 ÷ 0,8NF 0 , central modulating control signals with a duration of 1/30 F. clock sub-intervals, in the range of output frequencies of the converter F 0 ÷ LF 0 , the duration τ of clock sub-intervals is taken equal to τ =
Figure 00000042
, in the output frequency range of the converter LF 0 + 0,8NF 0, the duration τ is determined as τ =
Figure 00000043
, in the starting operation mode, at 2F 0 > F ≥ F 0, the values of the mentioned boundary frequencies transient from one control sub-band to another are determined respectively as
Figure 00000044
,
Figure 00000045
,
in this mode, λ = τ _
Figure 00000046
,
at F
Figure 00000047
≥ F> F
Figure 00000048
λ ′ = 1 / 15F- (i-1) τ _
Figure 00000049
,
and in the nominal operation mode of the converter with LF 0 ≥ F> 2F 0, the values of the boundary frequencies F i ′ ′ and F i ′ are found respectively as
Figure 00000050

Figure 00000051

at 0.8 NF 0 ≥ F> LF 0 , the frequencies F i ′ ′ and F i ′ are found respectively as
Figure 00000052

Figure 00000053

in the range of the nominal operating mode of the converter to a frequency of 0.8 NF 0 for F i ≥ F> F i ′ ′
Figure 00000054
Figure 00000055
Figure 00000056
Figure 00000057
Figure 00000058
Figure 00000059

λ ′ = 1 / 15F- (i-1) τ - 1/12 (2i-1) F o N,
at F
Figure 00000060
≥ F> F
Figure 00000061
λ =
Figure 00000062
-
Figure 00000063
,
and when NF o > F ≥ 0.8NF o
λ = (1/6) F-1/6 (F o N)
2. The method according to claim 1, characterized in that on the control sub-range 0.8NF 0 <F ≅ NF 0 form inside the intervals 0 - 30, 150 - 180, 180 - 210 and 330 - 360 el. additional modulating control signals, while the locations of the edges closest to the boundaries of half-periods of the edges of additional modulating control signals are determined respectively as 12 and 168 and as 192 and 348 el. degrees, and the duration γ of the marked signals is found as
γ =
Figure 00000064
electric city
SU4951146 1991-06-27 1991-06-27 Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive RU2025032C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4951146 RU2025032C1 (en) 1991-06-27 1991-06-27 Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4951146 RU2025032C1 (en) 1991-06-27 1991-06-27 Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2025032C1 true RU2025032C1 (en) 1994-12-15

Family

ID=21582264

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4951146 RU2025032C1 (en) 1991-06-27 1991-06-27 Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2025032C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458453C2 (en) * 2007-09-10 2012-08-10 Абб Рисерч Лтд Method for operation of rotary electric machine

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Калашников Б.Е. и др. Системы управления автономными инверторами. М.: Энергия, 1974. *
2. Эпштейн И.И. Автоматизированный электропривод переменного тока. М.: Энергоиздат, 1982. *
3. Авторское свидетельство СССР N 1492434, кл. H 02M 7/48, 1989. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2458453C2 (en) * 2007-09-10 2012-08-10 Абб Рисерч Лтд Method for operation of rotary electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5155672A (en) Switched multi-tapped transformer power conversion method and apparatus
US5373433A (en) Power inverter for generating voltage regulated sine wave replica
US5214367A (en) Controller for compressor driven by induction motor
EP0072526A1 (en) AC to AC power converter with a controllable power factor
US4167775A (en) Controller for synthesizer circuit for generating three-tier waveforms
KR920006267B1 (en) Frequency changer system
RU2025032C1 (en) Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive
RU2022441C1 (en) Method of asynchronous code-width control of thyristor converter for electric drive
US4367520A (en) Method and apparatus for controlling pulse width modulation inverter circuit
Zigirkas et al. Voltage control of single-phase induction motors using asymmetrical PWM and fuzzy logic
US4220988A (en) Controller for waveform synthesizer
RU2691635C2 (en) Double-channel frequency conversion method
RU1775825C (en) Method of pulse-code control for an electric drive thyristor converter
RU1823112C (en) Method of control over three-phase valve converter
RU1775826C (en) Three-phase valve-type converter non-linear control method
RU1775824C (en) Method of pulse-width-code control for an induction motor drive adjustable bridge converter
RU1781803C (en) Method of pulse-width-and-code control over rectifier converter for frequency-controlled electric drive
US5307258A (en) Process for converting a first AC signal into a second AC signal and a converter for performing the process
RU1775827C (en) Method of pulse-code control for an ac electric drive adjustable three-phase converter
SU752688A1 (en) Frequency converter control method
RU2804371C1 (en) Method for regulating sinusoidal voltage on load and device for its implementation
SU752715A1 (en) Apparatus for controlling frequency-controlled induction electric drive
SU1757064A1 (en) Method of controlling three-phase bridge converter with width-code regulation
RU2713389C2 (en) Multi-zone dc/ac converter
RU2691623C2 (en) Method of two-channel direct conversion of frequency