SU1185554A1 - Способ управлени трехфазным мостовых инвертором - Google Patents

Abstract

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОЮМ и широтноимиульсным регулированием выходного напр жени  путем формировани  отпирающих сиг налов ключей ивертора каждой фазы на интервалах О 4 и . периода выходного 3о напр жени  и формирювани  на интервале п 2 I, -ч N отпирающих импульсов с регулируемой от о до :;тг паузой oi между ними, отличающийс  тем, что, с целью расширени  области использовани  путем обеспечени  возможности применени  его в тиристорных инверторах с групповой коммуi тацией, модул цию длительности отпирающих сигналов осуществл ют перемещением СЛ переднего фронта сигналов, причем задний фронт модулируемого сигнала на интервале /IM ir X 21Г „„, - ) - сливают с передним фронтом отпирающего сигнала на интервале .25-и .

Description

00

ел

ел

ел

4

J Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при построении регулируемых по напр жению (и по частоте) И}шерторов, предназначенных, например, дл  частотно-управл емого электропривода . Цель изобретени  - расширение области использовани  способа путем обеспечени  возможности применени  его в тиристорных трехфазных инверторах с rpjoinoBon коммутацией . На фиг. 1 изображена схема инвертора реализующего предлагаемый способ управлени ; на фиг. 2 - диаграммы импульсов управлени  вентил ми, фазных и линейного напр жений при глубине модул ции, равной 0,5; на фиг. 3 - схемы замещени  инвертора дл  интервалов импульса и паузы выходного напр жени . Схема трехфазного мостового Иггеертора (фиг. 1) содержит вентили 1 и 2 фазы Д , вентили 3 и 4 фазы В, вентили 5 и 6 фазы С , мост обратного тока на диодах 7-12 узлы коммутации анодной 13, катодной 14 группы инвертора условно показаны в виде ключей. К выходным зажимам инвертора присоединена трехфазна  нагрузка 15-17 соответственно фаз А , 8 , С , соединенна  в звезду; источник 18 питани  инвертора На фиг. 2 приведены диаграммы 19-24 импульсов управлени  (отпирающих сигналов соответственно вентил ми 1-6 инвертора, диаграммы 25-27 фазных напр жений соответственно фаз А , В , С , диаграмма 28 линей ного напр жени  линии А В, цифрами 29-33 обозначены моменты времени на одной шестой части периода выходного .напр жени , соответствующие переключению хот  бы одного вентил . Моменты времени 29, ДЗ и 34 и 35 соответствуют моментам О ,-5- ,-,ii периода выходного напр жени  фазы А(диаграммы 19 и 25). Интервал 29-33 тгакже соответствует интервалу 4- i периода выход ного напр жени  фазы В (диаграммы 22 и 26) и интервалу -JT периода выходного напр жени  фазы с (диаграммы 24 и 27). Н фиг. 3 приведены схемы замещени  инверто дл  интервалов времени 29-30, 31-32, 30-3 н 32-33 (соответственно фиг. За,5). Дл  трехфазного мостового инвертора период повтор емости составл ет 60 эл.град. или шестую часть периода выходного напр ж ни . Работу инвертора в течение периода выходного напр жени  дл  любой фазы мож но рассмотреть при помощи круговых перестановок диаграмм напр жений, полученных дл  всех фаз в течение периода повтор емости . Вентили одной группы - зто венти ли 1, 3 и 5 (фиг. 1), т. е. вентили анодной группы, вентили, аноды которых соединены с положительным зажимом источника 18 питани . Вентили другой группы - это дл  рассматриваемого случа  вентили 2, 4 и 6 (фиг. ). т. е. вентили катодной группы, вентили, катоды которых соединены с отрицательным зажимом источника питани . Соответственно импульсы управлени  вентил  ми одной группы представлены диаграммы 19, 21 и 23 (фиг. 2), а импульсы управлени  вентил ми другой группы - диаграммами 20, 22 и 24 (фиг. 2). Первый фазой дл  конкретного рассматриваемого случа   вл етс  фаза А (фиг. 2, диаграмма 25). Отстающей фазой дл  рассматриваемого случа   вл етс  фаза В (фиг. 2, диаграмма 26), котора  отстает на 20 эл.град. от первой фазы.. Опережающей фазой дл  рассматриваемого случа   вл етс  фаза С (фиг. 2, диаграмма 27), котора  опережает на 120 эл.град. первую фазу (фазу А,). При данном способе управлени  формируют отпирающие сигналы ключей Д1нвертора каждой фазы на интервалах О - периода выходного напр жени  (фиг. 2, диаграмма 19, интервалы 29-33 и 34-35 ,дл  фазы А , диаграмма 25). На интервале-4- формируют сигналы с широтно-импульсной модул цией, путем N -кратного переключени  ключей инвертора за счет изменени  угла od от О до -jL , где N - 1, 2, 3, ... любое целое число, а об - угол регулировани  (фиг. 2, диаграммы 19, интервал 3334 дл  фазы , диаграмма 22, интервал 29-33 дл  фазы А ). Угол об измен етс  от момента времени 29 (31) до момента времени 31 (33) соответственно дл  N 2. Интервал 29-31 соответствует И1(тервалу 31-33 и тактовому интервалу Р да  N 2. Модул цию длительности отпирающих сигналов осуществл ют перемещением переднего фронта сигналов (фиг. 2, диаграмма 22, моменты времени 30 и 32 дл  фазы в ), причем задний фронт модулируемого сигнала I Itf IV „„ на интервале I -: - TR 1 Т передним фронтом отпирающего сигнала на интервале -fl(фиг. 2, диаграмма 19, момент времени 34 дл  фазы А ; диаграмма 22, момент времени 33 дп  фазы В; диаграмма 23, момент времени 29 дл  фазы С ). Число коммутаций силовых вентилей всех фаз дл  одного периода выходного напр жени  определ етс  в предлагаемом способе выражением h- 12 (1+fN),

3

где It - число тактовых интервалов в полупериоде выходного линейного напр жени , кратное трем.

Данный способ может быть использован в тиристорных инверторах как с индивидуальной , так и с групновой комк утацией,

Дл  реализации способа управлени  в инверторе с групповой коммутацией модул цию длительности импульсов управлени  осуществл ют перемещением переднего фронта этих импульсов (фиг. 2, последовательность 22, моменты времени 30 и 32), по задним фронтам которых включают узел 14 коммутации катодной группы (момент времени 30). Из диаграмм 19-24 (фиг. 2) следует, что узел 14 коммутации катодной группы включают также в моменты времени 29 и 34, а узел 13 коммутации аиодиой группы включают в моменты времени 33 и аналогично в иитервале 33-34 по заднему фронту модулируемых импульсов управлени  вентил  1 $азы А (диаграмма 19). После рассмотрени  импульсов управлени  вентил ми всех фаз в течение периода повтор емости (фиг.2, последовательности 19-24 на интервале 2933 ) легко продолжить полученные последовательности путем круговых перестановок . на весь период (фиг. 2, последовательности 19-24).

Импульсы 19-24 управлени  (фиг. 2) подают на вентили, соответственно 1-6 инвертора (фиг. 1). Фазные напр жени  2527 (фиг. 2) получатс  при использовании графоаналитического метода при последовательном рассмотрении эквивалентных схем замещени , составленных дл  1саждого интервала по предлагаемому способу. Выходное линейное напр жение инвертора образуетс  путем векторного сложени  соответствующих фазиых напр жений (фиг. 2, диаграмма 28). Рассмотрим работу инвертора (фиг. I) на нагрузку с коэффициентом сдвига фаз со5Ц| 0,6 ( 53 эл.град.), пользу с диаграммами 19-24 импульсов управлени  (фиг. 2) предлагаемого способа. Работа инвертора рассматриваетс  на одной щестой части периода фазных напр жений. Рассматри ваемые моменты времени условно показаны стрелками (фиг. 2) и обозначены 29-33. Отсчет времени ведетс  с отметки 29 соответствующей началу полупериода напр жени  фазы А - последовательность 25. На интервале 29-30 (фиг. 2) импульсы управлени  подают на вентили 1 и 5 анодной группы инвертора (фиг. 1). Такое включение вентилей приводит к формированию нулевой паузы в кривых фазных напр жений, так как все фазы нагрузки подключают к

544

одному (положительному) зажиму источника питани  (фиг. 3 q ). в течение этого интервала токи направлены следующим образом. Гокифаз А и В направлены от узла нагрузки через обратные диоды 7 и 9 к положительному зажиму источника питани , ток фазы С - от положительного зажима источника питани  через открытый вентиль 5 к узлу нагрузки (фиг. 3 а). В течение этого

И1{тервала времени происходит обмен реактивной энергии нагрузки между всеми фазами. На иитервале 30-31 (фиг. 2) импульсы управлени  подают на вентили 1, 4 и 5. В течение этого интервала токи направлены

следующим образом. Ток фазы Л направлен от узла нагрузки через обратный диод 7 к положительному зажиму источника питани , ток фазы В - от узла нагрузки через открытый вентиль 4 к отрицательному зажиму источника пита1т , ток фаз С - от положительного зажима источника питани  через открытый вентиль 5 к узлу нагрузки (фиг. 3 & ). При этом в фазах А и С амплитуда фазного напр жени  на нагрузке

равна +1/3 (Е- напр жение источника питани  инвертора), а в фазе 6 равна 2/3 Е (фиг. 2, последовательности 25-27). На этом интервале происходит обмен реактивной энергии нагрузки между фазами А иС .На интервале 31-32 импульсы управлени  подают на вентили 1 и 5 инверторау и в кривых фазных напр жений формируетс  нулева  пауза (фиг. За) . На интервале 32-33 импульсы управлени  подают на вентили 1,4 н 5 инвертора. Схема закещгни  дл  этого

интервала та же, что и дл  рассмотренного интервала 30-31 (фиг. 38). На интервале 32-33 ток фазы А переходит через нуль, при этом происходит переход тока с обратного вентил  7 на открыв щнйс  вентиль 1. Этот

переход тока не вли ет на распределение

фазных напр жений, н оно остаетс  до конца рассматриваемого интервала (фиг. 38). После перехода тока нет обмена реактивной энергии между фазами А и С . Таким образом, на

интервале 29-33, что соответствует одной шестой части периода выходного напр жени , рассмотрена работа трехфазного мостового интервала на активно-индуктивную иа1-рузку с Cff,- 53 зл.град. по предлагаемому способу

управлени , и построены кривые фазных

напр жений. Полна  картина фазных напр жений получаетс  путем круговой перестановки напр жений, полученных на одной шестой части периода (фиг. 2, диаграмма 25-27).

Линейное напр жение получают . из соответствующих фазных напр жений (фиг. 3 диаграмма 28). Полученные выходные линейные напр жени  трехфазного мостового инвертора пред т;

51185554

ставл ют собой последовательность широтно-индуктивной нагрузки в диапазоне нзмененн 

модулированных импульсов. Форма выходныхее коэффициента сдвига фазы 0,5 сое if и s

напр жений не зависит от параметров активно- 1,0.

риъ.2.

to ID

Claims (1)

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ МОСТОВЫМ ИНВЕРТОРОМ и широтно импульсным регулированием выходного напряжения путем формирования отпирающих сиг налов ключей ивертора каждой фазы на ин· тервалах 0 4 и 21 периода выходного

   Э ί напряжения и формирования на интервале ίΓ 21Г _u

   N отпирающих импульсов с регулируемой от 0 до паузой οό между ними, отличающийся тем, что, с целью расширения области использования путем обеспечения возможности применения его в тиристорных инверторах с групповой коммутацией, модуляцию длительности отпирающих сигналов осуществляют перемещением переднего фронта сигналов, причем задний фронт модулируемого сигнала на интервале /In Ъ „

   I | - сливают с передним фронтом отпирающего сигнала на интервале фиг. f