SU1387148A1 - Method of converting d.c. voltage to 3-phase a.c. voltage - Google Patents
Method of converting d.c. voltage to 3-phase a.c. voltage Download PDFInfo
- Publication number
- SU1387148A1 SU1387148A1 SU853983127A SU3983127A SU1387148A1 SU 1387148 A1 SU1387148 A1 SU 1387148A1 SU 853983127 A SU853983127 A SU 853983127A SU 3983127 A SU3983127 A SU 3983127A SU 1387148 A1 SU1387148 A1 SU 1387148A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- voltage
- phase
- phases
- load
- leading
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в преобразовател х посто нного напр жени в трехфазное переменное с гальванически не св занными нагрузками главным образом дл электропривода переменного тока. Формирование переменного напр жени в каждой фазе нагрузки осуществл етс методом широтно-импульсной модул ции путем подключени нагрузки к источнику посто нного напр жени в пр мой или обратной пол рности или замыкани нагрузки. Дл исключени в трехфазной системе выходных напр жений нулевой последовательности напр жение двух ведущих фаз формируетс независимо, а в третьей ведомой - в зависимости от состо ни ведущих фаз, причем дл обеспечени симметрии фаз в качестве ведомой фазы поочередно используютс все три фазы. 1 з.п. ф-лы, 4 ил. с The invention relates to electrical engineering and can be used in converters of direct voltage to three-phase AC with galvanically uncoupled loads, mainly for electric AC drives. The formation of an alternating voltage in each phase of the load is carried out by the method of pulse-width modulation by connecting the load to a source of direct voltage in a direct or reverse polarity or load locking. To eliminate the zero-phase output voltage in a three-phase system, the voltage of the two leading phases is formed independently, and in the third slave, depending on the state of the leading phases, all three phases are used alternately to provide phase symmetry. 1 hp f-ly, 4 ill. with
Description
соwith
0000
4four
ооoo
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в трехфазных по выходу преобразовател х с электрически не св занными фазами нагрузки (инверторы напр жени , непосредственные преобразователи частоты с искусственной коммутацией по мостовым схемам на фазу), выходное напр жение которых формируетс методами, ШИР или.ШИМ, и предназначенными прежде всего дл целей частотного электропривода или автономного электроснабжени .The invention relates to electrical engineering and can be used in three-phase output converters with electrically unconnected load phases (voltage inverters, direct frequency converters with artificial switching using bridge circuits per phase), the output voltage of which is formed by the methods WIRE or .SIM , and intended primarily for the purpose of the frequency electric drive or autonomous power supply.
Целью изобретени вл етс улучшение качества выходного напр жени за счет получени сбалансированного трехфазного напр жени в преобразовател х частоты с электрически не св занными фазами нагрузки .The aim of the invention is to improve the quality of the output voltage by obtaining a balanced three-phase voltage in frequency converters with electrically unconnected load phases.
На фиг. 1 приведена одна из возможных структурных схем устройства, реализующего предлагаемый способ применительно к управлению трехфазным инвертором напр жени ; на фиг. 2 - структурна схема канала блока логики устройства; на фиг. 3 - таблица цикличности управлени вентил ми инвертора; на фиг. 4 - временные диаграммы, по сн ющие способ.FIG. Figure 1 shows one of the possible structural diagrams of a device that implements the proposed method as applied to the control of a three-phase voltage inverter; in fig. 2 is a block diagram of the channel of the device logic block; in fig. 3 is a table of the cyclical control of the inverter valves; in fig. 4 shows timing diagrams explaining the method.
Устройство (фиг. 1) содержит трехфазный инвертор напр жени , состо щий из трех идентичных однофазных мостовых схем 1-3, кажда из которых в свою очередь содержит четыре полностью управл емых вентил 4-7 и четыре обратных диода 8- 11, трехфазную нагрузку 12 с электрически не св занными фазами А, В, С (13-15), систему 16 управлени . В систему управлени (СУ) 16 вход т задающий генератор 17 импульсов (ЗГ), вход которого вл етс первым входом системы управлени , определ ющим частоту выходного напр жени преобразовател , семиразр дный двоичный делитель 18 частоты (ДЧ), подключенный к выходу задающего генератора, генератор 19 опорного напр жени (ГОН) и генератор 20 модулирующего напр жени (ГМН) (управл емый по второму входу системы управлени , задающей величину выходного напр жени преобразовател ), подключенные соответственно к п ти младщим и четырем старщим разр дам делител 18 частоты , переключатель 21 кратности (ПК), св занный в кольцо с генератором 19 опорного напр жени , датчик 22 циклов (ДЦ), подключенный входом к генератору 20 модулирующего напр жени , триггер 23 формировани селекторных импульсов (ТСИ), подключенный входом к генератору опорного напр жени ГОН, компараторы 24 и 25, св занные входами с выходами генераторов ГОН и ГМН, логическа схема ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26, св занна с выходами компараторов, распределитель 27 импульсов (РИ), св занный с выходами компараторов, логической схемы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, триггером селекторныхThe device (Fig. 1) contains a three-phase voltage inverter, consisting of three identical single-phase bridge circuits 1-3, each of which in turn contains four fully controlled valves 4-7 and four reverse diodes 8-11, a three-phase load 12 with electrically unconnected phases A, B, C (13-15), control system 16. The control system (SU) 16 includes a master oscillator 17 pulses (DG), whose input is the first input of the control system determining the frequency of the output voltage of the converter, a seven-bit binary frequency divider 18 (DF) connected to the output of the master oscillator, reference voltage generator 19 (GON) and modulating voltage generator (HMN) 20 (controlled by the second input of the control system specifying the value of the output voltage of the converter), connected respectively to the five younger and four oldest frequency divider 18, multiplicity switch 21 (PC) connected to the ring with the reference voltage generator 19, sensor 22 cycles (DC) connected to the modulating voltage generator 20, trigger 23 forming selector pulses (TSI) connected to the input the GON reference voltage generator, comparators 24 and 25, connected by inputs to the outputs of GONE and GMN generators, an EXCLUSIVE logic circuit 26, connected to the comparators outputs, a distributor 27 pulses (CID), associated with the outputs of the comparators, a logic circuit EXCLUSIVE IL And, trigger the selector
импульсов, три векторных выхода распределител импульсов св заны с вентил ми каждой фазы силовой схемы инвертора. Распределитель 27 импульсов в каждомpulses, the three vector outputs of the pulse distributor are connected to the valves of each phase of the inverter power circuit. Dispenser 27 pulses each
из трех каналов содержит (фиг. 2) восемь логических схем И 28-35, св занных со входами логической схемы ИЛИ 36, выход которой св зан с вентил ми 4 и 5 соответственно силовой схемы, три логических схемы НЕ 37-39, включенных между входа0 ми распределител и логическими схемами И 31-33, логическую схему НЕ 40 и ИЛИ 41, входы логической схемы ИЛИ 41 св заны с двум выходами делител 18 частоты пр мо, а с двум другими - через ло5 гические схемы И 42 и 43, вторые входы которых св заны с выходами триггера селекторных импульсов ТСИ, выходы схемы ИЛИ пр мо и через инвертор НЕ 44 св заны соответственно с вентил ми 7 и 6 силовой схемы.of the three channels contains (Fig. 2) eight AND 28-35 logic circuits connected to the inputs of the logic circuit OR 36, the output of which is connected to the gates 4 and 5, respectively, of the power circuit, three logic circuits NOT 37-39 connected between the distributor inputs and logic circuits AND 31-33, the logic circuit is NOT 40 and OR 41, the inputs of the logic circuit OR 41 are connected to two outputs of the frequency divider 18 directly, and to the other two - through logic circuits And 42 and 43, the second the inputs of which are connected with the outputs of the trigger of the TSI selector pulses, the outputs of the circuit OR directly and via inv PTOP NO 44 associated respectively with the rectifiers 7 and 6 of the power circuit.
0 Генераторы опорного 19 и модулирующего 20 напр жений генерируют соответственно треугольное и синусоидальное напр жени , аппрокЬимированнь1е пр моугольно-ступенчатыми функци ми, полученными0 The generators of the reference 19 and modulating 20 voltages generate, respectively, the triangular and sinusoidal voltages, approximated by right-angle functions obtained
5 путем суммировани на сопротивлени х импульсов с соответствующими весами. Переключатель 21 кратности содержит на входе измерительное устройство, селектор импульсов по длительности, св занный с блоками увеличени и уменьшени кратно0 сти (триггеры), которые св заны с блоком переключени опорного напр жени (ключевые схемы), выходы которого св заны с вторыми входами блоков увеличени и умень- щени кратности и с генератором опорного напр жени . Компараторы 24 и 255 by summing over impulses with corresponding weights. The multiplicity switch 21 contains a measuring device at the input, a pulse selector for duration associated with the multiplication and reduction multiples (triggers), which are connected to the reference voltage switching unit (key circuits) whose outputs are connected to the second inputs of the magnification blocks and decreasing the multiplicity and the reference voltage generator. Comparators 24 and 25
5 представл ют собой схемы сравнени на операционных усилител х. Датчик 22 циклов выполнен на регистре сдвига на щесть. Распределитель 27 импульсов содержит только стандартные логические чейки типа И, ИЛИ, НЕ.5 are comparison circuits on operational amplifiers. The sensor 22 cycles performed on the shift register on. The distributor 27 pulses contains only standard logic cells of the type AND, OR, NOT.
Способ преобразовани посто нного напр жени в трехфазное с использованием трехфазного инвертора напр жени в режиме синусоидальной щиротно-импульсной модул ции осуществл етс следующим об5 разом.The method of converting a constant voltage into a three-phase voltage using a three-phase voltage inverter in the sinusoidal pulse-width modulation mode is carried out as follows.
Период выходного напр жени преобразовател разбиваетс на щесть интервалов в точках пересечени трехфазного синусоидального напр жени (фиг. 4а). Если задать формулу модулирующего напр же0 ни только на одной щестой части периода во всех трех фазах (кривые X, Y, Z на первом интервале, фиг. 4а), то напр жение на остальных участках может быть получено путем циклической перестановки через одну щестую часть периода кривыхThe period of the output voltage of the converter is divided into two intervals at the intersection points of the three-phase sinusoidal voltage (Fig. 4a). If we set the formula of the modulating voltage on only one sci-fi part of the period in all three phases (curves X, Y, Z in the first interval, Fig. 4a), then the voltage in the remaining sections can be obtained by cyclic permutation through one sci curves
5 Z, Y, X.5 Z, Y, X.
В действительности крива модулирующего напр жени синусоидальной формы в вном виде не синтезируетс из указанных участков, а пр мо использует два модулирующих напр жени формы Z и (-Y) (фиг. 46). Ступенчата аппроксимаци этих кривых позвол ет легко генерировать методом суммировани импульсов равной длительности .In fact, the curve of the modulating voltage of a sinusoidal form is not synthesized in an explicit form from these sections, but directly uses two modulating voltages of the form Z and (-Y) (Fig. 46). A step-by-step approximation of these curves makes it easy to generate by summing pulses of equal duration.
Опорное напр жение треугольной формы также получаетс путем его пр моугольно-ступенчатой аппроксимации, причем частота его кратна частоте интервалов модулирующего напр жени , что обеспечиваетс запуском генератора опорного напр жени модулирующего напр жени (фиг. 1) от одного задающего генератора 17 через делитель 18 частоты с различными коэффициентами делени дл двух указанных генераторов . При этом коэффициент делени частоты дл запуска генератора модулирующего напр жени остаетс посто нным, а коэффициент делени частоты дл запуска генератора опорного напр жени мен етс , так как из трех посто нно имеющихс опорных напр жений генератора ГОН, получаемых при запуске их от 1-3, 2-4, 3-5 младщих разр дов делител частоты (при восьми ступенчатых на ход пилы), в каждый момент используетс только одно. Дл этого длительность периода опорного напр жени сравниваетс в измерительном устройстве переключател 21 кратности с двум импульсами эталонной длины, отличающиес в два раза. При увеличении (уменьшении) опорного напр жени по сравнению с длительностью максимального (минимального) эталона срабатывает блок увеличени (уменьшени ) кратности, который через блок переключени опорного напр жени подключает к выходу ГОН то опорное напр жение из имеющихс , которое имеет мень- щую (больщую) длительность периода, т.е. больщую (меньщую) кратность.The triangular reference voltage is also obtained by its right angle-step approximation, and its frequency is a multiple of the frequency of the modulating voltage intervals, which is ensured by starting the modulating voltage reference generator (Fig. 1) from one master oscillator 17 through frequency divider 18 s different division factors for these two generators. At the same time, the frequency division factor for starting the modulating voltage generator remains constant, and the frequency division factor for starting the reference voltage generator changes, because of the three constantly available reference voltages of the GON generator, obtained when they start from 1-3, 2–4, 3–5 younger bits of the frequency divider (with eight speed steps per saw), only one is used at a time. For this, the duration of the reference voltage period is compared in the measuring device of a switch 21 of multiplicity with two pulses of the reference length that differ by a factor of two. An increase (decrease) in the reference voltage compared to the maximum (minimum) reference duration triggers an increase (decrease) multiplicity unit, which, through the reference voltage switching unit, connects to the GON output that reference voltage from the existing ones, which has a smaller (larger) a) period duration, i.e. greater (smaller) multiplicity.
На интервалах превышени модулирующих напр жений над опорным вырабатываютс две последовательности пр моугольных импульсов Z и у на выходах компараторов 24 и 25 (фиг. 4в,г), после обработки которых логической схемой ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 26 получаетс треть последовательность импульсов (z-у) (фиг. 4д).At the intervals of excess of the modulating voltage over the reference one, two sequences of rectangular pulses Z and y are produced at the outputs of the comparators 24 and 25 (Fig. 4c, d), after processing by the logic circuit EXCLUSIVE OR 26, a third sequence of pulses is obtained (z-y) 4d).
Распределение импульсов трех последовательностей по вентил м осуществл етс в соответствии с логикой формировани трехфазных синусоидальных напр жений, отображенных в таблице (фиг. 3). Здесь индексы А, В, С у номеров вентилей 4 и 5 означают принадлежность этих вентилей к соответствующим фазам. Дл управлени этим распределением вырабатываютс в шести каналах датчика 22 интервалов цикло- импульсы длительностью в интервал, сдвинутые в каждом канале на интервал по отношению к соседним каналам и имеющие период повторени выходного напр жени (фиг. 4с, цикло-импульс первого канала, соответствующий первому циклу).The distribution of the pulses of the three sequences over the valves is carried out in accordance with the logic of the formation of the three-phase sinusoidal voltages shown in the table (Fig. 3). Here, the indices A, B, C of valve numbers 4 and 5 mean that these valves belong to the corresponding phases. To control this distribution, cyclic pulses are generated in six channels of interval 22 in an interval of intervals shifted in each channel by an interval relative to adjacent channels and having a repetition period of the output voltage (Fig. 4c, first-cycle cyclo-pulse ).
Также дл целей управлени распределением вырабатываютс селекторные импульсы в блоке 23, соответствующие интервалам превышени модулирующего напр жени Y над модулирующим напр жением Z (фиг. 4ж), что соответствует первой половине цикло-импульсов. При аппроксимации модулирующего напр жени восемью ступен ми за цикл импульс запуска триггера 23Also, for the purpose of controlling the distribution, selector pulses are generated in block 23, corresponding to the intervals of excess modulating voltage Y over modulating voltage Z (Fig. 4g), which corresponds to the first half of the cyclic pulses. When the modulating voltage is approximated by eight steps per cycle, the trigger trigger pulse 23
беретс с делител 18 частоты на два двоичных разр да правее, т.е. с шестого разр да D4, чем импульсы запуска дл генератора 20 модулирующего напр жени . It is taken from the divider 18 frequency two binary bits to the right, i.e. from the sixth bit D4 than the trigger pulses for the generator 20 of modulating voltage.
Распределение импульсов по вентил м инвертора рассмотрим дл алгоритма несим5 метричного управлени мостом, когда на вентили 4 и 5 (фиг. 1) одного плеча моста фазы ИНА подаютс модулированные последовательности импульсов (фиг. 4з, и соответственно ) а на вентили 6 и 7 другого плеча моста - немодулированные импульсыThe distribution of pulses over the inverter valves will consider for the algorithm of asymmetric metric bridge control, when modulated pulse sequences (Fig. 4h and, respectively) are fed to valves 4 and 5 (Fig. 1) of one arm of the bridge INA and respectively to valves 6 and 7 of the other arm bridge - unmodulated pulses
(фиг. 4к,л соответственно). (Fig. 4k, l, respectively).
В первом цикле напр жение в фазе А нагрузки должно формироватьс в соответствии с модулирующим напр жением In the first cycle, the voltage in phase A of the load must be formed in accordance with the modulating voltage.
5 поэтому на вентиль 4 проход т импульсы управлени из последовательности z (фиг. 4в), это обеспечиваетс схемой И 28 и схемой ИЛИ 36 распределител 27 импульсов (фиг. 3). Тогда напр жение на нагрузке 12 фазы 3 А будет иметь вид положитель0 ных импульсов (фиг. 4м) в моменты одновременного включени вентилей 4 и 8. На вентиль 5 при этом подаютс импульсы управлени (фиг. 4) и соответствующие инверсии (с помощью схемы НЕ 40) импульсов управлени вентилем 4, что при вклю5 ченном вентиле 8 обеспечивает формирование нулевых пауз в выходном напр жении. Во втором цикле напр жение в фазе А нагрузки должно формироватьс в соответствии с модулирующим напр жением Y, поэтому на вентиль 4 проход т импульсы управлени из последовательности у (фиг. 4г), Это обеспечиваетс схемой И 29 и схемой ИЛИ 36 распределител 27 импульсов (фиг. 3). На вентиль 5 идут инверсные импульсы вентил 4.5, therefore, control pulses from the sequence z (Fig. 4c) are passed to the gate 4, this is provided by the AND circuit 28 and the OR circuit 36 of the pulse distributor 27 (Fig. 3). Then the voltage on the load 12 of the phase 3A will have the form of positive pulses (Fig. 4m) at the moments of simultaneous switching on of the valves 4 and 8. At the same time, the valve 5 is supplied with control pulses (Fig. 4) and the corresponding inversions (using the scheme NOT 40) control pulses of the valve 4, which, when the valve 8 is turned on, ensures the formation of zero pauses in the output voltage. In the second cycle, the voltage in phase A of the load must be generated in accordance with the modulating voltage Y, therefore control impulses from the sequence y pass through valve 4 (Figure 4d). This is provided by circuit 29 and circuit 36 of pulse distributor 27 (fig. 3). On the valve 5 are the inverse pulses of the valve 4.
В третьем цикле напр жение в фазе А нагрузки должно формироватьс в соответствии с модулирующим напр жением У, но независимой последовательности импульсов , соответствующего этому напр жению , не формируетс . Вместо нее сформи0 рованы путем операции ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ последовательность импульсов (z-у), импульсы которой проход т на вентиль 4 в течение первой половины третьего цикла через схему И 30 и схему ИЛИ 36. Во вторую половину третьего цикла на вентильIn the third cycle, the voltage in phase A of the load must be formed in accordance with the modulating voltage Y, but an independent pulse sequence corresponding to this voltage is not generated. Instead, formed by the operation EXCLUSIVE OR sequence of pulses (z-y), the pulses of which pass to valve 4 during the first half of the third cycle through the circuit AND 30 and the circuit OR 36. In the second half of the third cycle to the gate
4 подаютс импульсы управлени от инверсии схемой НЕ 37 этой последовательности , T.e.Vz- у через схему И 31 и схему ИЛИ 36. 4, control pulses from the inversion are provided by the NOT circuit 37 of this sequence, T.e.Vz-y through the circuit AND 31 and the circuit OR 36.
00
5five
При этом в случае нагрузки в виде асинхронного двигател в токе двигател будут отсутствовать составл ющие нулевой последовательности, что обеспечивает улучшение использовани инвертора и двигател .In this case, in the case of a load in the form of an asynchronous motor, in the motor current there will be no zero-sequence components, which provides improved utilization of the inverter and the motor.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853983127A SU1387148A1 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Method of converting d.c. voltage to 3-phase a.c. voltage |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU853983127A SU1387148A1 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Method of converting d.c. voltage to 3-phase a.c. voltage |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1387148A1 true SU1387148A1 (en) | 1988-04-07 |
Family
ID=21207567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU853983127A SU1387148A1 (en) | 1985-10-23 | 1985-10-23 | Method of converting d.c. voltage to 3-phase a.c. voltage |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1387148A1 (en) |
-
1985
- 1985-10-23 SU SU853983127A patent/SU1387148A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Руденко В. С., Сеньк В. И. Чижен- ко И. М. Основы преобразовательной техники.- М.: Высша школа, 1980, с. 244. Авторское свидетельство СССР № 471647, кл. Н 02 М 7/48, 1972. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Narayanan et al. | Synchronised PWM strategies based on space vector approach. Part 1: Principles of waveform generation | |
US6969967B2 (en) | Multi-level dc bus inverter for providing sinusoidal and PWM electrical machine voltages | |
CA1102869A (en) | Power circuit for variable frequency, variable magnitude power conditioning system | |
WO1990007225A1 (en) | Control for producing a low magnitude voltage at the output of a pwm inverter | |
SU1387148A1 (en) | Method of converting d.c. voltage to 3-phase a.c. voltage | |
Fukuda et al. | Using harmonic distortion determining factor for harmonic evaluation of carrier-based PWM methods | |
Fukuda et al. | Harmonic evaluation of carrier-based PWM methods using harmonic distortion determining factor | |
US4599686A (en) | Method and apparatus for driving a transistorized polyphase pulse inverter | |
SU1700720A1 (en) | Device to control the three-phase bridge inverter | |
ES2357852T3 (en) | DEVICE AND PROCEDURE FOR CONTROLLING SERIAL CONNECTED INVESTORS. | |
SU1418872A1 (en) | Device for controlling single-phase bridge inverter | |
SU1319224A1 (en) | A.c.electric drive | |
SU1376209A1 (en) | Method of controlling revolutions of three-phase induction motor | |
Kumar et al. | Performance evaluation of multi-level inverter fed open-end winding IM drive under two different modulation schemes | |
SU576651A1 (en) | Method of controlling voltage inverter | |
SU748793A1 (en) | Three-phase bridge inverter control method | |
SU1517109A1 (en) | A.c. electric drive | |
RU2042176C1 (en) | Method of controlling switching unit of booster transformer for measuring voltage | |
SU1495964A1 (en) | Dc-to-quasi-sine-voltage converter | |
RU1823128C (en) | Independent power system of stable frequency | |
SU1282283A1 (en) | Method of controlling converter with direct coupling for supplying power to induction motor | |
SU1095344A1 (en) | Method of adjusting direct-type three-phase frequency converter | |
RU2155365C2 (en) | Procedure controlling alternating voltage | |
SU1128362A1 (en) | A.c.drive | |
RU1830610C (en) | Frequency-adjustable electric drive with immeduate multivalve frequency converter |