SU1485366A1 - Способ управления непосредственным преобразователем частоты - Google Patents

Description

Изобретение относится к электротехнике и м.б. использовано для управления непосредственными полупроводниковыми преобразователями частоты, предназначенными для ступенчатого регулирования частоты вращения электродвигателей, преимущественно вентиляторов и насосов. Целью изобретения является повышение быстродействия управления и упрощение реализации. Устр-во содержит блок 3 импульснофазового регулирования, преобразующий сетевое напряжение в импульсы управления тиристорами 1 в соответствии с углом задержки οί , задавав<£>

зи „„1485366

	с--
ЦЭД-

=0-0

ЧЭВ

Фиг 3

3

1485 366

4

мым в блоке 4 уставок задержки. Блок 6 формирования напряжения модуляции состоит из формирователей 7 прямоугольного напряжения, делителей 8 частоты и. умножителей 10 частоты с соответствующими.блоками 9, 11 уставки. Сигналы от блока 12 развертки и усилителей 16 подают на входы блока 17 нуль-органов. Развертывание прямоугольного задающего напряжения

и_п в пилообразное позволяет по ве личине амплитуды в точке сравнения определить длительность θ' интервала

$ сохранения знака модулирующего напряжения. Следовательно, операция вычитания амплитуд модулирующего и сетевого напряжений позволяет судить о длительности интервалов совпадения

10 их знаков. Разность амплитуд фиксируется мгновенно о 3 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления простейшими маловентильными непосредственными преобразователями частоты, предназначенными для ступенчатого,регулирования (вниз 20 от номинальной угловой скорости) частоты вращения электродвигателей, преимущественно вентиляторов и насосов.

Целью изобретения является повы- ‘25 шение быстродействия управления и уп-роще!ше реализации.

На фиг. 1 отражен процесс формирования трехфазного выходного напряжения для выходной частоты £^=30 Гц; 30 на Зиг. 2 - диаграммы формирования трехфазного выходного напряжения для

к 5

модулирующей частоты £„,=£, — =50 у =

=35,7 Гц; на фиг. 3 - пример реали- 35 зации предложенного способа управления .

В соответствии с предложенным способом управления формируют двухполярное синхронизированное с сетью задаю- 49 щее прямоугольное напряжение

(фигс 1) с частотой £^=£, ~ , где ί,'’^-

частота сети; к=1, 2, 3, п=1, .

2, Зс.. - целые числа, причем к<п, 45 соответствующее заданной скорости двигателя, а также двухполярное,синхронизированное с соответствующей фазой сети модулируемое напряжение Ц ; прямоугольной формы с частотой £, .

Затем задающее прямоугольное напряжение преобразуют в разнополярное напряжение пилообразной формы той же частоты (Ц^,; (фиг. 1), где ί=Α,

В, С - индекс фазы). Амплитуду модулируемого напряжения и_о; задают прямо пропорциональной отношению частот модуляции £^ и питающей сети £ _ή.

После формирования указанных сигналов Ц^,; и и_о; осуществляют их сравнение и при положительном знаке их

разности на интервале Т_с, когда Я

Ц _; и ₀; формируют сигнал разрешающий прохождение управляющего импульса (с фазой отпирания об) на тиристоры силовой части.

На фиг. 1 приняты следующие обозначения: и_А, и_е, и с - сетевые напряжения на интервалах включения тиристоров; 1_Д, ΐ₆, 1_с - ток двигателя на этих интервалах; Ц^; , - прямоугольные и пилообразные задающие фазные напряжения соответственно (ϊ=Α, В, С); и₀; - модулируемое напряжение (по фазе соответствующее сетевым напряжениям); Т, - период сети; - период повторяемости крие е ^к

вой; 1_т - частота модуляции £^=£= =50 | =30 Гц.

Устройство для реализации предложенного способа (фиг. 3) состоит из силовой части, содержащей три пары встречно-параллельно включенных тиристоров 1, подключенных к обмоткам двигателя 2 и управляющей системы, включающей синхронизированный с питающей сетью блок 3 импульсно-фазового регулирования, преобразующий сетевое напряжение в импульсы, управляющие тиристорами 1 в соответствии с углом задержки об, задаваемом в блоке 4 уставок задержки; выходы трехканального блока 3 соединены с входами блока 5 схем совпадения, осуществляющих передачу отпирающих импульсов. .Трехканальный (по числу фаз), блок 6 формирования напряжения модуляции включает в себя формирователи 7 прямоугольного напряжения, делители 8 частоты, коэффициент η деления которых задают в узле 9 уставки,· и умножители 10 частоты, коэффициент умножения которых к задают в узле 11 ус5

1435366

6

тавки. Выхода блока 6 подключены к трехканальному блоку 12 развертки, содержащему три развертывающих элемента 13 и три инвертора 14. Вторые выходы формирователей 7 подсоединены к входам усилителей 15. Вторые входы усилителей 15 и 16 подсоединены к блокам 9 и II уставок. Сигналы от блока 12 развертки и усилителей 16 подают ю на входы блока 17 нуль-органов. Выходы нуль-органов соединены с соответствующими схемами совпадений блока 5.

Работа устройства происходит следующим образом. 15

Система 3 импульсно-фазового управления вырабатывает непрерывную последовательность отпирающих импульсов.Угол включения об определяется для каждой выходной частоты заранее и 20 задается программно в зависимости от частоты модуляции £^,. Частота модуляции определяется в зависимости от требуемой частоты вращения двигателя , путем выбора уставок коэффициентов ' 25

деления η и умножения к. При прохождении прямоугольного сигнала ие. с частотой £-( · через делитель 8 и узел 9 его частота изменяется в соответствии с выражением £ =£, — к. В усилим * η

те'лях 15 и 16 производится изменение амплитуды сигнала Ъ’_о в зависимости от коэффициента усиления, пропорционального выбранным коэффициентам кип.

Умножители и делители частоты, устройства развертки прямоугольного напряжения в пилообразное выполнены по известным принципам. Модулируицее ^ишА’'^итв’ ^итг^и модулируемое напряжение и™=и_л - к сравнивают в блоке

о о_п

ПА

нуль-органов: при υ„,;~υ_ο: > 0 выдается сигнал на разрешение подачи отпирающих импульсов от блока 3 и тиристорами 1. Инверторы 14 служат для инвертирования фазы напряжения развертки.

Переход от одной частоты к следующей осуществляется путем изменения частоты модуляции и углаобр

Изменение коэффициента усиления усилителей 15 и 16 при регулировании выходной частоты производится за счет регулирования напряжения' смещения усилителя, имеющего постоянный коэффициент усиления: при изменении /коэффициента η пропорционально уменьшается амплитуда входного стандарт30

35

40

45

50

55

лого сигнала I! , т е. 'и,, = ---· ;

о ’ °|ч η

при изменении коэффициента к пропорционально увеличивается амплитуда двухполярного входного сигнала и_о( /к.

Таким образом, при изменении коэффициентов η и к управляют частотой модуляции £_т и амплитудой напряжения и₀.

Преимущество предложенного способа управления заключается в том, что преобразование прямоугольного задающего напряжения и_м в пилообразное

позволяет ио величине амплитуды в точке сравнения определить длительность Т_с интервала сохранения знака модулирующего напряжения. Следовательно, операция вычитания модулирующего и сетевого напряжений позволяет судить о длительности интервалов совпадения их знаков. Разность сигналов фиксируется мгновенно, быстродействие системы управления преобразователя увеличивается, предварительное запоминание результата сравнения знаков в регистре памяти не требуется, что упрощает устройство, реализующее предлагаемый способ и повышает надежность работы преобразователя.

Использование предлагаемого способа управления упрощает наладку и диагностику преобразователя за счет снижения сложности системы управления, улучшает энергетику электропривода в процессе разгона двигателя за счет одновременного изменения частоты и амплитуды напряжения на выходе преобразователя. Потери в нагрузке снижаются при этом в среднем на 8-Юл.

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ управления непосредственным преобразователем частоты для ступенчатого регулирования скорости асинхронного двигателя, заключающийся в том, что для фюрмирования выходного напряжения формируют двухполярное, синхронизированное с сетью задающее прямоугольное напряжение и^; с час' к

   тотои £ =£ ”, , соответствующее заданной скорости двигателя, и двухполярное, синхронизированное с соответствующей фазой питающей сети модулируемое напряжение и₀; прямоугольной

   7

   1485366

   8

   формы с частотой ί_θ=ί₁₅ используют операцию выявления интервалов Т_с совпадения знаков модулирующего сигнала частоты и модулируемого напряжения и₀; частоты £, ив течение этого интервала формируют разрешающий сигнал на отпирание соответствующих тиристоров силовой части, отличающий ся тем, что, с целью повышения быстродействия управления и упрощение реализации, прямоугольное напряжение преобразуют

   в раэнополярное пилообразное напряжение той же частоты и используют его в качестве упомянутого модулирующего сигнала, амплитуду модулируемого напряжения и · задают прямо пропор§ циональной отношению частот модуляции £„,.н питающей сети £, , а операцию выявления интервала Т_с осуществляют на основе сравнения модулирую10 щего и модулируемого сигналов при

   положительном знаке их разности, где £^ - частота сети; к=1, 2, 3,_о._о; п=1, 2, 3,._о. - целые числа, причем к^п, а ΐ=Α, В, С - индекс фазы.