SU1492434A1 - Способ управлени трехфазным регулируемым мостовым инвертором - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  автономными инверторами, вход щими в состав систем частотно-регулируемого электропривода переменного тока. Целью изобретени   вл етс  улучшение качества процесса регулировани  трехфазного мостового инвертора. Способ управлени  базируетс  на алгоритме 180-градусного управлени  ключами трехфазного инвертора, характеризующемс  попеременным созданием дл  вентилей разных фаз инвертора 180-градусных интервалов проводимости и закрытого состо ни , посередине которых, внутри тактовых интервалов 60-градусных продолжительностей, формируютс  соответственно сигналы (импульсы) выключени  и включени  вентилей, количество которых последовательно измен етс  в ходе регулировани  выходной частоты инвертора. При этом абсолютные значени  временных интервалов между центрами управл ющих сигналов на половинах каждого тактового интервала оставл ют неизменными, регулирование частоты выходного напр жени  инвертора осуществл ют за счет посто нной поэтапной вариации длительностей пауз между импульсами управлени  и самих управл ющих импульсов на центральных участках упом нутых тактовых интервалов. Дл  поддержани  посто нства отношени  величины среднего на полупериоде значени  выходного напр жени  инвертора к частоте на поддиапазонах регулировани , на которых регулирование осуществл етс  за счет изменени  продолжительности центральных пауз, длительности сигналов управлени  варьируют в зависимости от значений выходной частоты и от количества вырабатываемых импульсов управлени . Внутри зон регулировани , на которых в центрах тактовых интервалов формируютс  управл ющие импульсы измен емых длительностей, продолжительность остальных сигналов управлени  оставл ют неизменной. 4 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  автономными инверторами , вход щими в состав систем частотно-регулируемого электропривода переменного тока.

Цель изобретени  - улучшение качества процесса регулировани  выходного сигнала трехфазного инвертора за счет плавного перехода от одного поддиапазона регулировани  к другому .

На фиг. 1 приведены временные диаграммы применительно к варианту шестикратного регулировани  частоты и величины выходного напр жени  инвертора (N 6); на фиг. 2 - функциональна  схема устройства; на фиг. 3 - временные диаграммы работы

92434

соответственно 95, 1 05 и 1 1 5эл .град. и 275, 285 и 295 эл.град.

Увеличение выходной частоты ин- - вертора сопровождаетс  пропорциональным уменьшением прот женности тактовых интервалов. Абсоютные значени  временных интервалов между центрами управл ющих сигналов на 10 половине каждого тактового интервала при управлени  согласно предлагаемому способу на всем диапазоне регулировани  остаютс  неизменными, чем обеспечиваетс  посто нство средней ч.астоты

устройства; на фиг. 4 - источник опор-15 коммутации вентилей силовой схемы.

ного напр жени .

На верхней временной диаграмме (фиг, 1 а) и соответствующей начальной (минимальной) выходной частоте FP преобразовател  показаны сигналы (импульсы) управлени , поступающие на один из наход щихс  в провод щем состо нии вентилей катодной группы трехфазной мостовой схемы инвертора на тактовом интервале от 60 до 120 эл.град. и вызывающие на этом интервале его периодическое запирание . Ниже приведен соответствующий участок кривой линейного выходного напр жени  инвертора. В данном случае тактовый интервал от 60 до 120 эл.град. разбит на 6 отрезков одинаковой длительности, равной 10 эл.град., внутри и посередине каждого из которых формируютс  управл ющие импульсы прот женностью N-1

Д, 10N

8,33 эл.град. (в абединицах

N-I 6F,N

До определ етс  2jg Р ) При этом

местоположени  середин управл ющих сигналов С . , С IJ, С JP на первой половине тактового интервала, вычис21-1

л емые как С

60 (1 ч- ),

-- - 2N ответственно равны С ,о 65 эл.град

lo

75 эл.град., С ,0 85 эл .град

На тактовом интервале от 240 до 300 эл.град. аналогичным образом вырабатьшаютс  сигналы на включение, местоположени  центров включающих импульсов на первой половине тактового интервала при этом равны соответственно 245, 255 и 265 эл.град. ,На вторых половинах тактовых интервалов начальные местоположени  середин импульсов управлени  равны

Относительные координаты местоположени  середин i-x импульсов управлени  С,- на первых половинах тактовых интервалов в каждый момент времени , завис т при этом от текущего значени  выходной частоты F преобразовател  и определ ютс  в угловых величи5

нах соответственно как

F 60(F-Fo)

.

С,

40

FO

240(F-Fo)

эл.град., и С ; С

на вторых половинах

0

5

0

5

тактовых интервалов сигналы формируют симметрично.

Регулирование частоты выходного напр жени  инвертора при рассматриваемом алгоритме управлени  осуществл етс  за счет посто нной поэтапной вариации длительностей пауз между импульсами управлени  и самих управл ющих импульсов на центральных участках тактовых интервалов. При этом дл  поддержани  посто нства отношени  величины выходного напр жени  к частоте на поддиапазонах регулировани , на которых регулирование осуществл етс  за счет изменени  продолжительности центральных пауз, длительности сигналов управлени  варьируют в зависимости от значений выходной частоты F и от количества формируемых сигналов i на каждой половине тактовых интервалов в соот0

ветствии с Напр жением 1

Л

121

5

(-- ) . На поддиапазонах регу- F

лировани , на кототорых в центрах тактовых интервалов формируютс  управл ющие импульсы измен емых длительностей , продолжительность остальных сигналов управлени  не зависит от текущих значений выходной частоты инвертора и определ етс  и:

соотношени 

;,

i-l

При

ЗКГЛ21-1) этом на всем диапазоне регулировани описанный алгоритм подачи управл ющих импульсов обеспечивает независимость формы кривой выходного па- пр жени  от параметров нагрузки.

На первом поддиапазоне регулировани  выходной частоты F инвертора вверх от начального значени  изменение частоты (длительности периода производ т путем изменени  продолжительности центральных на тактовых интервалах пауз с одновременным изменением (уменьшением) длительностей сигналов управлени  в соответствии с зависимостью А 1 . 1 J 1

J(L. F,N

i,J..

36 V бР/

Ука3NF .,(2i-l)

45F.

/ О

шем повышении частоты . N(2i-l)

до

значени 

занныи процесс продолжаетс  вплоть до момента достижени  выходной частотой инвертора значени  F

N(2i-l)30

° о (2i-l)(2i+l) -2i 29 о Р котором продолжительность центральной паузы принимает нулевое значени

Дпительность Д первых двух на половине тактовых интервалов импульсов управлени  в отмеченный момент времени принимает значение Л

i-l 1

и при дальнео (21-1)2-2(1-1) 6(2-3-1)

30 21

оста 0 (2-3-1)-2 (3-1) етс  неизменной,

В середине тактовых интервалов на этом поддиапазоне регулировани  формируетс  третий по счету управл ющий импульс, продолжительность которого плавно измен етс  при увеличении выходной частоты от величины, равной двойной длительности остальных сигналов управлени , до нулевого значени  и момента достижени  выходной частотой величины F . Отмеченный поддиапазон управлени  иллюстрируетс  временньми диаграммами, приведенными на фиг. 1б.

На следующем подынтервале управлени , характеризующемс  налич 1ем паузы регулируемой длительности в серединах тактовых интервалов, продолжительности А оставшихс  внутри тактовых интервалов четырех импуль

2) измен ютс  в 1 I

-)

iTIV

L fJL

24 Т выходной

-) вплоть до достижени 

6F

частотой преобразовател 

N(2i-l)

0

значени  F о (2i-l) (2iM )-2i 18

гг FJJ , при котором центральна  пауза уменьшаетс  до нул . Этому этапу регулировани  соответствуют вре5 менные диаграммы сигналов управлени  и выходного напр жени  преобразовател , приведенные на фиг. 1в.

На фиг. 1г представлены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс

0 регулировани  выходного сигнала инвертора на следующем этапе, на котором внутри тактовых интервалов формируетс  по три управл ющих импульса (i 2) и регулирование выходной

5 частоты осуществл етс  за счет изменени  продолжительности центрального импульса управлени  при неизменной длительности остальных импульсов, i-l I

0

равной

Д

3NF,,(2i-l)

54F,

Верх

н   граница отмеченного этапа регулировани  фиксируетс  в момент достижени  выходной частотой инвертора значени 

. N(2i-l) JS. ,

o(2i-l) -2(i-l) 7 °

F;

Дальнейшее увеличение выходной частоты F сопровождаетс  последовательным плавным уменьшением продол- жительностей двух формируемых на тактовых интервалах сигналов управлени  (i 1, фиг.1д), производимом в соответствии с зависимостью

L Д-.J р.Г 12 Т 6F/

J (1L

12i Ч

зплоть до уменьшени  значени  Л до нул , достигаемого при f - - г- N(2i-l) ,

50 (2i-l)()-2i °- ответствует моменту достижени  выходным напр жением своего максимального значени , и соответственно, достижению номинального значени 

55 выходной частоты инвертора (этот момент отображен на временных диаграммах , приведенных на фиг. 1е) Крива  линейного выходного напр жени  инвертора при формируетс   э последов;1те.-,иос ги выходных  м- пульсов с продолжител1)Ност ми и 120 эл.град. Последующее увеличение выходной частоты преобр зовател  осуществл етс  при неизменной (млкси мальной) величине выходного напр жени , что соответст }ует режиму посто нства мощности применительно к час- тотно-регулируемому асинхронному электроприводу переменного тока.

Функциональна  схема устройства управлени  регулируемым инвертором, осуществл ющего предлагаемый способ управлени , приведена на фиг. 2. Дл  определенности прин то, что число основных источников посто нного напр жени  в схеме равно двум (п 2). При этом N 2п 1 , т .е . в данном случае устройство реализует св занное линейное регулирование частоты и величинь выходного напр жени  инвертора в диапазоне п тикратного изменени  частоты.

Генератор I тактовых иьшульсов , частота следовани  которых определ ет выходную частоту инвертора, св зан с регистром 2 и с генератором 3 развертывающего пилообразного на- пр жени . Регистр 2 св зан своими выходами с соответствующими входами логического распределител  4 управл ющих импульсов. Выход генератора 3 соединен с датчиком 5 амплитуды пи- лообразного напр жени , сигнал с (выхода которого поступает через усилитель 6 на управл ющую цепь усилител  7,а также на плюсовой вход сумматора 8, минусовой вход которого по ключен к вспомогательному источнику 9 посто нного напр жени .

Выход генератора 3 пилообразного напр жени  соединен также с первыми входами компараторов 10-15, включаю- пщх в свой состав выходные формирователи коротких однопол рных импульсов , которые через элемент ИЛИ 16 св зань с входом счетного триггера 17. Выход триггера 17 присоединен к основному входу распределител  4. Вторые входы компараторов 10-15 соответственно через управл емые ключи 18-23 соединены с выходами сумматоров 24-28 и 8 . Плюсовые входы сум- маторов 24, 26 и 28 и минусовые входы сумматоров 25 и 27 св заны с источником 29 управл ющего напр жени , другие плюсовые входы сумматоров 23 и 2Ь соединены с источником 30 nor-i (го напр жени . KpiiMe того , третий ПЛК1СОВОЙ вход сумматора 26 и второй минусопыГ вход сумматора 25 св заны с выходом усилител  7. Другие плюсовые входы сумматоров 27 и 28 подключены к источнику 31. Третий плюсовой вход сумматора 28 и второй ми 1усовой вход блока 27 подключены к выходу усили1ел  7.

Выход сумматора 8 присоединен к первым Входам блоков 32-36 сравнени , вспомогательный источник 9 подключен к входам сумматоров 37 и 38. Вторые входы блоков 32 и 33 сравнени  св заны соответственно с выходами сумматоров 28 и 26, а блоков 34, 35 и 36 - соответственно с выходами сумматоров 24, 37 и 38. Пр мые выходы б. юков 32 и 33 сравнени  соединены с управл ющими цеп ми ключей 22 и 20, пр мые выходы блоков 34, 35 и 36 св заны соответственно с управл ющими цеп ми ключей 18, 19 и 21 , входы блоков 35 и 36 соединены также с входами элементов И 39 и 4и, на другие входы которых поступают сигналы с инверсных выходов блоков 33 и 32 сравнени . Выходы элементов И 40 и 39 присоединены через элемент ИЛИ 44 к управл ющей цепи ключа 23. К вхду узла ИЛИ 44 подключен также инверсный выход блока 34 сравнени . Вторые входы компараторов 10, 12, 14 и 15 св заны с плюсовыми входами мно говходового сумматора 41 , минусовые входы которого присоединены к вторым входам компараторов 11 и 13. Выход сумматора 41 соединен с минусовым входом сумматора 42, на плюсовой вход которого приходит сигнал источника 43 посто нного напр жени . Выход сумматора 42 св зан с входом усилител  7, имеющего переменный коэффициент передачи.

Временные диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства на полупериоде выходной частоты инвертора, изображены на фиг.З. Обозначени  сигналов на временных диаграммах, приведенных на фиг. 3, соответствуют напр жени м на выходах блоков с аналогичными числовыми обозначени ми, приведенными на фиг. 2. В основе работы схемы лежит вертикальный прин дап управлени . Частота следовани  тактовых импульсов генератора 1 на всем диапазоне регулировани  в

12 раз превышает выходную частоту преобразовател . Импульсы генератора 1 поступают на вход генератора 3 пилообразного напр жени , выходной развертьшающий сигнал Uj которого имеет посто нную в обе стороны крутизну и измен ющуюс  в зависимости от частоты следовани  импульсов генератора 1 амплитуду. При этом прот женность периода сигнала Uj генератора 3 в два раза превышает длительность интервала между двум  соседними импульсами генератора 1, соответственно частота сигнала U в шесть раз превьпчает выходную частоту инвертора. Амплитуда напр жени  УЗ посто нно фиксируетс  датчиком 5 амплитуды, напр жение Uj с выхода которого поступает на сумматор 8, ко торый осуществл ет вычитание из амплитуды сигнала Vg небольшого по абсолютной величине напр жени  источ ника 9. Напр жение U генератора 3 развертки посто нно поступает на вхо ды компараторов 10-15, где сопоставл етс  с сигналами U,, и U,, сумматоров 24-18 и 8, поступающими на вторые входы компараторов 10-15 через ключи 18-23.В моменты равенст

2. 1 2п+1

и

5т

2 -i 2n+l

и

5m

Чз

2n+l

-Uj 0,2.U5p,,

19

U43

2n+l

где ffn - максимальна  амплитуда сигнала на выходе датчика 5 амплитуды пилообразного напр жени , наблюдаема  при низшей выходной частоте инвертора. Напр жение на выходе сумматора 41 при этом равно амплитуде сигнала источника 43, соответственно напр жение на входе и выходе усилител  7 близко к нулю.

Выбор амплитуд сигналов источников опорного напр жени  системы управлени  преобразователем в соответствии с приведенными выражени ми обеспечивает базовую начальную длительность импульсов управлени  и.

ва напр жений на входах компараторов 10-15 благодар  наличик выходных t)op мирователей на их выходах вырабатьгааg ютс  короткие однопол рные импульсы, которые соответствуют моментам формировани  фронтов кривой выходного напр жени  инвертора, и через элемент ИЛИ 16 поступают на вход счет10 ного триггера 17, вызыва  его периодическое срабатывание (сигнал U, на фиг. 3)

Временные диаграммы, приведенные на фиг. 3, соответствуют нижнему час15 тотному диапазону работы, полуволна линейного выходного напр жени  инвертора при этом формируетс  из максимального количества импульсов (в рассматриваемом случае - из один- 20 надцати импульсов). Выходной сигнал сумматора 8 превышает амплитуды напр жений других узлов, в св зи с чем сигналы с пр мых выходов блоков 32-36 сравнени  замыкают ключи 18-22.

25 Ключ 23 в данном режиме работы инвертора разомкнут. Величины напр жений i-x основных источников 30 и 31 и источника 43, а также источника 29 управл ющего напр жени  в общем случае определ ютс  из соотношений

30

2. I 2-2+1

и

fm - 0. Uj,

0,8 Us,

0, 2-2+1

0.04 Uj,

соответственно, импульсов кривой линейного выходного напр жени  инвертора , эквивалентную начальным длительност м импульсов, приведенным Bbmie.

Алгоритм работы устройства в процессе регулировани  частоты базируетс  на принципе поддержани  посто нства абсолютной величины суммарной длительности импульсов в полуволне линейного выходного напр жени , инвертора. Это обеспечиваетс  функционированием контура внутренней обратной св зи устройства, включающего -сумматоры 41 и 42, источник 43

IIU

и усилитель 7, а также соответствук щим пор дком пореклк1чени  ключевых элементов 18-23 . При этом благодар  посто нной в обе стороны крутизне сигнала U. генератора 3 раэвер7ки на всем диапазоне регулировани  реализаци  функциональных зависимостей между продолжительностнми импульсов управлени  и значением выходной частоты осуществл етс  автоматически. Границы переходов от одного поддиапазона регулировани  к другому (переходные значени  выходной частоты инвертора) также определ ютс  автоматически при помощи блоков 32-36 сравнени , управл ющих работой ключе 18-23.

Рассмотрим алгоритм функционировани  системы управлени . Повьш1ение частоты выходного сигнала преобразовател , вызываемое соответствующим изменением частоты следовани  тактовых импульсов генератора 1 , сопровождаетс  пропорциональным изменением (уменьшением) амплитуды сигнала Uj генератора 3 развертывающего напр жени . При этом в определенный момен времени величина сигнала Ug, равного разности напр жений U датчика 5 амплитуды и сигнала Ug источника 9, сравниваетс  с амплитудой напр жени  на выходе сумматора 28. Начина  с этого момента, по команде с пр мог выхода блока 32 сравнени  размыкаетс  ключ 22 и по команде с инверсного выхода блока 32 замыкаетс  ключ 23. Амплитуда сигн;1ла на выходе сумматор 41 на этом поддиапазоне регулировани  несколько уменьшаетс , на выходе сумматора 42 по вл етс  разностный сигнал положительной пол рности, передаваемый через усилитель 7 на вход сумматоров 24-28,что способетвуетрас- щирению продолжительностей выходньгх импульсов инвертора и увеличению выходного сигнала сумматора 41.

Этот процесс продолжаетс  до тех пор, пока не сравн ютс  абсолютные величины сигналов сумматора 41 и источника 43, что соответствует услови линейного пропорционального роста выходной частоты изменению среднего На полупериоде значени  выходного напр жени  трехфазного инвертора. Величина первой гармоники выходного напр жени  инвертора измен етс  при этом также практически линейно. Сумматор 42,  вл ющийс  опорным сумма4

тором схемы, допускает подклкмение корректирующих - цепей обратных св зей с выхода преобразовател , что важно дл  устройств, вход щих в состав систем частотно-регулируемого электропривода переменного тока.

В процессе дальнеГмиего повьшюни  выходной частоты инпертора после того

как сравн 1 тс  амплитуды сигналов Ug и L jj , по сигналам блока 36 сравнени  дополнител1;Но размыкаютс  ключи 21 и 23, на четверти периода кривой выходного напр жени  начинает

формироватьс  на два и myльca меньше, а на полупериоде, соответственно, на четыре выходных импульса меньше. При дальнейшем увеличении частоты последовательно размыкаютс : ключ

20 (ключ 23 при этом замыкаетс ) и затем ключи 19 и 23. Контур внутренней обратной св зи системы, включающий сумматоры 41 и 42, источник 43 и усилитель 7, обеспечивает на

всем диапазоне регулировани  посто нство абсолютного значени  суммы продолжительностей импульсов, составл ющих полуволну выходного напр жени , величина среднег о -на полупериоде напр жени  растет при этом линейно с увеличением выходной частоты. Увеличение коэффициента передачи усилител  7, наблюдаемое прг-; уменьшении амплитуды сигнала с выхода

согласующего усилител  6, способствует улучшению качества переходных процессов в системе в процессе изменени  частоты. Коэффициент передачи усилител  7 при этом на всем диапазоне регулировани  меньше единицы.

Па верхнем частотном поддиапазоне работы инвертора, когда амплитуда сигнала U сумматора В сравн етс  выходным напр жением V сумматора

24, сигнал с пр мого выхода блока 34 сравнени  размыкает ключ 18, а сигнал с инверсного выхода блока 34 замы - кает ключ 23. На полупериодах кривой выходного напр жени  при этом формируетс  по три импульса (центральный и два крайних с половинными, по сравнению с центральным, длительност ми ) , разделенных между собой временными интервалами минимально допустимьгх прот женностей по условию обеспечени  требуемого времени восстановлени  коммутационным узлам силовой схемы инвертора своих запирающих свойств. Величина этого временного

const), рассмотренному выше.

интерпплп дл  cxt M нл бып ркленс г- вующих тиристорах не преньпп е 100 МКС, обеспечиваетс  соответствующим выбором амплитуды сигнал  вспомогательного источника 9 и не оказывает заметного вли ни  на ход регулировочной характеристики преобразовател . Величина выходного напр жени  инвертора на верхнем частотном диапазоне близка к максимальному значению и при дальнейшем повышении частоты остаетс  на этом уров

Нар ду с реализацией близкого к пропорциональному закону изменени  величины напр жени  от частоты

4

структура устройства может служить опорной дл  реализации других закон регулировани  выходных параметров трехфазного инвертора, что достигаетс  дополнительным включением между выходом сумматора 41 и входом сумматора 42 нелинейного блока 44 . Так, в качестве блока 44 может быть использован блок извлечени  квадратного корн . В этом случае выходна  частота преобразовател , задаваема  сигналом генератора 1 тактовых импульсов, поддерживаетс  пропорциональной корню квадратному из величины среднего на полупериоде значени  выходного напр жени , эквивалентного в данной схеме величине выходного сигнала сумматора 41. При этом на всем диапазоне регулировани 

F

--- const , или, что идентично,

Vu

-- const. Этот закон регулировани  соответствует квадрат1{чной зависимости момента нагрузки (асинхронного двигател ) от угловой скорости и квадратичной зависимости максимального момента идеализированного двигател  от напр жени  и частоты и в р де случаев  вл етс  более экономичным (например, в случае регулировани  вентил торных нагрузок с пониженными значени ми диапазона регулировани ),

Выбор величины напр жени  источников 29 и 43 при реализации э . ого закона регулировани  осуществл е с  из соотношений

Us.

(2П+1)

и

79

и..

2п+1

С(м-ллсованио у с игн, U , и и. , нп Рлокои - 4 I и чч осуществл етс  соответствующим подбором внутренних napaNieTpoB блока 44 извлечени  квадратного корн .

Если в качестве блока 44 использовать квадратор Сблок возведени  н квадрат), то устройство управлени  позвол ет реализовать закон регулировани  нагрузки в соответствии

I

const. Дейстс соотношением

VF

внтельно, в этом случае изменение величины среднего на полупериоде значени  выходного напр жени  АЙН, определ емого сигналом, поступающим на плюсовой вход сумматора 42, осуществл етс  пропорционально корню квадратному от величины частоты

и

(-- const, или, что эквивалентно,

Ь ч

-- const; . Указанный закон регуVF

лировани  может быть использован дл  экономичного регулировани  нагрузок с посто нной мощностью.

Расчет опорных значений сигналов и U,gприменительно к последнему закону управлени  осуществл етс  в соответствии с соотношени ми

и 5

и

19

2т1+

5

и

Реализаци  зависимости --j const, тождественной варианту св занного регулировани  частоты и величины действующего значени  выходного напр 0 жени  инвертора, может быть также осуществлена , в случае отсутстви  блока функционального преобразовани , путем соответствующего нелинейного изменени  сигнала источника 43 опорного на5 пр жени . Блок 43 при этом состоит (фиг. 4) из последовательно соединенных делител  45, блока 46 извлечени  квадратного корн  и перемножител  47, на второй вход которого поступает

0 сигнал источника 48 посто нного напр жени . Входы делител  45,  вл ющиес  в этом случае входами блока 43, св заны с выходами сумматора 41 и усилител  6 (коэффициент передачи усили5 тел  6 здесь равен единице). Амплитуды сигналов источников 29 и 48 определ ютс  из соотношений

Usmи 4,

и I

и

48

2п+1

19

() процессе работы схемы сигнал U

41

С выхода сумматора ч1, величина которого пропорциональна суммарной на полупериоде прод(1лжительности выходных импульсов инвертора, делитс  при помощи делител  45 на величину, пропорциональную максимальной суммарной длительности выходных имцульсов, поступающую через усилитель 6 с выхода датчика 5 амплитуды пилообразного напр жени . Величина частного от .делени  выходных сигналов блоков А1 и 5, получаемого на выходе делител  45, при этом тождественна текущему значению коэффициента глубины регулировани , корень квадратный из которого извлекаетс  блоком 46 извлечени  корн . Сигнал блока 46 перемещаетс  с сигналом источника 48 посто нного напр жени  в перемножителе 47, выход которого служит в этом варианте выходом источника 43 опорного напр жени  и св зан с плюсовым входом сумматора 42. На всем диапазоне регулировани  при этом в системе автоматически поддерживаетс  посто нство соотношени  между величиной среднего на полупериоде значени  выходного напр жени  и возведенным в квадрат значением выходной частоты .

Трехразр дный регистр 2 системы управлени , вьтолн ющий функции пере-А 0,Q, + 0,0,, + Q,U, О,РЗ 0,0 + 6iU,, + 0,0.,Q,U,,,

С QiQj + Q,0, + Q,U,, .

Импульсы управлени  на другие вентили соответствующих фаз инвертора (+А, -В, -С) получаютс  логическим инвертированием соответствующих фазных сигналов на выходе распределител  4 . Импульсы управлени  с выхода распределител  4 и кривые линейных выходных напр жений инвертора и , и «с и изображены на

Л В

фиг. 3.

Таким образом, предлагаемый способ уу1равлени  позвол ет сущЖствен- но улучшить качество св занного реглировани  частоты и величины выходного напр жени  трехфазных мостовых инверторов напр жени  за счет устранени  скачков в действующем значении выходного напр жени  и в вели243А

счетной схемы, осуществл ет деление частоты импульсов, поступающих от тактовог о генератора I , и распределение сиг налов во времени (фазовый сдвиг сигналов).

В цифровой форме выходные состо ни  разр дов QjQ,n регистра 2 за период выходного напр жени  можно по- Q следовательно записать как 100, 001, 000, 101 , 1 10, 1 I I .

Логический распределитель 4 управл ющих импульсов формирует трехфаз15 ную систему импульсов, соответствующую требуемому пор дку переключени  вентилей силовой схемы ра. Распределитель 4, осуществл ющий режим 1 80-градусного управлени 

20 ключами трехфазного мостового инвертора с фазами А, В, С с дополнительными коммутаци ми на средних 60-градусных участках, при котором форма кривой выходного напр жени  на всем

25 диапазоне регулировани  не зависит от параметров нагрузки, представл ет собой логическую схему, в которой осуществл етс  логическое умножение входных сигналов с последую30 пшм логическим суммированием. Логические функции, реализуемые распределителем 4 и поступакнцие в форме сигналов управлени  на соответствующие вентили, имеют следующий вид:

чине его первой гармоники, а также в длительност х и во временном положении выходных импульсов при перехоДб от одного поддиапазона регулировани  к другому при глубоком св занном регулировании параметров выходных сигналов преобразователей. Величина первой гармоники выходного напр жени  измен етс  при этом практически линейно. Это благопри тно сказываетс  на характере протекани  процессов как в преобразовател х, так и в нагрузке (особенно это относитс  к

резкопеременным нагрузкам двигатель- ного типа). Так, при использовании предлагаемого алгоритма управлени  в переходных режимах исключаетс  возможность возникновени  перенапрчже I

НИМ в силовых nfiin:; ииперторов. CTcjHHcTBo средшч nacioTbi коммут;|ции вентилей силовой схемы инверторов способствует обеспечению номинальной злг ручки силовых цепей н.ч всем диа- рег улированм  и уменьшению параметров силовых фильтров на выходе звена посто нного тока преобразователей .

Гармонический состав кривых выходного напр жени  инверторов с рассмотренным алгоритмом управлени  незначительно отличаетс  от аналогичных характеристик преобразователей с классическим UMP и характеризуетс  непрерывностью спектра на всем диапазоне . Плавное, без скачков, изменение величины выходного напр жени  инверторов, питающих асинхронные электрод1 игатели переменного тока , позвол ет повысить надежность и устойчивость функционировани  преобразователей и двигателей в пусковых и переходных режимах и улучшить динамические свойства систем частотно- регулируемого электропривода в целом

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ управлени  трехфазным регулируемым мостовым инвертором с N-кратным св занным регулированием частоты и величины среднег о на полупериоде значени  выходного напр жени , заключающийс  в том, что основные вентили разных фаз инвертора периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом 60 эл . град при этом дл  каждого основного вентил  в течение одного птупериода от О до 180 эл.град. создают интервал проводимости, в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.г рад. создают интервал закрытого состо ни , на тактовых интервалах проводимости 60-120 эл.град. и на тактовых интервалах закрытого состо ни  240- 300 эл.град, формируют соответственно сигналы выключени  и включени  вентилей, кол1гчество которых последовательно уменьшаетс  с ростом вы- ходной частоты F, причем на начальной выходной частоте FC тактовые интервалы разбивают на N подын-ер- налов одинаковой длительности, рав1

   ной ,--,., . внутри каждого из которых oFoN

   ,,,,

   г})чрмн;)уц| Г сигнлл, Ml |к:1Н1чени  и нклм; чени  вен 1 иле 1 г начальной д.1||т ьN-1

   постыл Af. и с местоположе- 6Р,Ы

   НИЯМ1 середин i-x, счита  от на1;алл тактсчвых интериалов , сигналов С,

   С(нттветственно С 60(1+---)эл.град.

   О 1

   и Cj 60 (4 ) . эл.град., о тличающийс  тем, что, с целью повышени  качества процесса регулировани . На всем диапазоне ре- 5 гулировани  местоположени  середин i-x сигналов выключени  и включени  вентилей на участках 60- 90 эл. град, и 240-270 эл.град. определ ют соответственно из функцио0

   нальных зависимостей

   60(F-Fo)

   F

   о

   ° эл.град. и С ; С. 7Г О

   240(F-Fo)

   25

   эл.град., на участках

   90-120 эл.град. и 270-300 эл.град. местоположени  середин остальных сигналов определ ют симметрично, формирование каждого i-ro от начала такто- вого интервала сигнала выключени  и

   включени  вентилей осуществл ют при изменении выходной частоты инвертора от F

   ° о(2-:-0 -2(1-1) при изменении выходной частоты от

   N(21-1)

   FP до F - FO ()(2i+l)-2i

   внутри каждой половины тактовых интервалов формируют по 1 сигналов управлени  с 40 длитс-ль;;остью Л, определ емой из

   функциональной зависимости А . „ .

   (). aпpиF F F

   F

   на кажой половине тактовых интервалов формируют по i-1 сигналов выклк1чени  и включени  вентилей с посто нной длительностью , определ емой из соотношени  Л . f2i-) формируют в середине каждого тактового интервала с длительностью Д , определ емой из функциональной зависимости

   А

   1 (2i-i)-t-4a-i)

   6F 6NFp(2i-l)

   с sj.

   /.

   п п п п п п

   / 60

   -in

   с, с, 30

   п -- п-п п п

   jiiBZnia

   f л

   %д.

   с sj.

   /.

   п п п п

   -in

   30

   -п п п

   да

   w

   fe

   /W