SU1534700A1 - Device for control of three-phase adjustable inverter - Google Patents

Device for control of three-phase adjustable inverter Download PDF

Info

Publication number
SU1534700A1
SU1534700A1 SU884369621A SU4369621A SU1534700A1 SU 1534700 A1 SU1534700 A1 SU 1534700A1 SU 884369621 A SU884369621 A SU 884369621A SU 4369621 A SU4369621 A SU 4369621A SU 1534700 A1 SU1534700 A1 SU 1534700A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
output
inputs
input
outputs
voltage
Prior art date
Application number
SU884369621A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Михайлович Мануковский
Валентин Игоревич Олещук
Александр Сергеевич Сизов
Original Assignee
Отдел Энергетической Кибернетики Ан Мсср
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 Отдел Энергетической Кибернетики Ан Мсср filed Critical Отдел Энергетической Кибернетики Ан Мсср
Priority to SU884369621A priority Critical patent/SU1534700A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1534700A1 publication Critical patent/SU1534700A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при управлении преобразовател ми дл  систем асинхронного электропривода. Целью изобретени   вл етс  уменьшение коммутационных потерь в инверторе в процессе св занного регулировани  частоты и величины выходного напр жени . В инвертор введены усилитель 10 с коэффициентом передачи, равным двум, ключ 20, многовходовой сумматор 21, входы которого соединены со всеми выходами блока 15 обеспечени  коммутационной устойчивости и с выходными клеммами ключей 17 и 20, двухвходовой интегратор 22, входы которого соединены с сумматором 21 и дополнительным источником 23, а выходы подключены к усилителю 10 и сумматору 8. Инвертор позвол ет обеспечить св занное линейное регулирование частоты и величины среднего на полупериоде значени  выходного напр жени , осуществл емое путем поэтапной вариации временного положени  одного из фронтов (переднего или заднего) каждого из выходных импульсов, что снижает общее число коммутаций силовых вентилей особенно в диапазоне повышенных выходных частот преобразовател  и приводит к уменьшению суммарной величины коммутационных потерь. 4 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used in the management of converters for asynchronous electric drive systems. The aim of the invention is to reduce the switching losses in the inverter in the process of associated control of the frequency and magnitude of the output voltage. An amplifier 10 with a transmission coefficient equal to two, a key 20, a multi-input adder 21, whose inputs are connected to all outputs of the switching stability unit 15 and to the output terminals of switches 17 and 20, a two-input integrator 22, whose inputs are connected to an adder 21 and an additional source 23, and the outputs are connected to the amplifier 10 and the adder 8. The inverter allows the coupled linear control of the frequency and average value of the output voltage across the half-period to be achieved by the poet pnoy variation time position of one of the fronts (front or back) of each of the output pulses, which reduces the total number of switching power rectifiers especially in high output frequency range of the transducer and reduces the total size of the switching losses. 4 il.

Description

ЕЫВEyv

иand

WW

СWITH

спcn

соwith

Јь vlV vl

3153431534

двум, ключ 20, многовходовой сумматор 219 входы которого соединены со все- и выходами блока 15 обеспечени  ком- Мутационной устойчивости и с выходными клеммами ключей 17 и 20, двухвхо- довой интегратор 22, входы которого соединены с сумматором 21 и дополнительным источником 23, а выходы подключены к усилителю 10 и сумматору 8. Инвертор позвол ет обеспечить св занное линейное регулирование частотыto two, a key 20, a multi-input adder 219 whose inputs are connected to all and outputs of the block 15 for ensuring commutating stability and to the output terminals of keys 17 and 20, a two-input integrator 22, whose inputs are connected to an adder 21 and an additional source 23, and the outputs are connected to the amplifier 10 and the adder 8. The inverter allows the associated linear frequency control

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управлени  автономными трехфазны- Ии инверторами, вход щими в состав -систем асинхронного электропривода. Целью изобретени   вл етс  уменьшение коммутационных потерь в инверторе в процессе св занного регулиро- вани  частоты и величины выходного напр жени , обеспечиваемое за счет снижени  числа дополнительных коммутаций в силовой схеме преобразовател .The invention relates to electrical engineering and can be used to control stand-alone three-phase AND inverters, which are part of asynchronous electric drive systems. The aim of the invention is to reduce switching losses in the inverter in the process of coupled frequency control and output voltage value, provided by reducing the number of additional commutations in the converter power circuit.

На фиг.I изображена схема устройства; на фиг, 2 - временные диаграммы работы инвертора; на фиг. 3 - пример выполнени  блока формировани  длительностей импульсов и блока обес- печени  коммутационной устойчивости; на фиг,4 - временные диаграммы работы устройства.Fig. I shows a diagram of the device; FIG. 2 shows the timing diagrams of the inverter operation; in fig. 3 shows an example of the implementation of a pulse shaping unit and a switching resistance unit; FIG. 4 shows timing diagrams of the device operation.

Устройство содержит в качестве узлов генератор 1 тактовых импульсов, св занный с трехразр дным регистром 2, выходы которого присоединены к соответствующим тактовым входам логического распределител  3 управл ющих импульсов. Сигнал генератора i посту- пает также на вход генератора 4 пилообразного напр жени , выход которого подключен к входам датчика 5 амплитуды пилообразного напр жени  и блока 6 формировани  длительностей импульсов. Источник 7 опорного напр жени  присоединен к плюсовым входам сумматоров 8 и 9 и суммирующего усилител  10 и к минусовым входам сумма- тороа 11 и 12. Другие плюсовые входы сумматоров 8 и 11, 9 и 12 соединены между собой и подключены соответственно к источникам 13 и 14 посто нного напр жени . Выходы указанных суми величины среднего на полупериоде значени  выходного напр жени ,осуществл емое путем поэтапной вариации временного положени  одного из фронтов (переднего или заднего) каждого из выходных импульсов, что снижает общее число коммутаций силовых вентилей особенно в диапазоне повышенных выходных частот преобразовател  и приводит к уменьшению суммарной величины коммутационных потерь. 4 ил.The device contains as nodes a clock pulse generator 1 associated with a three-bit register 2, the outputs of which are connected to the corresponding clock inputs of the logic distributor 3 of control pulses. The generator i signal is also input to the generator 4 of the saw-tooth voltage, the output of which is connected to the inputs of the sensor 5 of the amplitude of the saw-tooth voltage and the pulse duration shaping unit 6. The source 7 of the reference voltage is connected to the positive inputs of adders 8 and 9 and summing amplifier 10 and to the negative inputs of sum-toro 11 and 12. Other positive inputs of adders 8 and 11, 9 and 12 are interconnected and connected to sources 13 and 14, respectively constant voltage. The outputs of these sumi values of the half-period average value of the output voltage carried out by gradual variation of the temporal position of one of the fronts (front or rear) of each of the output pulses, which reduces the total number of switching power gates, especially in the range of increased output frequencies of the converter and leads to a decrease total switching losses. 4 il.

маторов присоединены к соответствующим входам блока 15 обеспечени  коммутационной устойчивости. Четыре соответствующих основных выхода блока 15 подключены к входам блока 6 формировани  длительностей импульсов. Два вспомогательных выхода блока 15, число которых в общем случае равно п, соединены через элемент ИЛИ 16 с управл ющей цепью ключа 17,mators are connected to the corresponding inputs of the block 15 for ensuring switching stability. Four respective main outputs of block 15 are connected to the inputs of block 6 for forming pulse durations. Two auxiliary outputs of block 15, the number of which in the general case is equal to n, are connected through the element OR 16 to the control circuit of the key 17,

На два других входа блока 15 поступают соответственно сигналы источника 18 вспомогательного напр жени  и сумматора 19, причем выход источника 18 подключен к минусовому входу сумматора 19, а плюсовой вход сумматора 19 св зан с выходом датчика 5 амплитуды, Выход усилител  10 через ключ 20 присоединен к входу блока 6 формировани  длительности импульсов. Нечетные основные выходы блока 15, а также выходные клеммы ключей 17 и 20 св заны с плюсовыми входами много входового сумматора 21, два минусовых входа которого присоединены к четным выходам блока 15. Выход сумматора 21 присоединен к минусовому входу двухвходового интегратора 22, на второй плюсовой вход которого приходит сигнал источника 23 посто нного напр жени . Выход интегратора 22 присоединен к третьему плюсовому входу сумматора 8 и к второму входу суммирующего усилител  10. Выход усилител  10 подключен к входу схемы 24 сравнени , второй вход которой св зан с выходом сумматора 19, Выход схемы 24 сравнени  присоединен к управл ющей цепи ключа 20.The other two inputs of block 15 receive signals of auxiliary voltage source 18 and adder 19, respectively, the output of source 18 is connected to the minus input of adder 19, and the positive input of adder 19 is connected to the output of amplitude sensor 5, the output of amplifier 10 is connected via switch 20 to the input unit 6 forming the pulse duration. The odd main outputs of block 15, as well as the output terminals of keys 17 and 20 are connected to the positive inputs of a lot of input adder 21, two negative inputs of which are connected to the even outputs of block 15. The output of adder 21 is connected to the negative input of a two-input integrator 22, to the second positive input which comes from a source of constant voltage source 23. The output of the integrator 22 is connected to the third positive input of the adder 8 and to the second input of the summing amplifier 10. The output of the amplifier 10 is connected to the input of the comparison circuit 24, the second input of which is connected to the output of the adder 19, the output of the comparison circuit 24 is connected to the control circuit of the key 20.

На фиг.2 представлены временные диаграммы, по сн ющие принцип работы устройства, продолжительность которых соответствует третьей части периода кривой выходного напр жени  инвертора. Напр жени  на выходах блоков и узлов системы управлени  обозначены здесь и далее индексами, соответствующими их цифровым обозначени м на фиг.1.Fig. 2 shows time diagrams for explaining the principle of operation of the device, the duration of which corresponds to the third part of the period of the inverter output voltage curve. The voltages at the outputs of the blocks and components of the control system are hereinafter indicated by indices corresponding to their numerical designations in FIG.

Генератор 1 тактовых импульсов периодически запускает генератор 4 развертывающего пилообразного напр жени , выходной сигнал 114 которого имеет посто нную крутизну и переменную , в зависимости от частоты следовани  импульсов генератора f, амплитуду , котора  посто нно фиксируетг- с  датчиком 5 амплитуды пилообразного напр жени . При этом на периоде кривой входного напр жени  блоком 1 генерируетс  12 тактовых импульсов.A clock pulse generator 1 periodically starts a sweep sawtooth generator 4, the output signal 114 of which has a constant slope and variable, depending on the pulse frequency of the generator f, an amplitude that continuously detects a sawtooth voltage amplitude 5. In this case, on the period of the input voltage curve, unit 1 generates 12 clock pulses.

Величины напр жений источников 13 и 14 определ ют собой местоположение середин выходных импульсов на начальной (минимальной) выходной частоте преобразовател . Амплитуда сигнала источника 7 определ ет величину выходного напр жени  инвертора на начальной выходной частоте. Значени  сигналов Vn , U ,4 и U7 при этом с достаточной степенью точности определ ютс  из соотношенийThe voltages of sources 13 and 14 determine the location of the midpoints of the output pulses at the initial (minimum) output frequency of the converter. The amplitude of the source 7 signal determines the magnitude of the output voltage of the inverter at the initial output frequency. The values of the signals Vn, U, 4 and U7 are determined with a sufficient degree of accuracy from the ratios

2- i 2п+Т2- i 2n + T

U5m U5m

2- I2- I

2 22 2

-±-Ј- 2-2+1 - ± -Ј- 2-2 + 1

Т2+Г U5m MU,; T2 + G U5m MU ;;

U « U6m 0,8 U5m;U "U6m 0.8 U5m;

ит Т2п+п ггйТуIT T2P + P GYYTU

0,04 U 0.04 U

smssms

где U 6m - максимальна  амплитуда сигнала на выходе датчика 5, наблюдаема  на низшей выходной частоте преобразовател .where U 6m is the maximum amplitude of the signal at the output of sensor 5, observed at the lowest output frequency of the converter.

Амплитуда посто нного напр жени  источника 23 определ етс  из соотношени The amplitude of the constant voltage source 23 is determined from the ratio

UU

UU

w зт 5т л 9 ттw tm 5 t l 9 tt

2п+тгг г и5™2p + tgg g i5 ™

Коэффициент передачи усилител  10 К,0 равен двум.The gain of the amplifier 10 K, 0 is equal to two.

, Временные диаграммы, приведенные на фиг.2, соответствуют нижнему частотному диапазону работы инвертора, когда полуволна его линейного выходного напр жени  UAa формируетс  из максимального на полупериоде количества импульсов, равного одиннадцати, с минимальными длительност ми,задаваемыми , как было упом нуто выше, величиной напр жени  источника 7. - Из-за того, что 2, продолжительность центральных на полупериоде импульсов в кривой линейного выход5 ного напр жени  в два раза превышает продолжительность равных между собой остальных выходных импульсов.The timing diagrams shown in Fig. 2 correspond to the lower frequency range of the inverter when the half-wave of its linear output voltage UAa is formed from the maximum number of pulses equal to eleven at the half-cycle, with minimum durations specified by the value mentioned above. voltage source 7. - Due to the fact that 2, the duration of the central pulses in the half-period in the curve of the linear output voltage 5 is twice the duration of the remaining output equal to each other single pulses.

Формирование фронтов импульсов кривой выходного сигнала инвертораThe formation of the pulses of the output curve of the inverter

Q с данной системой управлени  производитс  блоком 6 формировани  дли- ; тельностей импульсов в моменты равенства сигнала генератора 4 развертывающего напр жени  величине напр же5 ний , U,, , U8, и,а и U9, снимаемых соответственно с выходов усилител  10 и сумматоров 11,8,12 и 9,передаваемых через блок 15 на соответствующие входы блока 6 формировани ,Q with this control system is performed by a length-forming unit 6; pulses in moments of equality of the signal generator 4 sweep voltage value voltages, U ,,, U8, and, and U9, taken respectively from the outputs of the amplifier 10 and adders 11,8,12 and 9 transmitted through block 15 to the corresponding the inputs of the formation unit 6,

0 выходной сигнал которого обозначен на фиг.2, как U6.0 the output of which is indicated in figure 2, as U6.

Основной функцией блока 15  вл етс  обеспечение на всем диапазоне регулировани  гарантированной величины межкоммутационных интервалов между соседними коммутаци ми вентилей силовой схемы, что обеспечивает коммутационную устойчивость инвертора при регулировании. Это достигаетQ с  путем посто нного сопоставлени  продолжительностей временных интервалов между моментами переключени  вентилей с опорной граничной величиной , эквивалентом которой  вл етс The main function of unit 15 is to provide a guaranteed amount of inter-switching intervals between adjacent switches of power circuit gates over the entire control range, which ensures the switching stability of the inverter during regulation. This achieves Q with a constant comparison of the lengths of the time intervals between the switching times of the gates with a reference limit value equivalent to

5 напр жение вспомогательного источника 18 и видоизменени  алгоритма дальнейшей подачи управл ющих сигналов на блок 6 в случае уменьшени  указанных продолжительностей ниже граничQ ных значений. Один из возможных вариантов построени  св занных между собой блоков 15 и 6 приведен на фиг.3 о5, the voltage of the auxiliary source 18 and the modification of the algorithm for the further supply of control signals to the block 6 in the case of a reduction in the specified durations below the boundary values. One of the possible options for building interconnected blocks 15 and 6 is shown in FIG.

Основные входы блока 15 обеспечес ни  коммутационной устойчивости,количество которых в общем случае равно 2п, св заны с выходами опорных сумматоров 8,11,9 и 12. Указанные входные клеммы через ключи 25-28 соеди5The main inputs of the block 15 ensure the switching stability, the number of which is generally 2p, are connected to the outputs of the reference adders 8.11, 9 and 12. These input terminals through the keys 25-28 connect 5

иены с соответствующими основными выходами блока 15. Выходы блока 15, к которым подсоединены выходы усилителей 8 и 9, св заны также с первыми входами схем 29 и 30 сравнени , два других основных входа присоединены к сумматорам 31 и 32, выходы которых , в свою очередь, подключены к йходам схем 33 и 34 сравнени . Выход Схемы 33 присоединен к управл ющей цепи ключа 26, а также к входу элемента И 35, второй вход которого св - фан с инверсным выходом блока 29 Сравнени . Выход схемы 34 сравнени  йоединен с управл ющей цепью ключа 8 и с входом элемента И 36,второй фход которого подключен к инверсному выходу схемы 30 сравнени . Пр мые Йыходы схем 29 и 30 соединены с управл ющими цеп ми ключей 25 и 27. На вторые входы всех схем сравнени  блока 15 поступает сигнал с выхода сумматора 19. Вторые входы сумматоров 31 и 32 св заны с источником 18 вспомогательного напр жени .yen with the corresponding main outputs of block 15. The outputs of block 15, to which the outputs of amplifiers 8 and 9 are connected, are also connected to the first inputs of comparison circuits 29 and 30, the other two main inputs are connected to adders 31 and 32, the outputs of which, in turn , are connected to the yodes of comparison circuits 33 and 34. The output of the circuit 33 is connected to the control circuit of the key 26, as well as to the input of the element 35, the second input of which is connected with the inverse output of the unit 29 Comparison. The output of the comparison circuit 34 is connected to the control circuit of the key 8 and with the input of the AND 36 element, the second input of which is connected to the inverse output of the comparison circuit 30. The direct Yykhods of circuits 29 and 30 are connected to the control circuits of keys 25 and 27. The second inputs of all comparison circuits of block 15 receive a signal from the output of adder 19. The second inputs of adders 31 and 32 are connected to auxiliary voltage source 18.

Блок 6 формировани  длительности импульсов включает в свой состав Входные компараторы 37-41 (число компараторов в общем случае равно (2п+ + 1), на выходе которых имеютс  формирователи коротких однопол рных импульсов. Входы компараторов 37 - ДО при этом св заны с основными выходами блока 15, вход компаратора 41 присоединен к выходной клемме ключа 20. На другие входы компараторов 37-41 поступает сигнал U. генератора 4 развертывающего напр жени . Выходы компараторов 37-41 через элемент ИЛИ 42 подключены к входу счетного триггера 43, выходное напр жение которого  вл етс  выходным сигналом блока 6 формировани . При этом продолжительность выходного сигнала Ц, блока 6, как показано на фиг.2, равна продолжительности импульсов кривой выходного напр жени  инвертора на данном интервале.The pulse width shaping unit 6 includes Input Comparators 37-41 (the number of Comparators is generally equal to (2p + + 1), the output of which are shapers of short unipolar pulses. The inputs of the Comparators 37-DO are associated with the main outputs unit 15, the input of the comparator 41 is connected to the output terminal of the key 20. The other inputs of the comparators 37-41 receive a U. signal of the sweep voltage generator 4. The outputs of the comparators 37-41 through the OR element 42 are connected to the input of the counting trigger 43, the output voltage of which Pogo is the output signal of the formation unit 6. At the same time, the duration of the output signal C, block 6, as shown in Fig. 2, is equal to the duration of the pulses of the inverter output voltage curve at a given interval.

Увеличение выходной частоты инвертора в процессе регулировани  сопровождаетс  последовательным уменьшением амплитуды развертывающего сигнала Uy, выдел емой датчиком 5 амплитуды . Сигнал датчика 5 за вычетом напр жени  источника 18, пропорционального величине минимальной межкоммутационной паузы, посто нно сравниваетс  на входах схем 29-30 и 33-34An increase in the output frequency of the inverter during the adjustment process is accompanied by a sequential decrease in the amplitude of the sweep signal Uy allocated by the amplitude sensor 5. The signal from sensor 5 minus the voltage of source 18, proportional to the minimum inter-switching pause, is constantly compared at the inputs of circuits 29-30 and 33-34

сравнени  с выходными сигналами сумматоров 8-9 и 31-32, определ ющими моменты формировани  фронтов выходных импульсов. В случае равенства указанных сигналов, что наблюдаетс  при повышении выходной частоты, во избежание срыва коммутации выходных импульсов , командные сигналы с выходовcomparison with the output signals of the adders 8-9 and 31-32, which determine the moments of formation of the fronts of the output pulses. In the case of equality of these signals, which is observed when the output frequency increases, in order to avoid disrupting the switching of the output pulses, the command signals from the outputs

схем 30,34,29 и 33 сравнени  вызывают последовательное размыкание ключей 27,28,25 и 26, прекращающих подачу соответствующих сигналов на входы компараторов 37-40. С ростом вы5 ходной частоты в кривой выходного напр жени  инвертора при этом наблюдаетс  последовательное уменьшение количества импульсов.circuits 30,34,29 and 33 comparisons cause the keys 27,28,25 and 26 to be disconnected in series, stopping the supply of the corresponding signals to the inputs of the comparators 37-40. With an increase in the output frequency in the output voltage curve of the inverter, a consistent decrease in the number of pulses is observed.

Одновременно изменение сигналовSimultaneously changing signals

0 на выходах схем 29-30,33,34 сравнени  приводит к прохождению сигналов на вспомогательные выходы блока 15 через элемент И 36 (что имеет место, когда U(, a ) или через0 at the outputs of the 29-30,33,34 comparison circuit leads to the passage of signals to the auxiliary outputs of the block 15 through the AND 36 element (which occurs when U (, a) or

5 элемент И 35 (наблюдаемое при Ug c5 element I 35 (observed at Ug c

00

5five

14 14

UU

3131

и19).and 19).

Отмеченным режи0Marked mode

5five

00

5five

мам работы соответствует формирование выходных импульсов в центральной части тактовых интервалов.Moms work corresponds to the formation of output pulses in the central part of the clock intervals.

Указанные команды через элемент ИЛИ 16 поступают на управл ющий вход ключа 20 и вызывают его периодическое замыкание, благодар  чему сигнал датчика 5 амплитуды пилообразного напр жени  периодически поступает на плюсовой вход сумматора 21. На остальные входы сумматора 21 при этом приход т11 сигналы, снимаемые с основных выходов блока 15 (с выходных клемм ключей 25-28 блока 15) и с выходной клеммы ключа 20. Благодар  отмеченной пол рности входов сумматора 21 на выходе его на всем диапазоне регулировани  формируетс  сигнал, величина которого пропорциональна суммарной длительности импульсов на полупериоде выходного напр жени  инвертора. Указанное напр жение U2 поступает на минусовой вход интегратора 22, плюсовой вход которого соединен с источником 23 посто нного напр жени , величина напр жени  которого эквивалентна суммарной продолжительности выходных импульсов на полупериоде выходной кривой на начальной выходной частоте инвертора.These commands through the element OR 16 arrive at the control input of the switch 20 and cause it to periodically close, so that the signal of the sensor 5 of the amplitude of the sawtooth voltage periodically arrives at the positive input of the adder 21. To the other inputs of the adder 21, the arrival of t11 signals removed from the main the outputs of the block 15 (from the output terminals of the keys 25-28 of the block 15) and from the output terminals of the key 20. Due to the marked polarity of the inputs of the adder 21, a signal is generated at the output of it over the entire control range, the magnitude of which is proportional to ionic total pulse duration on the half-period of the inverter output voltage. This voltage U2 is supplied to the negative input of the integrator 22, the positive input of which is connected to a constant voltage source 23, the voltage of which is equivalent to the total duration of the output pulses at the half-period of the output curve at the initial output frequency of the inverter.

В св зи с этим выходной сигнал интегратора 22 на начальной выходной частоте равен нулю. При увеличенииTherefore, the output of integrator 22 is zero at the initial output frequency. By increasing

915915

выходной частоты инвертора нулевой сигнал на выходе интегратора 22 сохран етс  до момента исчезновени  сигнала с первого из основных выходов блока 15 и соответственно первого замыкани  ключа }7. Результирующий сигнал на выходе сумматора 21 после этого момента времени становитс  меньше напр жени  источника 23,проинтегрированный положительный разностный сигнал поступает с выхода блока 22 на плюсовые входы сумматора 8 и усилител  10, вызыва  соответствующее увеличение продолжитель- ностей оставшихс  в полуволне выходной кривой дев ти выходных импульсов Данный поддиапазон регулировани  характерен формированием выходных импульсов в центрах тактовых интервалов 60-градусных продолжительнос- тей, длительность которых уменьшаетс  при повышении частоты, в св зи с чем положительный сигнал с выхода интегратора 22 будет при росте частоты последовательно увеличивать продолжительность остальных импульсов выходной кривой. Поддержание посто нства величины суммарной длительностиthe output frequency of the inverter, the zero signal at the output of the integrator 22 remains until the signal disappears from the first of the main outputs of block 15 and, accordingly, the first key closure 7). The resulting signal at the output of the adder 21 after this point in time becomes less than the voltage of source 23, the integrated positive differential signal is fed from the output of block 22 to the positive inputs of adder 8 and amplifier 10, causing a corresponding increase in the duration of the nine output pulses This adjustment sub-band is characterized by the formation of output pulses in the centers of clock intervals of 60-degree durations, the duration of which is reduced. with increasing frequency, in connection with which a positive signal from the output of the integrator 22 will increase the frequency at successively increasing pulse duration remaining output curve. Maintaining a constant total duration

выходных импульсов в полуволне линей- 30 амплитуда сигнала U10 не сравн етного выходного напр жени  при изменении частоты и при неизменных амплитудах импульсов соответствует закону линейного изменени  величины среднего на полупериоде значени  выходного напр жени  инвертора1, наиболее часто реализуемому в системах частотно-регулируемого электропривода. Основна  гармоника выходного напр жени измен етс  при этом также по закону,близкому к линейному. Наличие интегратора 22 в цепи обратной св зи обеспечивает астатический характер процесса регулировани , повыша  тем самым его точность.output pulses in a half-wave, the amplitude of the signal U10 of a non-comparable output voltage when the frequency changes and at constant pulse amplitudes corresponds to the law of linear variation of the half-time average value of the output voltage of the inverter1, most often realized in frequency-controlled electric drive systems. The fundamental harmonic of the output voltage varies in this case also according to a law close to linear. The presence of the integrator 22 in the feedback circuit ensures the static character of the adjustment process, thereby increasing its accuracy.

Абсолютное значение положени  фронтов выходных импульсов, задаваемых сигналами сумматоров И и 12, по отношению к началу тактовых интервалов в процессе регулировани  остаетс  неизменным, изменение продолжи- тельностей выходных импульсов происходит за счет смещени  других фронтов , формируемых при помощи сигналов сумматора 8 и усилител  10. Это свойство схемы позвол ет значительно снизить количество дополнительных коммутаций силовых ключей инвертора в области повышенных частот, близкихThe absolute value of the position of the fronts of the output pulses, specified by the signals of the adders And and 12, in relation to the beginning of the clock intervals in the control process remains unchanged, the change in the duration of the output pulses occurs due to the displacement of other fronts generated by the signals of the adder 8 and the amplifier 10. This the circuit property allows to significantly reduce the number of additional commutation of the power switches of the inverter in the high frequency range close to

00

700700

5five

00

5five

10ten

к номинальной выходной частоте по сравнению с количеством коммутации при алгоритме управлени , осуществл емом известным устройством, при котором регулирование величины выходного напр жени  производитс  пропорциональным перемещением обоих фронтов выходных импульсов вплоть до верхней выходной частоты.to the nominal output frequency in comparison with the switching quantity of the control algorithm implemented by a known device, in which the regulation of the output voltage is proportional to the displacement of both fronts of the output pulses up to the upper output frequency.

На фиг.4 изображены временные диаграммы, показывающие работу системы управлени  преобразователем в об- ласТи повышенных выходных частот, когда U5 « U . При этом на всех основных вспомогательных выходах блока 15 сигналы отсутствуют, полуволна выходного напр жени , как показано на фиг.4а, формируетс  из трех импульсов, фронты которых задаютс  неизменным по величине сигналом U10 с выхода усилител  10. Разностный интегральный сигнал корректирующей цепи обратной св зи с выхода блока4 shows timing diagrams showing the operation of the converter control system in the region of increased output frequencies when U5 "U. There are no signals at all the main auxiliary outputs of block 15, the half-wave of the output voltage, as shown in Fig. 4a, is formed from three pulses, the fronts of which are set by the constant signal U10 from the output of the amplifier 10. The difference integral signal of the feedback correction circuit from the output of the block

22 на этом поддиапазоне регулировани  равен нулю.22 on this control band is zero.

Описанный алгоритм работы схемы сохран етс  до тех пор, пока в процессе дальнейшего повышени  частотыThe described algorithm of the circuit operation is preserved until, in the process of further increasing the frequency

5five

00

5five

00

5five

с  с величиной напр жени  U на выходе сумматора 19, после чего сигнал с выхода схемы 24 сравнени  размыкает ключ 20. Указанному моменту (фиг.46) соответствует номинальное значение выходной частоты преобразовател , величина выходного напр жени  при этом  вл етс  максимальной и при дальнейшем повышении частоты остаетс  на этом уровне. Сигналы на выходе блока 6 в этом режиме отсутствуют , лишь на тактовые входы распределител  3 поступают сигналы с выходов регистра 2.c with the voltage U at the output of the adder 19, after which the signal from the output of the comparison circuit 24 opens the switch 20. The specified time (Fig. 46) corresponds to the nominal value of the output frequency of the converter, the output voltage is at the same time maximum and with further increase the frequency remains at that level. The signals at the output of block 6 in this mode are absent, only the clock inputs of the distributor 3 receive signals from the outputs of register 2.

Трехразр дный регистр 2 системы управлени , выполн ющий функции пересчетной схемы, осуществл ет деление частоты следовани  импульсов, поступающих от генератора 1 тактовых импульсов, и распределение сигналов во времени (фазовый сдвиг сигналов). В цифровой форме состо ни  выходов Qg Q Qf регистра 2, начина  со старшего разр да, за период выходного напр жени  можно последовательно записать как 100, 00, 000, 101, ПО, 111 (сигнал U Ј на фиг.2).The three-digit control system register 2, which functions as a scaling circuit, divides the pulse frequency from the clock 1 generator and distributes the signals over time (phase shift of the signals). In the digital form, the state of the outputs Qg Q Qf of register 2, starting with the highest bit, for the period of the output voltage can be successively written as 100, 00, 000, 101, 110, 111 (signal U in Fig. 2).

Логический распределитель 3 управл ющих импульсов формирует трехфазную систему импульсов, соответствующую требуемому пор дку переключени  вентилей силовой схемы инвертора. Распределитель 3, осуществл ющий режим 180-градусного управлени  ключами трехфазного мостового инвертора с фазами А,В,С с дополнительными коммутаци ми на средних 60-градусных участках (тактовых интервалах), при котором форма кривой выходного напр - жфни  на всем диапазоне регулировани  ни зависит от параметров нагрузки, представл ет собой логическую схему, вiкоторой осуществл етс  логическое уложение входных сигналов с последующим логическим суммированием.Логи- чфские функции, реализуемые распределителем 3 и поступающие в форме сигналов управлени  на соответствующие вентили, имеют следующий видThe logic distributor 3 control pulses forms a three-phase system of pulses corresponding to the required order of switching the gates of the inverter power circuit. Distributor 3, which performs 180-degree key management of a three-phase bridge inverter with phases A, B, C with additional switches in the middle 60-degree sections (clock intervals), at which the shape of the output voltage curve over the entire control range depends from the parameters of the load, is a logic circuit, in which logic is applied to the input signals followed by logical summation. Logic functions implemented by the distributor 3 and coming in the form of The controls for the corresponding valves are as follows.

-А « Q4Q3 + Q4U6 + Q2U6; +В Q,Q3 + Q,QU + Q,Q6 -f + Q«QaQ U6; +C QjQj + §,UC + Q2U6.-A "Q4Q3 + Q4U6 + Q2U6; + Q, Q3 + Q, QU + Q, Q6 -f + Q “QaQ U6; + C QjQj + §, UC + Q2U6.

Импульсы управлени  на другие вен- соответствующих фаз инвертора (+А, -В, -С) получаютс  логическим инвертированием соответствующих фазных сигналов на выходе распределите- 3. Форма кривой выходного напр жени  инвертора при таком алгоритме Управлени  не зависит от параметров йагрузки, средн   частота коммутации вентилей близка к посто нному значению .The control pulses to the other vents of the respective inverter phases (+ A, -B, -C) are obtained by logical inverting the corresponding phase signals at the output of the distribution signal. The shape of the inverter output voltage curve with this control algorithm does not depend on the loading parameters, the average switching frequency gates close to constant value.

Таким образом, благодар  тому,что .регулирование величины напр жени  инвертора осуществл етс  за счет изменени  временного положени  одного из фронтов выходных импульсов при неизменном положении другого фронта, а также за счет исключени  св зи ло гического узла, содержащего ключ 17 и элемент ИЛИ 16, с входом блока 6 формировани  длительностей импульсов j достигаетс  заметное снижение числа коммутаций силовых вентилей инвертора, с соответствующим уменьшением величины коммутационных потерь. Особенно указанное снижение потерь заметно в диапазоне повышенных выходных частот, в области близких к номи- нальной нагрузок системы частотно- регулируемого электропривода, в которой преобразовательные устройстваThus, due to the fact that the regulation of the voltage of the inverter is carried out by changing the temporary position of one of the edges of the output pulses at the same position of the other front, and also by excluding the connection of the logical node containing the key 17 and the element OR 16, With the input of the formation unit 6 of the pulse durations j, a noticeable decrease in the number of switching power inverter gates is achieved, with a corresponding decrease in the magnitude of switching losses. Particularly, the indicated loss reduction is noticeable in the range of increased output frequencies, in the region of close to the nominal loads of the variable-frequency drive system, in which the converter devices

00

5five

00

5five

о about

5 five

4545

работают, как правило, наиболее долго. Дл  приведенного на фиг.1 варианта структуры системы управлени  отмеченный диапазон начинаетс  с момента равенства сигналовwork, as a rule, the longest. For the embodiment of the control system structure shown in Fig. 1, the marked range begins with the equality of signals.

U5 и U,, U,5 - UT U5 and U ,, U, 5 - UT

0,4U6m - 0,04U5rn 0,36U5m. i 0.4U6m - 0.04U5rn 0.36U5m. i

Это соответствует тому, что при п 2 на прот жении примерно верхней трети от всего диапазона регулировани  инвертора число коммутаций вентилей каждой фазы на полупериоде уменьшаетс  с 10 (при алгоритме управлени  устройства) до 6 (при алгоритме работы предлагаемого устройства) с соответствующим почти двукратным снижением величины коммутационных потерь в преобразовательной системе.This corresponds to the fact that, with n 2, for about the upper third of the whole inverter control range, the number of valve commutations of each phase in a half period decreases from 10 (with the device control algorithm) to 6 (with the algorithm of the proposed device) with a corresponding almost twofold decrease switching losses in the converter system.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  управлени  трехфазным регулируемым инвертором,содержащее источник опорного напр жени , п основных и вспомогательных источников посто нного напр жени , генератор тактовых импульсов, соединенный с трехразр дным регистром, св занным выходами с тактовыми входами распределител  управл ющих импульсов, и с генератором пилообразного напр жени , св занным с датчиком амплитуды пилообразного напр жени  и с основным входом (2п+2)-входового блока формировани  длительностей импульсов , выход которого присоединен к основному входу распределител  управл ющих импульсов, (2п+2) сумматоров , плюсовой вход первого из которых св зан с выходом датчика амплитуды пилообразного напр жени , а минусовой вход - с вспомогательным источником посто нного напр жени , первые плюсовые входы четных сумматоров и минусовые входы остальных нечетных сумматоров св заны с выходом источника опорного напр жени , вторые плюсовые входы всех сумматоров , кроме первого, соединены попарно с основными источниками посто нного напр жени , выходы сумматоров и выход источника вспомогательного напр жени  подключены к соответствующим основным входам (2п+2) входо- вого блока обеспечени  коммутационной устойчивости, состо щего из двухA device for controlling a three-phase adjustable inverter containing a source of reference voltage, n main and auxiliary sources of direct voltage, a clock pulse generator connected to a three-digit register connected to the outputs of the clock inputs of the distributor of control pulses, and a sawtooth generator connected to the amplitude sensor of the sawtooth voltage and with the main input of the (2p + 2) -input pulse shaping unit, the output of which is connected to the main input One of the control pulse distributors, (2p + 2) adders, the positive input of the first of which is connected to the output of the sawtooth amplitude sensor, and the negative input with an auxiliary source of constant voltage, the first positive inputs of the even adders and the negative inputs of the other odd ones adders are connected to the output of a voltage source, the second plus inputs of all adders, except the first one, are connected in pairs with the main sources of constant voltage, the outputs of the adders and the source output second voltage connected to the corresponding primary inputs (2n + 2) vhodo- Vågå switching unit provide stability, consisting of two групп узлов сравнени  по п узлов в каждой, из п сумматоров, п элементов И и 2п управл емых ключей, при этом основные входы указанного блока через соответствующие управл емые ключи св заны с входами блока формировани  длительностей импульсов , четные основные входы указанного блока св заны с первыми входами первой группы узлов сравнени ,нечетные входы подключены к первым входам сумматоров, вторые входы которых св заны с источником вспомогательного напр жени , а выходы которых присоединены к первым входам узлов сравнени  второй группы, вторые входы всех узлов сравнени  подсоединены к выходу первого основного сумматора, пр мые выходы узлов сравнени  первой группы присоединены к управл ющим цеп м четных ключей блока обеспечени  коммутационной устойчивости,инверсные выходы этих узлов св заны с первыми входами соответствующих элементов И, пр мые выходы узлов сравнени  второй группы подключены к вторым входам соответствующих элементов Ник управл ющим цеп м нечетных ключей, выходы элементов И через элемент ИЛИ св заны с управл ющей цепью основного ключа,о т л и- чающеес  тем, что, с целью уменьшени  коммутационных потерь в инверторе в процессе св занного регулировани  частоты и величины выходного напр жени , оно снабжено интегратором с двум  суммирующими входа% %node groups of comparison by n nodes in each, from n adders, n elements And and 2n controlled keys, the main inputs of the specified block through the corresponding controlled keys are connected to the inputs of the shaping unit of pulse durations, the even main inputs of the specified block are associated with the first inputs of the first group of comparison nodes, odd inputs are connected to the first inputs of adders, the second inputs of which are connected to the auxiliary voltage source, and the outputs of which are connected to the first inputs of the comparison nodes of the second group , the second inputs of all comparison nodes are connected to the output of the first main adder, the forward outputs of the comparison nodes of the first group are connected to the control circuits of the even keys of the switching stability unit, the inverse outputs of these nodes are connected to the first inputs of the corresponding And elements, the forward outputs of the nodes Comparisons of the second group are connected to the second inputs of the corresponding elements Nick to the control circuits of odd keys, the outputs of the AND elements through the OR element are connected to the control circuit of the main key, which is That is, in order to reduce the switching losses in the inverter during the associated frequency control and the output voltage, it is equipped with an integrator with two summing inputs% 00 5five 00 5five 00 5five ми, многовходовым сумматором,блоком сравнени , дополнительным управл емым ключом, дополнительным источником посто нного напр жени  и суммирующим усилителем посто нного тока, причем первый вход суммирующего усилител  посто нного тока соединен с выходом источника опорного напр жени , выход суммирующего усилител  св зан с первым входом блока сравнени , и через дополнительный ключ с (2п+2)-м входом блока формировани  длительностей импульсов, второй вход блока сравнени  присоединен к выходу первого основного сумматора, выход блока сравнени  св зан с управл ющей цепью дополнительного ключа,выход датчика амплитуды пилообразного напр жени  присоединен к входной клемме основного ключа, выходные клеммы обоих ключей и нечетные основные выходы блока обеспечени  коммутационной устойчивости соединены с плюсовыми входами дополнительного сумматора, четные основные выходы блока обеспечени  коммутационной устойчивости св заны с минусовыми входами дополнительного сумматора, выход этого сумматора присоединен к минусовому входу интегратора,плюсовой вход которого св зан с дополнительным источником посто нного напр жени , а выход интегратора присоединен к второму входу суммирующего усилител  и к третьим плюсовым входам всех четных основных сумматоров, кроме последнего., a multi-input adder, a comparison unit, an additional control key, an additional DC voltage source and a summing DC amplifier, the first input of the summing DC amplifier being connected to the output of the voltage source, the summing amplifier output is connected to the first input the comparator unit, and through an additional key with the (2n + 2) th input of the pulse duration unit, the second input of the comparator unit is connected to the output of the first main adder, the output of the unit It is connected to the control circuit of the additional key, the amplitude output of the sawtooth voltage is connected to the input terminal of the main key, the output terminals of both keys and the odd main outputs of the switching stability unit are connected to the positive inputs of the additional totalizer, the even basic outputs of the switching stability module are connected to the minus inputs of the additional adder, the output of this adder is connected to the minus input of the integrator, the plus input of which is connected to an additional source of DC voltage, and the integrator output is connected to the second input of the summing amplifier and to the third plus inputs of all even main adders, except the last. Фиг. гFIG. g м„m „ /V / V НагЮтЮОтNUTYUT О QAbout Q Фиг.44
SU884369621A 1988-02-01 1988-02-01 Device for control of three-phase adjustable inverter SU1534700A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884369621A SU1534700A1 (en) 1988-02-01 1988-02-01 Device for control of three-phase adjustable inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884369621A SU1534700A1 (en) 1988-02-01 1988-02-01 Device for control of three-phase adjustable inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1534700A1 true SU1534700A1 (en) 1990-01-07

Family

ID=21352094

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884369621A SU1534700A1 (en) 1988-02-01 1988-02-01 Device for control of three-phase adjustable inverter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1534700A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1272430, кл. Н 02 М 7/48, 1986. Авторское свидетельство СССР № 1432699, кл. Н 02 М 7/48, 1987. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4192007A (en) Programmable ringing generator
US4032832A (en) Dc to ac inverter with unregulated input and regulated output
US5523937A (en) Frequency converter, procedure for controlling it and motor control using a frequency converter
SU1534700A1 (en) Device for control of three-phase adjustable inverter
SU1432699A1 (en) Device for controlling variable bridge-type inverter
US4819148A (en) Digital gate pulse generator for cycloconverter control
SU1001433A1 (en) Control of group of pulse converters
RU1777128C (en) Stabilized three-phase power system
SU1674336A1 (en) Device for control of two-channel ac-dc transducer
SU1229931A1 (en) Device for controlling self-excited inverter with tracking
SU1575280A1 (en) Device for controlling thyristor converter
SU1525845A1 (en) Device for controlling three-phase rectifier inverter
RU1777219C (en) Valve-type converter control method with provision for latitude-code regulation
SU1124269A1 (en) Digital a.c.voltage stabilizer
SU1376193A1 (en) Three-phase bridge rectifier
SU1251277A1 (en) Device for controlling thyratron electric motor
SU1381673A1 (en) Device for starting group of synchronous motors of different power
SU448534A1 (en) Static reactive power source
SU1310987A1 (en) Variable-frequency electric drive with pulse-width modulation
SU984009A2 (en) Sawtooth voltage generator
SU1372543A1 (en) Method of controlling direct three-phase frequency converter
SU760388A1 (en) Digital device for control of dependent power-diode converter
RU1815759C (en) Resonant electric filter with automatic adjustment
SU1137557A1 (en) Method and device for controlling cycle converter
SU1483575A1 (en) Device for controlling self-excited bridge inverter