SU1638780A1

SU1638780A1 - Способ управлени трехфазным регулируемым мостовым преобразователем

Info

Publication number: SU1638780A1
Application number: SU884498995A
Authority: SU
Inventors: Валентин Игоревич Олещук
Original assignee: Отдел Энергетической Кибернетики Ан Мсср
Priority date: 1988-09-28
Filing date: 1988-09-28
Publication date: 1991-03-30

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике и может быть Использовано при управлении преобразовател ми частоты с инверторами напр жени , вход щими в состав систем частотнорегулируемого электропривода.Целью изобретени вл етс линеаризаци регулировочной характеристики преобразовател при флюктуаци х амплитуды питающего напр жени . Способ управлени основываетс на универсальном 180-градусном алгоритме управлени ключами трехфазной мостовой схемы преобразовател с дополнительными коммутаци ми на центральных тактовых интервалах 60-градусных продолжитель- ностей. В процессе св занного регулировани частоты и величины выходного напр жени преобразовател в зависимости от поддиапазона регулировани продолжительности всех сигналов управлени их местоположени определ ютс по соответствующим нелинейным функциональным зависимост м, в которые входит относительна величина питающего преобразователь напр жени . 4 ил. i $

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при управлении преобразовател ми частоты на базе автономных инверторов напр жени , питающими системы частотно-регулируемого электропривода.

Цель изобретени - линеаризаци регулировочной характеристики преобразовател в случае измен емой величины питающего преобразователь напр жени .

На фиг.1 представлена упрощенна силова схема трехфазного преобразовател на полностью управл емых вентил х; на фиг.2 - временные диаграммы , по сн ющие процесс формировани управл ющих импульсов Uu (запирающих ключи импульсов) дл разных значений выходной частоты преобразовател F, а также соответствующие кривые линейного выходного напр жени на фиг.З - функциональна схема системы управлени , реализующей предлагаемый способ; на фиг.4 - временные диаграммы , по сн ющие принцип ее работы .

Регулирование частоты выходного напр жени преобразовател при рассматриваемом алгоритме управлени осуществл ют путем плавного изменеоз

00

ни количества выходных импульсов за счет посто нной поэтапной вариации проДолжительностей на центральных тактовых интервалах управл ющих импульсов и длительностей пауз между импульсами на центральных участках тактовых интервалов 60-градусных продолжительностей. При этом абсолютные значени временных интер- валов между центрами С управл ющих сигналов на половинах тактовых интервалов оставл ют неизменными.Дл поддержани посто нства отношени величины среднего на полупериоде значени выходного напр жени преобразовател к частоте (дл линеаризации регулировочной характеристики при изменении амплитуды питающего напр жени продолжительности сигнало управлени , а также значени граничных частот, переходных от одного поддиапазона регулировани к другому , определ ют в функции от относительной величины напр жени источ- ника питани ,

На фиг.2 а приведены временные диаграммы, соответствующие начальной (минимальной) выходной частоте преобразовател . Пунктирными лини ми показаны управл ющие сигналы U и крива линейного выходного напр жени , соответствующие номинальной (минимальной) величине питающего преобразователь напр жени EQ. Рост величины питающего напр жени Е приводит к пропорциональному уменшению продолжительностей выходных импульсов кривой выходного напр жени и к соответствующему увеличению длительности управл ющих импульсов А, определ емой из функциональных зависимостей, св зывающих величину Ъ с заданным диапазоном регулировни Н, выходной частотой преобразов тел F, количеством формируемых внутри половины тактовых интервалов сигналов управлени i и действующим и номинальным значени ми амплитуды питающего напр жени Е и Е :

1

121

(

1

F0NE

L)J

торых F, +( (фиг.26), а импульсы управлени с длительностью вырабатываютс на поддиапазонах регулировани , дл которых значени выходной частоты F. :FЈF , где ве-,

личины граничных частот F, и F.,

t i

переходных от одного поддиапазона регулировани к другому, определ ютс в соответствии с соотношени ми

N(2i-l) E 2Ш1-7)

N(2i;-n E 2li-lX2i T)

j

0

Дл одного из возможных вариантов закона управлени преобразователем, дл которого N 6, задава сь относительной величиной амплитуды питающего напр жени Е 1,5Б0, последовательно получаю :

при i 3Fa 1,02 F0,Fj 1,45 Fe, при i 1,59 F0,Fi 2,7 F0 ;

1 FJ1 4,5 F0,

9F0.

при i

I

Таким образом, верхнее значение

граничной частоты F , при которой достигаетс верхн граница диапазона св занного регулировани частоты и величины напр жени преобразовател , в случае изменени (увеличени ) питающего напр жени увеличиваетс пропорционально степени роста питающего напр жени . Соответственно при управлении по предлагаемому способу расшир етс и диапазон св занного регулировани преобразовател , который при Е 1,5 ЕО составл ет 9-кратную величину (по сравнению с Н 6 при Е Ей). I

На поддиапазонах регулировани ,на

которых F fe:F.Fi, в центрах тактовых интервалов, как показано на фиг. в, формируютс управл ющие импульсы с длительностью

I

л« 1 2(i-l)(2i-l)E + Ее

Л -т--т

6F

6F0NE(2i-l)

i (2i-l)E

fl 6F N(2i-l)E

о

При этом сигналы управлени с длительностью ft формируютс внутри поддиапазонов регулировани , дл ковеличина которой последовательно уменьшаетс с ростом частоты и принимает нулевое значение при F F.

Кроме тою, значени F и F- не совпадают по абсолютной величине , благодар чему в диапазоне пов6Г шенных выходных частот преобразовател при (, как показано на С фиг.2г, внутри тактовых интервалов формируетс только по одному управл ющему сигналу, что уменьшает количество коммутаций .вентилей силовой схемы и снижает суммарную величину коммутационных потерь.

Функциональна схема системы управлени вертикального типа, реализующей предлагаемый способ управлени , дл N 5 приведена на фиг.З. Временные диаграммы, по сн ющие работу системы на 1/6 части периода начальной выходной частоты (интервал 60 - 120 ), изображены на фиг.4.

Генератор 1 тактовых импульсов, задающий выходную частоту преобразовател , св зан с трехразр дным регистром 2 и генератором 3 развертывающего линейно измен ющегос напр жени , выходной сигнал Uj которого характеризуетс двусторонней симметрией , посто нной крутизной и измен ющейс в процессе регулировани частоты амплитудой. Источники 4-6 посто нного напр жени соединены с сумматорами 7-11, выходы которых подключены к блоку I2 формировани им- пульсов управлени , св занному своим выходом с логическим распределителем 13 управл ющих импульсов, тактовые входы которого св заны с выходом регистра 2. Е блоке 12 производитс сопоставление сигнала развертки П с напр жени ми U7 - U . Блок 12 соединен также с блоком 14 определени суммарной длительности выходных импульсов, св занным с минусовым входом сумматора 15. Источник 6 опорного напр жени через усилитель 17 с переменным коэффициентом передачи подключен к плюсовому входу сумматора 15. Управл юща цепь усилител 17 соединена с выходом датчика 18 амплитуды питающего напр жени . Выход сумматора 15 св зан с входами сумматоров 7-11.

Обозначени сигналов на временной диаграмме, приведенной на фиг.4,соответствуют напр жени м на выходах блоков с аналогичными числовыми обозначени ми на фцг.З. Величины напр жений 1-х источников 4 и 5 посто нного тока, определ ющих середины импульсов выходной кривой, а также ис

6 и 16

&

наход т

из соотно ,

N 2

N

т

-7- U

Зт

U

Зт

-™ U.

Зт

U

6

ТГ

Ui6

И

1

25

-тгг- Ц

im

где U

т

5

0

5

0

S

0

5

максимальна амплитуда сигнала развертки U, наблюдаема на начальной выходной частоте преобразовател .

Внутренние параметры усилител 17 и датчика 18 выбирают такими,чтобы при номинальном питающем напр жении (Е Е0) коэффициент передачи усилител 17 был равен единице, а при увеличении Е наблюдалось пропорциональное уменьшение коэффициента передачи усилител 17. Контур обратной св зи системы, включающий блок 14, осуществл ющий суммирование продолжит ел ьно с тей выходных импульсов внутри каждого полупериода и выработку соответствующего выходного сигнала , узлы 16 - 18 и сумматор 15,обеспечивает посто нство суммарной вольтсекундной площади выходных импульсов на полупериоде на всем диапазоне регулировани частоты. Таким образом на всем диапазоне регулировани автоматически осуществл етс св занное регулирование величины и частоты выходного напр жени преобразовател по закону U/F const, сопровождаемое плавным изменением числа импульсов в полуволне выходной кривой при практическом посто нстве средней частоты коммутации вентилей .

Таким образом, предлагаемый способ управлени позвол ет обеспечить в процессе регулировани частоты линейное изменение величины выходного напр жени трехфазного пре- ббразовател в случае флюктуации входного питающего напр жени и линеаризовать таким образом регулировочную характеристику преобразовател . Это обеспечивает независимо от

амплитуды напр жени источника питани наиболее экономичный режим работы нагрузок трехфазных мостовых преобразователей , та качестве которых часто используют асинхронные коротко замкнутые электродвигатели.

Claims

Формула изобретени

to

Способ управлени трехфазным регулируемым мостовым преобразователем с Ы-кратным диапазоном св занного регулировани частоты и величины выходного напр жени при номинальном пи- тающем напр жении, заключающийс в том, что основные вентили разных фаз преобразовател периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град., при этом дл каждого основного вентил в течение одного полупериода от 0 до 180 эл. град, формируют интервал проводимости , в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют интервал закрытого состо ни , на тактовых интервалах проводимости от 60 до 120 эл.град и на тактовых интервалах закрытого состо ни от 240 до 300 эл.град. симметрично относитель- 30 но середин тактовых интервалов формируют соответственно сигналы выключени и включени вентилей, местоположени середин 1-х, счита от начала тактовых интервалов, сигналов управлени определ ют из функциональных зависимостей

20

25

35

60 (1 +

F(21-1)

2N

) эл.град

4Ь

С ; 60 (4 -| ( Zi-l

( 2N }

эл.град.,

o

0

0

5

причем формирование каждого 1-го сиг- нала выключени и включени вентилей осуществл ют при изменении выходной частоты F преобразовател от начальной частоты FO до частоты F., при этом при изменении выходной частоты от FQ до F (F F/) внутри каждой половины тактовых интервалов формируют по i сигналов выключени и включени вентилей с длительностью ft, при F; на каждой половине тактовых интервалов формируют по (1-1)-й сигналов выключени и включена вентилей с длительностью fl , а i-й сигнал выключени и включени вентилей формируют в середине каждого тактового интервала с длительностью ft , отличающийс 1 тем, что, с целью линеаризации регулировочной характеристики преобразовател в случае изменени питающего напр жени от номинальной (минимальной ) величины ЕО до Е, на всем диапазоне регулировани значени граничных частот F { и F j определ ют из функциональных зависимостей

F F W(2i-l)E

i о ш-ГШГ-ШТТ

F 1

N(2i-l)E

2(2г oi - Ё;

а величины ft , и ft ветственно как

наход т соот

12i

1

F

F0NE

i.°

)J

д

4Ь

.1 e (2i-l)E - Eo Л6F0 N(2i-T)f

i° 11

IШ11Ш1-1..Ј

6FoNE(2i-l)