SU1642570A1 - Method of control over three-phase self-excited voltage inverter - Google Patents

Method of control over three-phase self-excited voltage inverter Download PDF

Info

Publication number
SU1642570A1
SU1642570A1 SU894654670A SU4654670A SU1642570A1 SU 1642570 A1 SU1642570 A1 SU 1642570A1 SU 894654670 A SU894654670 A SU 894654670A SU 4654670 A SU4654670 A SU 4654670A SU 1642570 A1 SU1642570 A1 SU 1642570A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
grad
inverter
main
fronts
degrees
Prior art date
Application number
SU894654670A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Валентин Игоревич Олещук
Наталья Сергеевна Котляр
Александр Сергеевич Малышев
Игорь Тэвович Пар
Original Assignee
Отдел Энергетической Кибернетики Ан Мсср
Московское Производственное Объединение "Завод Им.Владимира Ильича"
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, Московское Производственное Объединение "Завод Им.Владимира Ильича" filed Critical Отдел Энергетической Кибернетики Ан Мсср
Priority to SU894654670A priority Critical patent/SU1642570A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1642570A1 publication Critical patent/SU1642570A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при разработке регулируемых или стабилизированных преобразователей. Целью изобретени   вл етс  улучшение гармонического состава выходного напр жени  инвертора. Способ равлени  базируетс  на алгоритме 180-градусного симметричного управлени  ключами трехфазного инвертора, при котором в серединах зон управлени , внутри тактовых интервалов 60- градусных продолжительностей, сим- ч метрично относительно центров указанных зон формируетс  п основных сигналов управлени  продолжительностью 1U Дл  компенсации паразитных гармоник спектра внутри крайних 30-градусных участков зон управлени  формируют дополнительные сигналы управлени , местоположени  ближних к границам зон управлени  фронтов которых наход т путем сдвига на Ј60 эл.град.ближних к серединам зон н управлени  фронтов соответствующих одноименных основных сигналов управ- лениЯу а длительность дополнительных сигналов управлени  св зана с продолжительностью основных импулъ - сов кривой выходного напр жени  линейной зависимостью, определ емой через коэффициент пропорциональнос - ти К. 5 ил. § оэ ю едThe invention relates to electrical engineering and can be used in the development of adjustable or stabilized converters. The aim of the invention is to improve the harmonic composition of the inverter output voltage. The method of mapping is based on an algorithm of 180-degree symmetric key management of a three-phase inverter, in which n main control signals of 1U duration are formed symmetrically relative to the centers of these zones within the control intervals of 60-degree durations to compensate for parasitic harmonics within the extreme 30-degree sections of the control zones form additional control signals, the locations of fronts closest to the boundaries of the control zones They are found by shifting by Ј60 electric grades closer to the middle of the zones and controlling the fronts of the corresponding main control signals of the same name, and the duration of the additional control signals is related to the duration of the main impulses of the output voltage curve by a linear relationship - Ty K. 5 Il. § oe y u

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при разработке регулируемых или стабилизированных автономных трехфазных инверторов напр жени .The invention relates to electrical engineering and can be used in the development of regulated or stabilized stand-alone three-phase voltage inverters.

Целью изобретени   вл етс  уменьшение массогабаритных показателей выходного фильтра путем улучшени  гармонического состава выходного напр жени  инвертора.The aim of the invention is to reduce the weight and size parameters of the output filter by improving the harmonic composition of the output voltage of the inverter.

На фиг.1 изображена упрощенна  структура силовой цепи трехфазного мостового инвертора, выполненного на полностью управл емых вентил х; на фиг.2 - временные диаграммы, по сн ющие предложенный алгоритм управлени ; на фиг.З - зависимость величины коэффициента К от гц на фиг.4 - характеристики спектрального состава выходного напр жени  регулируемого инвертора;.на фиг„5 - функциональна  схема системы управлени , реализующа  предложенный способ„Fig. 1 shows a simplified structure of a power circuit of a three-phase bridge inverter made on fully controlled valves; Fig. 2 shows timing diagrams explaining the proposed control algorithm; Fig. 3 shows the dependence of the magnitude of the coefficient K on Hz in Fig. 4 shows the characteristics of the spectral composition of the output voltage of the adjustable inverter; Fig. 5 shows a functional diagram of the control system implementing the proposed method.

Силова  схема трехфазного мостового инвертора (фиг.1) содержит шест полностью управл емых вентилей фаз А,В,С, каждый чз которых зашунтиро- ван в обратном направлении диодом. К выходным зажимам преобразовател  присоединены фазы Z ZB Zc нагрузки, соединенной в звезду.The power circuit of a three-phase bridge inverter (Fig. 1) contains a pole of fully controlled valves of phases A, B, C, each of which is shunted in the opposite direction by a diode. To the output terminals of the converter are connected the phases Z ZB Zc of the load connected in a star.

На фиг.2 приведена временна  диаграмма (циклограмма) переключени , вентилей фаз А и В катодной группыFigure 2 shows the timing diagram (cyclogram) of switching, valves of phases A and B of the cathode group.

мостового инвертора, а также крива  линейного выходного напр жени  преобразовател  применительно к варианту п 4, когда внутри тактовых интервалов 60-градусных продолжительностей формируетс  по четыре основных управл ющих сигнала (выключающих вентили сигнала в зоне проводимости и включающих , сигнала в зоне закрытого сое- то ни  вентилей) с продолжительность Д. Одновременно внутри крайних 30- градусных участков зон проводимости и закрытого состо ни  вентилей гене рируютс  дополнительные сигналы управлени , по два- на каждом из указанных участков, ближние к границам полупериодов , фронты которых формируютс , как пс/казано на фиг.2, путем сдвига на 60 эл.град в сторону о тс та- . вани  или опережени  ближних к середине полупериодов фронтов еоответст- вующих одноименных (то есть выключающих или включающих вентили) основных сигналов управлени . Продолжительbridge inverter, as well as the curve of the linear output voltage of the converter as applied to option n 4, when within the clock intervals of 60 degrees duration there are four main control signals (switching off the signal valves in the conduction band and switching on, the signal in the zone of the closed junction valves) with a duration of D. At the same time, within the extreme 30-degree sections of the conduction zones and the closed state of the valves, additional control signals are generated, two of each x sections, close to the boundaries of half-periods, the fronts of which are formed, as ps / shown in Fig. 2, by shifting by 60 e.h. vanishing or advancing the fronts closest to the middle of the half-periods of the corresponding corresponding (i.e., shut-off or closing valves) main control signals. The continuer

5five

юYu

425704425704

кость ft указанных дополнительных сигналов при этом на всем диапазоне регулировани  находитс  в следующей функциональной зависимости с числом п и длительностью основных сигналовThe bone ft of these additional signals is in the following functional relationship with the number n and the duration of the main signals

управлени  А (-- - ) эл.град.,A (- -) el .grad.,

где-К - безразмерный коэффициент, выбираемый , в зависимости от требуемого значени  п, в соответствии с данными, приведенными на фиг.З. Так, при , имеем ,303, соответственноwhere K is a dimensionless coefficient chosen, depending on the desired value of n, in accordance with the data shown in FIG. So, with, we have, 303, respectively

0,303 ( T5-ft) эл.град. В частности, при 0, что соответствует максимальной величине выходного напр жени  преобразовател ,$ 3,638 эл.град.0.303 (T5-ft) el. In particular, at 0, which corresponds to the maximum value of the output voltage of the converter, $ 3,638 el.grad.

Как следует из фиг.З, численное зна- чение К, определенное исход  из услови  максимального уменьшени  ампли (-туд паразитных гармоник спектра, As follows from FIG. 3, the numerical value of K, a certain outcome from the condition of maximal reduction of the amplitude (—tr of parasitic harmonics of the spectrum,

близких к основной, последовательно уменьшаетс  с ростом п, асимптотичес15close to the main one, decreases sequentially with increasing n, asymptotic

2020

00

5five

00

5 five

ки приближа сь к граничному значению. 5 равному 0,268.ki approaching the boundary value. 5 equal to 0.268.

Анализ формы кривой линейного вы- гходного напр жени  инвертора показы- ваёт что генерирование дополнительных описанных выше сигналов управлени  приводит к по влению на крайних участках выходной полуволны дополнительных импульсов и к соответствующему уменьшению продолжительностей части основных выходных импульсов. Тем самым в трехфазном мостовом инверторе реализуетс  закон управлени , близкий к алгоритмам широтно-импуль- сной модул ции, способствующей улучшению спектрального состава выходных кривых. Это подтверждаетс  построенными на фиг.4 характеристиками гармонического состава выходного напр жени  инвертора, управл емого по предложенному способу (сплошные кривые), сопоставленными с аналогичными характеристиками преобразовател , управл емого по способу-прототипу (пунктирные линии) дл  вариантов и , которыми нагл дно иллюстрируетс  заметное , вплоть до нулевых значений, снижение амплитуд наиболее близких к основной п той и седьмой гармонических составл ющих спектра кривой выходного напр жени .An analysis of the shape of the linear output voltage curve of the inverter shows that the generation of additional control signals described above leads to the appearance of additional pulses in the extreme parts of the output half-wave and to a corresponding decrease in the duration of the main output pulses. Thus, in a three-phase bridge inverter, the control law is implemented, which is close to the pulse-width modulation algorithms, which improves the spectral composition of the output curves. This is confirmed by the characteristics of the harmonic composition of the output voltage of an inverter controlled by the proposed method (solid curves) constructed in Fig. 4, compared with the similar characteristics of a converter controlled by the prototype method (dashed lines) for the variants and which clearly illustrate , down to zero values, a decrease in the amplitudes closest to the main fifth and seventh harmonic components of the spectrum of the output voltage curve.

На фиг.5 изображена функциональна  схема системы управлени , реализующей описанный способ применительно к варианту пеЗ. Система, выполненна  по вертикальному принципу,Figure 5 shows a functional diagram of a control system that implements the described method as applied to variant P3. The system is made on the vertical principle

00

5five

10ten

5164257051642570

содержит генератор тактовых импульсов 1, св занный со входами четырехразр дного регистра 2 и генератора развертывающего линейно-измен ющегос  напр жени  3, источники опорного 4 и управл ющего 5 напр жений, сумматоры 6-8, суммирующий усилитель 9, св занный с сумматором 10, компараторы 11-14 с выходными формировател ми коротких однопол рных импульсов, дизъюнктор 15 и счетные триггеры 16 и 17, присоединенные выходами к логическому распределителю управл ющих импульсов 18.contains a clock pulse generator 1 associated with the inputs of the four-bit register 2 and the sweep generator of the linearly varying voltage 3, the sources of the reference 4 and the control voltage 5, the adders 6-8, the summing amplifier 9 associated with the adder 10, comparators 11-14 with output formers of short unipolar pulses, disjunctor 15 and counting triggers 16 and 17, connected by outputs to the logical distributor of control pulses 18.

Принцип функционировани  системы по сн етс  пунктирными кривыми, показанными на временной диаграмме (фиг.2). Частота следовани  тактовых импульсов генератора 1 в 12 раз превышает выходную частоту инвертора. Частота развертывающего пилообразного симметричного в обе стороны напр жени  Uj генератора 3 в шесть раз выше выходной частоты. Напр жение источника опорного напр жени  4 в п раз меньше амплитуды сигнала Uj. Величиной напр жени  U источника 5 регулируетс  значение параметра Д и, соответственно5 величина выходного напр жени  преобразовател . Коэффициент передачи суммируюпего усилител  9 равен 2К, при этом амплитуда сигнала UQ на выходе усилител  9 пропорциональна значению параметра у . На выходах компараторов 11-14 осуществл етс  выделение сигналов на формирование фронтов управл ющих сигналов , которые через дизъюнктор 15 и непосредственно поступают на входы счетных триггеров 16 и 17, св занных с распределителем 18. Выраженные в цифровой форме состо ни  выходов регистра 2 за период выходной частоты записываютс  как 1000, 1001, 0010, ООП, 0000, 0001, 1010, 1011, 1011, 1101, 1110, 1111. Логические функции, реализуемые распределителем 18 и поступающие в формеThe principle of operation of the system is explained by the dotted curves shown in the timing diagram (Fig. 2). The clock frequency of the generator 1 is 12 times the output frequency of the inverter. The frequency of the sweeping sawtooth symmetrical in both sides of the voltage Uj of the generator 3 is six times higher than the output frequency. The voltage of the source of the reference voltage 4 is n times smaller than the amplitude of the signal Uj. The magnitude of the voltage U of source 5 controls the value of the parameter D and, accordingly, 5 the value of the output voltage of the converter. The transfer coefficient of summing amplifier 9 is 2K, while the amplitude of the signal UQ at the output of amplifier 9 is proportional to the value of the parameter y. At the outputs of the comparators 11-14, signals are allocated to the formation of the fronts of the control signals, which through the disjunctor 15 and directly arrive at the inputs of the counting triggers 16 and 17 connected to the distributor 18. Digitally expressed states of the outputs of the register 2 for the output period frequencies are recorded as 1000, 1001, 0010, OOP, 0000, 0001, 1010, 1011, 1011, 1101, 1110, 1111. Logic functions implemented by the distributor 18 and received in the form

+ B Q4Q2q,u17 + (UQ2Q, + Q3Q2Q, + QsQzQtUi + Q + Q QjQzu 6 ++ B Q4Q2q, u17 + (UQ2Q, + Q3Q2Q, + QsQzQtUi + Q + Q QjQzu 6 +

+ ,7 - JUQgQz.Q, ;+, 7 - JUQgQz.Q,;

Q3Q2Q«U 7 + Q3Q2Q, + + , +JUQiQiU,7 + ,б + + Q5u,6 +Q4Q3Q,U17 + Q4Q2Q, . Q3Q2Q "U 7 + Q3Q2Q, + +, + JUQiQiU, 7 +, b + + Q5u, 6 + Q4Q3Q, U17 + Q4Q2Q,.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  трехфазным авто номным инвертором напр жени , заключающийс  в том, что основные вентили разных фаз инвертора периодически включают и выключают с взаимным фа- 15 зовым сдвигом в 60 эл.град, при этом дл  каждого основного вентил  в течение одного полупериода от 0 до 180 эл.град. формируют зону проводимости , в течение другого полупериода 20 от 180 до 360 эл.град. формируют зон лзакрытого состо ни , тактовый интервал зоны проводимости от 60 до 120 эл.град. и тактовый интервал зоны закрытого состо ни  от 240 до 300 25 эл.град. разбивают на п отрезков прот женностью 60/п эл.град., в середине каждого из которых формируют соответственно основные сигналы выключени  и включени  вентилей с 30 длительностью , отличающий с   тем, что с целью уменьшени  массогабарнтных показателей вы-., ходного фильтра путем улучшени  гармонического состава выходного напр - ,с жени  инвертора, дл  каждого основного вентил  внутри интервалов 0-30, . 150-180, 180-210, и 330-360 эл.град. генерируют дополнительные сигналы выключени  и включени  вентилей, 40 ближние к границам полупериодовThe method of controlling a three-phase autonomous voltage inverter, which consists in the fact that the main valves of different phases of the inverter are periodically turned on and off with a mutual phase-to-phase shift of 60 el.grad, with for each main valve during one half-period from 0 to 180 el.grad. form the conduction band, during the other half period of 20 from 180 to 360 el.grad. form the zones of the closed state, the clock interval of the conduction band from 60 to 120 al.h. and the clock interval of the closed state zone is from 240 to 300 25 al-degrees. are divided into n segments of 60 / n electr. lengths, in the middle of each of which, respectively, form the main signals for switching off and switching on valves with a duration of 30, which in order to reduce the mass and output indicators of the output filter by improving the harmonic the composition of the output, eg from the inverter, for each main valve within the intervals of 0-30,. 150-180, 180-210, and 330-360 el.grad. generate additional shut-off and turn-on signals, 40 close to the half-period limits фронты которых формируют путем сдвига на ±60 эл.град. ближних к середине полупериодов фронтов соответствующих одноименных основных сигналов 45 включени  и выключени  (на -«-60 эл, .град на интервалах 150-180 и 330- 360 эл.град. и на -60 эл.град на интервалах 0-30 и 180-210 эл.град,).the fronts of which are formed by shifting by ± 60 al. close to the middle of the half-periods of the fronts of the corresponding identical main signals 45 on and off (on - "- 60 el, .grad at intervals of 150-180 and 330- 360 el. degrees and -60 el. degrees at intervals of 0-30 and 180 -210 el.grad,). при этом длительность дополнитель- импульсов управлени  на соответствую- 50 ных сигналов управлени  определ ют щие вентили инвертора, имеют нз функциональной зависимости щий вид: к(60/п-) эл.град., где численное значение коэффициента К опреде-A Q4Q3QaQ ( + Q4Q.3QiQt + (U hQzQH + +the duration of the additional control pulses on the corresponding control signals determine the inverter gates, have the following functional dependence: to (60 / n-) el.grad., where the numerical value of the coefficient K is defined-A Q4Q3QaQ (+ Q4Q.3QiQt + (U hQzQH + + + Q2Ut6 + Q3U16 + ++ Q2Ut6 + Q3U16 + + + ,u57.+ u57. да етс  в соответствии с зависимостью 55-К от п, приведенной на фиг.З описани . It is given in accordance with the dependence of 55-K on p shown in Fig. 3 of the description. 00 + B Q4Q2q,u17 + (UQ2Q, + Q3Q2Q, + + QsQzQtUi + Q + Q QjQzu 6 ++ B Q4Q2q, u17 + (UQ2Q, + Q3Q2Q, + + QsQzQtUi + Q + Q QjQzu 6 + + ,7 - JUQgQz.Q, ;+, 7 - JUQgQz.Q,; Q3Q2Q«U 7 + Q3Q2Q, + + , +JUQiQiU,7 + ,б + + Q5u,6 +Q4Q3Q,U17 + Q4Q2Q, . Q3Q2Q "U 7 + Q3Q2Q, + +, + JUQiQiU, 7 +, b + + Q5u, 6 + Q4Q3Q, U17 + Q4Q2Q,. Формула изобретени Invention Formula Способ управлени  трехфазным автономным инвертором напр жени , заключающийс  в том, что основные вентили разных фаз инвертора периодически включают и выключают с взаимным фа- 5 зовым сдвигом в 60 эл.град, при этом дл  каждого основного вентил  в течение одного полупериода от 0 до 180 эл.град. формируют зону проводимости , в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют зону лзакрытого состо ни , тактовый интервал зоны проводимости от 60 до 120 эл.град. и тактовый интервал зоны закрытого состо ни  от 240 до 300 5 эл.град. разбивают на п отрезков прот женностью 60/п эл.град., в середине каждого из которых формируют соответственно основные сигналы выключени  и включени  вентилей с 0 длительностью , отличающий с   тем, что с целью уменьшени  массогабарнтных показателей вы-., ходного фильтра путем улучшени  гармонического состава выходного напр - с жени  инвертора, дл  каждого основного вентил  внутри интервалов 0-30, . 150-180, 180-210, и 330-360 эл.град. генерируют дополнительные сигналы выключени  и включени  вентилей, 0 ближние к границам полупериодовThe method of controlling a three-phase autonomous voltage inverter, which consists in the fact that the main valves of different phases of the inverter are periodically turned on and off with a mutual phase-to-phase shift of 60 el. Degrees, while for each main valve during one half-period from 0 to 180 .hail. form the conduction band, during the other half period from 180 to 360 el.grad. form the zone of the closed state, the clock interval of the conduction band from 60 to 120 al. and the clock interval of the closed state zone is from 240 to 300 5 el.grad. are divided into n segments of 60 / n electr. lengths, in the middle of each of which form, respectively, the main turn off and turn on taps with a duration of 0, which is so as to reduce the mass and output indicators of the output filter by improving the harmonic the composition of the output napr - from the inverter, for each main valve within the intervals of 0-30,. 150-180, 180-210, and 330-360 el.grad. generate additional off and on signals for valves, 0 close to the half-time limits фронты которых формируют путем сдвига на ±60 эл.град. ближних к середине полупериодов фронтов соответствующих одноименных основных сигналов 5 включени  и выключени  (на -«-60 эл, .град на интервалах 150-180 и 330- 360 эл.град. и на -60 эл.град на интервалах 0-30 и 180-210 эл.град,).the fronts of which are formed by shifting by ± 60 al. the fronts close to the middle of the half-periods of the corresponding main signals of the same name 5 on and off (on - "- 60 el, .grad at intervals 150-180 and 330- 360 el. degrees and -60 el. degrees at 0-30 and 180 -210 el.grad,). да етс  в соответствии с зависимостью 55-К от п, приведенной на фиг.З описани . It is given in accordance with the dependence of 55-K on p shown in Fig. 3 of the description. + f+ f +A+ A 5five HH -A-A ;; - -with нn 33 I г АI g A 2828 ZcZc фие.1FI.1 Фиг.ЪFIG.
SU894654670A 1989-02-24 1989-02-24 Method of control over three-phase self-excited voltage inverter SU1642570A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894654670A SU1642570A1 (en) 1989-02-24 1989-02-24 Method of control over three-phase self-excited voltage inverter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894654670A SU1642570A1 (en) 1989-02-24 1989-02-24 Method of control over three-phase self-excited voltage inverter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1642570A1 true SU1642570A1 (en) 1991-04-15

Family

ID=21430615

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894654670A SU1642570A1 (en) 1989-02-24 1989-02-24 Method of control over three-phase self-excited voltage inverter

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1642570A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 1023625, кл. Н 02 М 7/48, 1983. Критерии оценки ка- напр жени автономЗабродин Ю.С. чества выходного ных интерваторов. Электричество, 1987, № 3, с.45, рис.1,6, *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2765315B2 (en) Power conversion device and control device for electric vehicle using the same
KR940006328A (en) Power converter
US4352156A (en) AC to AC Power converter with a controllable power factor
Grant et al. A new high-quality PWM AC drive
KR920006267B1 (en) Frequency changer system
US5831843A (en) Pulse width modulation device for converting direct voltage into a three-phase alternating voltage
SU1642570A1 (en) Method of control over three-phase self-excited voltage inverter
CN109120171B (en) Multi-level inverter system for generating power frequency alternating current under control of high-frequency switch
Oleschuk et al. Triphase cascaded converters with direct synchronous pulsewidth modulation
CN109120172B (en) Method for connecting pulsating voltage into alternating current in multi-level inverter system
SU1676041A1 (en) Method for controlling three-phase bridge-type inverter
SU1677824A1 (en) Method of control of three-phase single-bridge inverter
SU1646029A1 (en) Method for controlling self-contained three-phase inverter
SU1677825A1 (en) Single-bridge three-phase inverter control method
SU1734180A2 (en) Method of control of a regulated bridge voltage inverter
SU1757063A1 (en) Method of controlling converter with width-code regulation
SU917300A1 (en) Bridge inverter control method
SU752748A1 (en) Three-phase frequency converter control method
SU1577027A2 (en) Method of controlling adjustable bridge inverter
RU2231205C1 (en) Voltage changer control method
RU1777219C (en) Valve-type converter control method with provision for latitude-code regulation
SU1734179A1 (en) Method of control over three-phase controlled valve converter
Reddy et al. SIMPLIFIED DIGITAL WAVES AND SINUSOIDAL PULSE WIDTH MODULATION FOR SINGLE PHASE INVERTER
SU1492434A1 (en) Method for control of three-phase controllable bridge inverter
SU944027A1 (en) Dc voltage-to-three-phase ac voltage converter