SU1676041A1

SU1676041A1 - Способ управлени трехфазным мостовым инвертором

Info

Publication number: SU1676041A1
Application number: SU894668534A
Authority: SU
Inventors: Валентин Игоревич Олещук; Наталья Сергеевна Котляр; Александр Сергеевич Малышев; Юрий Михайлович Мануковский; Игорь Тэвович Пар
Original assignee: Отдел Энергетической Кибернетики Ан Молдавской Сср; Московское Производственное Объединение "Завод Им.Владимира Ильича"
Priority date: 1989-02-24
Filing date: 1989-02-24
Publication date: 1991-09-07

Abstract

Изобретение относитс к электротехнике . Цель изобретени - улучшение спектрального состава выходного напр жени за счет формировани дополнительных импульсов в выходной кривой преобразовател . Способ управлени инвертором заключаетс в периодическом, осуществл Иэобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при управлении трехфазными вентильными преобразовател ми на базе автономных инверторов напр жени . Целью изобретени вл етс улучшение спектрального состава выходного напр жени инвертора. На фиг. 1 приведена упрощенна структура силовой схемы трехфазного мостового преобразовател , выполненного на базе полностью управл емых ключей; на фиг. 2 емом с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град., переключении вентилей трехфазной одномостовой схемы инвертора. При этом внутри центральных 60-градусных интервалов зон проводимости и закрытого состо ни вентилей, на крайних правых част х каждого из участков, на которые разбиты указанные интервалы, формируют п основных сигналов управлени . Внутри интервалов 0-30 и 180-120 э .град. синтезируютс дополнительные сигналы, местоположени середин которых определ ютс сдвигом в сторону отставани на величину 60 (1 + ж-)эл.град, середин соответствующих основных сигналов управлени , расположенных внутри интервалов 60-90 и 240-270 эл.град. На интервалах 150-180 и 330-360 эл.град. местоположени середин дополнительных сигналов управлени наход тс сдвигом на 60 (1 - ) эл.град. в сторону опережени середин соответствующих основных сигналов, формируемых внутри интервалов 90-120 и 270-300 эл.град 6 ил. У в О s4 О g временные диаграммы, иллюстрирующие предлагаемый способ управлени ; на фиг. 3 - крива зависимости величины коэффициента К от п; на фиг. 4 и 5 - обобщенна функциональна схема системы управлени , реализующей предложенный алгоритм , и диаграмма ее работы; на фиг, 6 - характеристики спектрального состава выходного напр жени инвертора. Временные диаграммы, представленные на фиг. 2. иллюстрируют алгоритм формировани управл ющих импульсов на

Description

четыре из шести вентилей инвертора применительно к случаю п 3, когда тактовые интервалы 60-градусных продолжительно- стей, расположенные в центрах зон проводимости и закрытого состо ни , разделены на три равные интервала прот женностью в 20 эл.град., в правой части каждого из которых формируютс основные паузы или участки проводимости с длительностью А. Одновременно внутри интервалов 0-30, 150-180, 180-210 и 330-360 эл.град. вырабатываютс дополнительные паузы и участки проводимости по одному на каждом из указанных интервалов. Местоположени середин дополнительных пауз и участков проводимости, расположенных внутри интервалов 0-30 и 180-210 эл.град., определ ют сдвигом на величину 60 (1 +«)

70 эл.град. в сторону отставани середин соответствующих основных пауз и участков проводимости, расположенных на интервалах 60-90 и 240-270 эл.град. Координаты середин дополнительных пауз и участков проводимости внутри интервалов 150-180 и 330-360 эл.град. наход т сдвигом в сторону опережени на величину 60 (1 -J- ) 50 эл.град.

середин крайних основных пауз и участков проводимости, формируемых на интервалах 90-120 и 270-300 эл.град. Количество дополнительных сигналов, синтезируемых при этом на каждом из указанных 30- градусных интервалов, при нечетном п 1

равно -s- , а при четных значени х п

равн етс у

Длительность у дополнительных пауз и участков проводимости на всем диапазоне регулировани в соответствии с функциональной зависимостью

60

У К (lT ) эл.град., где К - безразмерный коэффициент, значение которого дл каждого конкретного п выбираетс в соответствии с кривой, построенной на фиг. 3. Так, дл п 3 К 0,381 и, соответственно, у 0,381 (20- А) эл.град. Величина коэффициента К, рассчитанна из услови первоочередного снижени амплитуд паразитных гармоник, близких к основной, дл всех нечетных п больше, чем дл четных п, уменьша сь при обоих вариантах с увеличением п и асимптотически приближа сь с обеих сторон к значению 0,268.

Структурна схема аналого-цифровой системы управлени , реализующей описанный алгоритм управлени дл случа п 3, приведена на фиг. 4. На фиг. 5 приведены временные диаграммы ее работы .

Генератор 1 тактовых импульсов, частота сигналов которого в двенадцать раз превышает выходную частоту инвертора , синхронизирует работу генератора 2 линейно измен ющегос напр жени , формирующего на выходе симметричный

пилообразный сигнал. Источник 3 опорного напр жени , величина сигнала которого в п раз меньше амплитуды напр жени Ua генератора 2, и источник 4 управл ющего напр жени , сигнал которого пропорционален значению параметра А. , соединены со входами сумматоров 5-9. Сигнал Us источника 3 поступает на плюсовой вход суммирующего усилител 10, а сигнал U4 источника 4 - на минусовый вход усилител

10с коэффициентом передачи, равным К, на выходе которого формируетс сигнал, пропорциональный текущей величине параметра у. Сигналы Us-Ug с выходов сумматоров 5-9 и усилител 10 1)ю непрерывно сопоставл ютс в компараторах 11-16 с напр жением Uz генератора 2. На выходах компараторов 11-16 включены формирующие цепи, состо щие, как показано применительно к компараторам 11 и 13, из

логического инвертора (узлы 17 и 20) и дифференциаторов 18-19 и 21-22, формирующих короткие импульсы в моменты равенства сигналов на входах компараторов 11-16, соответствующие моменты формировани фронтов управл ющих сигналов, которые через дизъюнкторы 23 и 24 поступают на входы счетных триггеров 25 и 26 и вызывают их периодическое срабатывание . Выходные сигналы триггеров 25 и 26

(фиг. 5) поступают на соответствующие входы логического распределител 27 управл ющих импульсов. Выходной сигнал компаратора 16 поступает непосредственно на вход распределител 27. Выходы

дифференциаторов 18 и 22 через дизъюн- ктор 28 св заны со входом четырехразр дного регистра 29, последовательно измен ющего свое выходное состо ние при поочередной подаче импульсов с узлов 18 и 22. Выраженные в цифровой форме состо ни разр дов CtaQsQzQi регистра 29 на периоде выходной частоты записываютс как 1000, 1001, 0010, 0011, 0000, 0001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110, 1111.

Логические функции, реализуемые распределителем 27 и поступающие в форме управл ющих сигналов на вентили инвертора , при этом имеют следующий вид: -A« Q4Q3d2QiUi6+Q4Sf3Q2Qi +

+О40зО2СИ+ Q4Q3Q2QiOz6 + Q2U25 + Qalhs + + Q tbCbQilto;

+B - Q CbQiOie + Q462Q1+ 036261+

+ Q3Q2QlD26 + Q2025+Q4Q3Q2U25 +

+Q 4QiU26 + Q4Q3Q2QiUi6;

+C - Q3Q2QiCJi6 + QsGbOi + 046261 +

+Q4Q2Ql026 + 62U25 + Q3U25 + Q4Q3QlU26 +

-t-Q4Q2QiUi6.

Таким образом, формирование на крайних участках полуволны линейного выходного напр жени инвертора дополнительных импульсов с соответствующими местоположением и продолжительностью способствует заметному снижению, вплоть до нулевых значений, амплитуд паразитных гармоник, близких к основной, что способствует повышению качества выходной энергии преобразовател , снижает потери в нагрузке и, в частности, позвол ет уменьшить установленную мощность выходных реактивных фильтров , часто включаемых на выходе инвертора . Количественное снижение амплитуд 5-й и 7-й паразитных гармоник спектра регулируемых (стабилизированных) инверторов дл варианта п А иллюстрируетс кривыми, построенными на фиг. 6 дл предлагаемого (сплошные линии) и дл известного (пунктирные линии) способов.

Claims

Формула изобретени

Способ управлени трехфазным мостовым инвертором, заключающийс в том, что основные вентили разных фаз инвертора периодически включают и выключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град., при этом дл каждого вентил в течение одного полупериода от О

до 180 эл.град. формируют зону проводимости , в течение другого полупериода от 180 до 360 эл.град. формируют зону закрытого состо ни , тактовый интервал зоны

проводимости 60-120 зл.град. и тактовый интервал зоны закрытого состо ни 240- 300 эл.град. разбивают на п отрезков прот женностью 60/п эл.град., в правой части каждого из которых формируют соответственно основные паузы и участки проводимости одинаковой длительности А, о т л и- чающийс тем, что, с целью улучшени спектрального состава выходного напр жени инвертора, дл каждого основного

вентил внутри интервалов 0-30 и 180- 210 эл.град. синтезируют дополнительные паузы и участки проводимости, местоположени середин которых определ ют сдвигом в сторону отставани на

величину 60 (1 + 1 /2п) эл.град середин соответствующих основных пауз и участков проводимости , расположенных на интервалах 60-90 и 240-270 эл.град., внутри интервалов 150-180 и 330-360 эл.град формируют

дополнительные паузы и участки проводимости , местоположени середин которых определ ют сдвигом в сторону опережени на 60 (1 - 1/2п) эл.град, середин соответствующих основных пауз и

участков проводимости, расположенных на интервалах 90-120 и 270-300 эл.град , а длительность у всех дополнительных пауз и участков проводимости определ ют из функциональной зависимости у К(60/л - А) эл.град, где К - безразмерный коэффициент, численное значение которого дл каждого конкретного п выбирают в соответствии с зависимостью представленной на фиг, 3,

+ О

- Q

j°,}0to fo tier/ лгГ

I I | A L

fA

IT . .1

j;

л.

fB

-fc

Uy

ПП П П П П.-ПП.Л

0,35

0,3 ,268 0,t5

0,1

К

Ч

X

/

/

-I-1

23456 7 8 9 Ю

Фиг.З

j;

л.

П ПГ

П ПГ

i-m.j-LJ

TJ-1П..

r-i n n

П.Л

и uu uu

Фиг 2.

-I-1

7 8 9 Ю

--н

# /

л

Г

% %

«т

% %ЭД

Щи г, 5

Фиг. 4

Щ

№L f

U1

0,09- 0,08 0,07- 0,06

0,05 0№ 0,03 0,02 0,01

0

/ / / / / / // //

0,1 0,2 0,3 6,1 Q5 US 0,1 0,8 0,9 1,0

Фиг.6