SU1677818A1 - Устройство дл управлени преобразователем частоты с непосредственной св зью - Google Patents

Abstract

изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  управле- ни  преобразовател ми в системах электропривода. Цель изобретени  - улучшение гармонического состава кривой выходного напр жени  путем подавлени  ближайших к основной высших гармоник. Устройство содержит последовательно соединенные задающий генератор, распределитель импульсов и логический блок, высокочастотный генератор пилообразного напр жени  и компараторы, первые входы которых подключены к источникам опорного напр жени , вторые входы соединены между собой и подключены к выходу генератора пилообразного напр жени , а выходы подключены к входам логического блока, три канала, состо щих из последовательно соединенных блока фазового сдвига и распределител  импульсов. Входы блоков фазового сдвига соединены между собой и с выходом задающего генератора, а выходы распределителей импульсов подключены к входам логического блока. 4 ил

Description

изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано при построении непосредственных преобразователей частоты, предназначенных например, дл  частотного управлени  электроприводами или дл  автономных систем электропитани .

Цель изобретени  - улучшение гармонического состава кривой выходного напр жени  преобразовател  путем подавлени  ближайших к основной высших гармоник.

На фиг. 1 приведена схема преобразовател  частоты с непосредственной св зью, дл  управлени  которым предназначено устройство; на фиг. 2 - функциональна  схема предлагаемого устройства управлени ; на

фиг. 3, 4 - временные диаграммы импульсов , по сн ющие работу устройства.

Преобразователь частоты (фиг. 1) содержит полностью управл емые ключи 1-6 с двусторонней проводимостью, образующие двухтактную схему, вход которой подключен к фазам А, В, С трехфазной питающей сети, а выход - к нагрузке 7.

Устройство дл  управлени  преобразователем содержит последовательно соединенные задающий генератор 8, основной распределитель 9 импульсов и логический блок 10. Задающий генератор 8 вырабатывает на выходе последовательность коротких импульсов (эпюра 8 на фиг 4), которые поступают на вход распределител  9, на выходах которого формируютс  шесть послео

xj VI 00

со

довательностей пр моугольных импульсов Yi.i-Ye.1 (фиг. 4) длительностью 60 эл.град., сдвинутых между собой на 60 эл.град. и следующих с частотой управлени  Q. Эти импульсы поступают на вход логического блока 10. К выходу задающего генератора 8 подключены также входы трех цепочек, кажда  из которых состоит из последовательно соединенных блоков 11-13 фазового сдвига и дополнительных распределителей 14-16 импульсов. Входы блоков 11-13 соединены между собой и подключены к выходу задающего генератора 8. На выходах Yi.2-Y6.2, Yi.3-Ye.3, Yi.4-Ye.4 распределителей 14-16 формируютс  дл  каждого шесть последовательностей пр моугольных импульсов, идентичных импульсам Yi.i-Ye.i, но сдвинутых относительно последних на 26, 36 и 52 эл. град, соответственно. Выходы распределителей 14-16 соединены с входами блока 10. В устройство вход т также высокочастотный генератор 17 пилообразного напр жени  и два компаратора 18 и 19. Первые входы компараторов 18,19 подключены к источникам опорного напр жени  Uoni, Uon2, вторые соединены между собой и подключены к выходу генератора 17. Выходы XL XL X2, Ха - компараторов 18, 19 подсоединены к входам блока 10. На выходах К1-К6 блока 10 формируютс  импульсы управлени  ключами 1-6 преобразовател .

Обозначени  временных диаграмм на фиг. 3-5 соответствуют обозначени м узлов на фиг. 2, Обозначение эпюры выходного напр жени  преобразовател  на нагрузке 7 по фиг. 5 соответствует обозначению нагрузки по фиг. 1,

Устройство работает следующим образом .

При управлении ключами 1-6 преобразовател  с помощью импульсов управлени , соответствующих временным диаграммам Yi.i-Ye.i (фиг. 4), на нагрузке 7 формируетс  крива  выходного напр жени , ближайшие к основной гармоники в которой имеют частоты co-f 5Q и о) - 7Q. Если управл ть ключами с помощью импульсов, соответствующих временным диаграммам Yi.2-Ye.2 (фиг. 4), т.е. сдвинутых относительно импульсов Yi.i-Ye.1 на 26 эл.град., то крива  выходного напр жени  преобразовател  имеет такой же гармонический состав, как и дл  импульсов Yi.i-Ye.1t но сдвинута на 26 эл.град. При этом гармонические составл ющие частоты (1) + 7 Q этих кривых оказываютс  сдвинутыми на 180 эл.гард и при суммировании компенсируютс . Если осуществл ть управление с помощью импульсов , соответствующих временным диаграммам Yi.3-Ye.3 (фиг. 4), т.е. сдвинутых относительно импульсов Yi.i-Ye.i на 36 эл.град, то крива  выходного напр жени  будет также сдвинута на 36 эл.град. относительно кривой, соответствующей импульсам Yi.i-Ye.i. При этом гармонические составл ющие частоты O) + 5Q этих кривых оказываютс  также сдвинутыми на 180 эл.град. и при суммировании компенсируютс . Ксли осуществл ть управление с помощью импульсов, соответствующих временным диаграммам Yi.3-Ye.3 (фиг. 4), т.е. сдвинутых относительно импульсов Yi.i-Ye.i на 36 эл.град, то крива  выходного

напр жени  будет также сдвинута на 36 эл.град. относительно кривой, соответствующей импульсам YI.I-YS.I. При этом гармонические составл ющие частоты и-1-5Йэтих кривых оказываютс  также сдвинутыми на

180 эл.град и при суммировании компенсируютс . Если реализовать управление импульсами , соответствующими временным диаграммам Yi.i-Ye.4 (фиг. 4), т.е. сдвинутыми относительно импульсов Yi.i-Ye.i на

суммарный угол 26+36 62 эл.град., то удаетс  сформировать две кривые выходного напр жени , в которых подавлены гармоники частоты «У + 5 Фили частоты а - 7 Q . При суммировании этих кривых в результирующей кривой отсутствуют гармоники обеих указанных частот.

Указанное эквивалентное суммирование возможно в преобразователе, показанном на фиг. 1, только при использовании

широтно-импульсной модул ции(ШИМ)так, чтобы интервалы проводимости ключей 1-6 не вызывали коротких замыканий питающей сети. При этом устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 8 формирует импульсы неизменной или регулируемой частоты, равной 6Q . Эти импульсы непосредственно поступают на распределитель 9 и через блоки 11-13 - на распределители 14-16. В результате на входы блока 10 поступают четыре группы последовательностей пр моугольных импульсов длительностью 60 эл.град, следующих с частотой управлени  Q и соответствующих временным диаграммам Yi.i-Ye.i, Yi.2-Ye.2, Yi.s-ve.s. Yi.4-Ye.4, фазовые сдвиги которых равны 0; 26,36 и 62 эл.град., соответственно. Высокочастотный генератор 17 формирует линейно нарастающее пилообразное напр жение высокой частоты , которое поступает на один из входов компараторов 18,19, на другой вход компаратора 18 подаетс  посто нное опорное напр жение Uoni, уровень которого равен 1/4 амплитуды пилообразного напр жени . На

другой вход компаратора 19 подаетс  посто нное опорное напр жение Uoni- уровень которого равен 3/4 амплитуды пилообразного напр женид. В результате сравнени  на выходах XL Xi компаратора 18 по вл ютс  пр моугольные импульсы со скважностью 1 /4, а на выходах Х2, Х2 - пр моугольные импульсы со скважностью 3/4. Эти импульсы также подаютс  на логический блок 10. Пилообразное напр жение на выходе генератора 17, а также импульсы Xi, XL Х2, Х2 и импульсы -Х2 показаны на временной диаграмме фиг. 3.

Логический блок 10 формируетуправ л - ющие сигналы К1-К6 (фиг. 5) дл  ключей 1-6 схемы фиг. 1 в соответствии со следующими логическими выражени ми:

.5+Y2.5:

К2 Y3.5+Y4.5,

,5+Y6,5;

,5+Y5,5:

,5+Yi,5;

.5+Y3.5;

VIivMY« i7..iY..4)(3y-.iir . Y....H iv..

,.,VX,Y,.rV,.%;

- YJ.JS VY«. 7H + .fY,j + V, .(Y,,-,.,,,) I г..1 Yi. J

Y,.,l47,r,.tir,l«rJYl.liYli1Y,..4.YJ.,+VY,.lYt,.|

,1Y,.,.,Y..;

,.,).Y«+ Y, ,).YMY..

4-XjY.,, r..,,Y,,,Yv.,

4,,-- «Л, .Y,.,-7JҐ;,YI,4. X ,Y, ,(Y,.,+ Y, ,)+J,Y,,V,+ . Л, Y,,,,

Y,.f --, V, Y, i Л.Л., +У, Y. .(Y,., Y.V.,J)- X,Y.., V,.4+ +M.VVI T.Y... Y..k;

гдеХз Х1-Х2

Такое построение блока обеспечивает формирование широтко-модулированных импульсов управлени  ключами преобразо- взтел .

Анализ кривой выходного напр жени  преобразовател  показывает, что при этом крива  не содержит ближайших к основной гармоник с частотами u + 5Q и со - 7Q Таким образом, устройство позвол ет улучшить гармонический состав кривой выходного напр жени  путем подавлени  ближайших к основной гармоник с частотами (О + 5Й иш-1Q.

Устройство управлени  позвол ет улучшить технико-экономические показатели преобразовател  частоты. Улучшение гармонического состава кривой выходного напр жени  приводит к снижению коэффициента гармоник по току и, следовательно , к уменьшению потерь от высших гармоник в нагрузке, например, в асинхронных электродвигател х.

5 0

5

0

5

0

5

0

Claims (1)

1. Формула изобретени  Устройство дл  управлени  преобразователем частоты с непосредственной св зью, построенным по трехфазной двухтактной схеме на полностью управл емых ключах с двусторонней i проводимостью, содержащее последовательно соединенные задающий генератор, основной распределитель импульсов и логический блок, выходы которого использованы как выходы устройства, высокочастотный генератор пилообразного напр жени  и два компаратора , первые входы которых подключены к источникам опорного напр жени , вторые подключены к выходу генератора пилообразного напр жени , выходы компараторов подключены к входам логического блока, о т-, личающеес  тем, что, с целью улучшени  гармонического состава кривой выходного напр жени  путем подавлени  ближайших к основной высших гармоник, оно снабжено трем  каналами, каждый из которых состоит из блока фазового сдвига на 26, 36 и 62 эл.град. соответственно и дополнительного распределител  импульсов , логический блок снабжен дополнительными входами, причем входы всех блоков фазового сдвига соединены с выходом задающего генератора, в каждом канале выход блока фазового сдвига подключен к входу дополнительного распределител  импульсов, выходы дополнительных распределителей импульсов подключены к дополнительным входам логического блока, структура которого описана уравнени ми

   ,5/Y2.5, .5 Y4.5 .5lfY6.5 .,5. .5 vYi.5 .5 / Y3.5,

   где Ki-Ke - сигналы на выходах логического блока;

   Yi.i-Yi.e-сигналы на выходах основного распределител  импульсов;

   Yi.2-Ye.2; Yi.3-Ye.3; Yi.4-Ye.4 - сигналы на выходах дополнительных распределителей импульсов;

   Xi. X2 - сигналы на выходах компараторов .

   В

   K1

   ;: /5

   У7

   Јf

   15

   LЈJ

   Xg

   Фиг. 2

   t/мг

   Jff

   Гг

   1И11 11ютпппппптпппппттппппппптппппппп t

   Фис.З

   v« «

   t

   КЗ

   J

   jcs