SU1734179A1 - Method of control over three-phase controlled valve converter - Google Patents
Method of control over three-phase controlled valve converter Download PDFInfo
- Publication number
- SU1734179A1 SU1734179A1 SU894784845A SU4784845A SU1734179A1 SU 1734179 A1 SU1734179 A1 SU 1734179A1 SU 894784845 A SU894784845 A SU 894784845A SU 4784845 A SU4784845 A SU 4784845A SU 1734179 A1 SU1734179 A1 SU 1734179A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- duration
- clock
- frequency
- control signals
- converter
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано дл управлени преобразовател ми, примен емыми в системах частотно-регулируемых электроприводов . Целью изобретени вл етс улучшение гармонического состава выходного напр жени преобразовател . Способ управлени заключаетс в периодическом переключении вентилей преобразовател с фазовым сдвигом 60 эл.град. Св занное регулирование частоты и величины выходного напр жени осуществл ют за счет посто нного плавного изменени длительности основных сигналов управлени на тактовых интервалах 60-120 и 240-300 эл.град. В отличие от известного продолжительность тактовых подынтервалов, внутри и посередине которых формируют основные сигналы управлени на большей части диапазона регулировани , измен ют в функции выходной частоты по гиперболической зависимости. На крайних 30-ти градусных участках полупериодов управл ющих сигналов вентил ми преобразовател формируют дополнительные сигналы управлени , продолжительность которых в каждой точке частотного диапазона определ ют в соответствии с приведенным тансцендент- ным уравнением, включающим номер (частоту ) устран емой гармоники спектра, количество и длительность основных сигналов управлени , продолжительность тактовых подынтервалов. 4 ил. со со 4 i ЧЭThe invention relates to electrical engineering and can be used to control converters used in variable frequency drive systems. The aim of the invention is to improve the harmonic composition of the output voltage of the converter. The control method is to periodically switch the converter valves with a phase shift of 60 al. The associated control of the frequency and magnitude of the output voltage is carried out by continuously smoothly varying the duration of the main control signals at clock intervals of 60-120 and 240-300 al.grad. In contrast to the known, the duration of the clock subintervals, inside and in the middle of which form the main control signals over most of the adjustment range, is changed as a function of the output frequency according to a hyperbolic dependence. In the extreme 30-degree sections of the half-periods of the control signals, the converter valves generate additional control signals, the duration of which at each point of the frequency range is determined in accordance with the reduced tantsendental equation, including the number (frequency) of the eliminated harmonic of the spectrum, the number and duration the main control signals, the duration of the clock subintervals. 4 il. with co 4 i CHE
Description
Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано при управлении преобразовател ми, примен емыми в системах частотно-регулируемого электропривода .The invention relates to electrical engineering and can be used in the control of converters used in variable frequency drive systems.
Известны алгоритмы широтно-импульс- ного управлени трехфазными инверторами напр жени , при которых суммарна на периоде выходной частоты продолжительность включающих вентили сигналов управлени составл ет 120 или 150 эл.град.The algorithms of pulse-width control by three-phase voltage inverters are known, at which the duration of the control valve turn-on gates for the period of the output frequency is 120 or 150 electrical degrees.
Однако форма кривой выходного напр жени преобразовател при этом в значительной степени зависит от параметров нагрузки, что затрудн ет эффективное использование данных алгоритмов при питании электродвигателей.However, the shape of the output voltage curve of the converter, to a large extent, depends on the parameters of the load, which makes it difficult to effectively use these algorithms when powering the electric motors.
Известен также способ управлени трехфазным регулируемым преобразователем , характеризующийс посто нной поэтапной вариацией длительностей пауз между импульсами (сигналами) управлени There is also known a method of controlling a three-phase adjustable transducer, characterized by a constant stepwise variation of the duration of pauses between control pulses (signals)
и самих управл ющих импульсов на центральных участках тактовых интервалов 60- градусныхпродолжительностей, составл ющих центральную часть 180-градусных зон проводимости и закрытого со- сто ни вентилей. Дл поддержани посто нства отношени величины среднего на полупериоде значени выходного напр жени преобразовател к частоте на поддиапазонах регулировани , на которых регулирование осуществл етс за счет изменени продолжительности центральных пауз, длительности сигналов управлени варьируют в зависимости от значений выходной частоты и от количества вырабаты- ваемых импульсов управлени . Внутри зон регулировани , на которых в центрах тактовых интервалов формируютс управл ющие импульсы измен емых длительностей, продолжительность импульсов кривой выход- ного напр жени оставл ют неизменной. При этом на всем диапазоне регулировани формирование сигналов управлени осуществл ют в серединах тактовых подынтервалов , начало и конец первого и последнего из которых синхронизированы соответственно с началом и концом соответствующего тактового интервала.and the control pulses themselves in the central regions of the clock intervals of 60-degree durations, which form the central part of the 180-degree conduction zones and the closed valve body. To maintain a constant ratio of the value of the half-period value of the output voltage of the converter to the frequency on the control subbands, where the regulation is carried out by varying the duration of the central pauses, the duration of the control signals varies depending on the values of the output frequency and the number of control pulses produced . Within the control zones, at which control pulses of variable durations are formed at the centers of the clock intervals, the duration of the pulses of the output voltage curve remains unchanged. At the same time, the control signals are formed in the middle of the clock subintervals, the beginning and the end of the first and the last of which are synchronized respectively with the beginning and the end of the corresponding clock interval.
К числу недостатков упом нутого способа управлени относитс то, что на всем диапазоне регулировани в спектре кривой выходного напр жени преобразовател присутствуютзначительные по величине паразитные гармоники, среди которых, в частности , наиболее нежелательной вл етс п та гармоническа составл юща , создающа наибольший тормозной момент асинхронному электродвигателю, питающемус от преобразовател .The disadvantages of this control method include the fact that throughout the control range in the spectrum of the output voltage curve of the converter, there are significant parasitic harmonics, among which, in particular, the fifth harmonic component, which creates the highest braking torque for the asynchronous motor, is most undesirable. powered by the converter.
Цель изобретени - улучшение гармо- нического состава выходного напр жени преобразовател ;The purpose of the invention is to improve the harmonic composition of the output voltage of the converter;
Поставленна цель достигаетс тем, что при управлении по указанному способу, обеспечивающему N-кратное св занное ре- гулирование частоты и величины выходного напр жени преобразовател , при котором основные вентили разных фаз преобразовател периодически переключают с взаимным фазовым сдвигом в 60 эл.град, при этом дл каждого вентил на тактовых интервалах 60-120 эл.град, и на тактовых интервалах 240-300 эл.град. формируют основные сигналы управлени , в соответствии с которыми выключают и включают вентили, коли- чество этих сигналов уменьшают с ростом выходной частоты F, причем на начальной выходной частоте F0 каждый из указанных тактовых интервалов разбивают на N под- ынтервалов продолжительностьюThe goal is achieved by the fact that, when controlled by this method, which provides N-fold coupled regulation of the frequency and magnitude of the output voltage of the converter, during which the main valves of different phases of the converter are periodically switched with a mutual phase shift of 60 electrons, while for each valve on the clock intervals of 60-120 al.grad, and on the clock intervals of 240-300 al.grad. form the main control signals, in accordance with which the valves are turned off and on, the number of these signals decreases with increasing output frequency F, and at the initial output frequency F0 each of these clock intervals is divided into N subintervals of duration
То - -Ј-р-jrr . внутри и посередине каждогоThat is -Ј-p-jrr. inside and in the middle of each
из которых формируют вышеупом нутые сигналы управлени вентил ми с начальнойof which form the above-mentioned valve control signals from the initial
,N -1N -1
длительностью Ло , а в процессеLo duration, and in the process
6 FoNr6 foNr
регулировани выходной частоты на участках 60-90 и 240-270 эл.град. формирование каждого i-ro основного сигнала управлени , начало первого из которых сфазировано с началом тактового интервала, осуществл ют при изменении выходной частоты преобразовател от FO до FI . При этом в диапазоне изменени частоты FH-I F0 Р/ (если Fii FJ) внутри каждой половины тактовых интервалов формируют по i основных сигналов управлени с длительностьюadjusting the output frequency in sections 60-90 and 240-270 el.grad. The formation of each i-ro main control signal, the beginning of the first of which is phased with the beginning of the clock interval, is performed by changing the output frequency of the converter from FO to FI. In this case, in the frequency range FH-I F0 P / (if Fii FJ), within each half of the clock intervals, i are formed by i main control signals with the duration
(-p р N ). а в диапазоне(-p p N). and in the range
Fi F каждой половине тактовых интервалов формируют по (i-1) основномуFi F each half clock intervals form on (i-1) main
сигналу управлени длительностью А , а i-й основной сигнал управлени формируют в середине тактового интервала с длительностью А , причем на участках 90-120 и 270- 300 эл.град. формирование управл ющих сигналов осуществл ют симметрично. В отличие от известного способа, дл каждого вентил в крайних зонах полупериодов выходного напр жени 0-30, 150-180, 180- 210 и 330-360 эл.град. формируют дополнительные сигналы управлени длительностью у. ближние к границам полупериодов фронты которых формируют путем сдвига на Ј60 эл.град. ближних к середине полупериодов фронтов соответствующих основных сигналов управлени длительностью А или Я . В диапазоне выходных частот FO - (N-1) Fo продолжительность вышеупом нутых тактовых подынтервалов измен ют в соответствии с соотношениемa control signal of duration A, and the i-th main control signal is formed in the middle of the clock interval with duration A, and in sections 90-120 and 270-300 el.grad. the formation of control signals is carried out symmetrically. In contrast to the known method, for each valve in the extreme zones of the half-periods of the output voltage 0-30, 150-180, 180-210 and 330-360 el.grad. form additional control signals of duration y. the fronts closest to the boundaries of the half-periods are formed by shifting by Ј60 el.grad. Near to the middle half-periods of the front of the corresponding main control signals of duration A or Z. In the output frequency range FO - (N-1) Fo, the duration of the above-mentioned clock subintervals is varied in accordance with the ratio
т-,FOt-, fo
6 F ( N Fo + Fo - F ) 6 F (N Fo + Fo - F)
А и А наход тA and A are found
ii-1ii-1
величиныmagnitudes
какas
A A
6 N Fo ( 2 i - 1 )6 N Fo (2 i - 1)
1 -2(l-1)r-i1 -2 (l-1) r-i
1one
6F j 6 N Fo ( 2 i - 1 ) значени FJ и FJ определ ют из функциональных зависимостей:6F j 6 N Fo (2 i - 1) the values of FJ and FJ are determined from the functional dependencies:
FI FO xFI FO x
y2iN-fl-VfilN.+ (2I -l)(N+3-il)y2iN-fl-VfilN. + (2I -l) (N + 3-il)
., 2N-2IN + 1 -V(2N-2IN+1 +4N(2|-1)(N + I-2lT., 2N-2IN + 1 -V (2N-2IN + 1 + 4N (2 | -1) (N + I-2lT
в диапазоне выходных частот преобразовател (N-1) Fo - NF0 продолжительность тактовых подынтервалов определ ют какover the output frequency range of the converter (N-1) Fo - NF0, the duration of the clock subintervals is defined as
т , р , а формирование каждого 1-го дополнительного сигнала управлени осуществл ют при изменении выходной частоты от FO до Fi (N - 2i + 1) Fo (Fi Fi Ff). при этом длительность у дополнительных сигналов управлени определ ют в соответствии с функциональной зависимостьюt, p, and the formation of each of the 1st additional control signal is carried out by changing the output frequency from FO to Fi (N - 2i + 1) Fo (Fi Fi Ff). the duration of the additional control signals is determined in accordance with the functional dependence
г | А-%-в4+СЈГС1g | А -% - в4 + СЈГС1
где К - номер подавл емой высшей гармоники;where K is the number of the suppressed higher harmonic;
Л , , ктг . кп . к -т( +i)-A ,L, ktg. CP k -t (+ i) -A,
А 4 sm sin sin - - L%5/i A 4 sm sin sin - - L% 5 / i
D , , к . кпD, K. kn
В 4 sin -о- sin -7,- cosB 4 sin -o-sin -7, - cos
(| +1)+A . 2(| +1) + A. 2
дл частотных поддиапазонов Fi (N - 2i + 1) Fo F Fi , afor frequency bands Fi (N - 2i + 1) Fo F Fi, a
KffKff
icti 2icti 2
C 4sin-sin-сое-cos -;: ,n kfi , (fr (25-02 л 1 . к Ktf nЈC 4sin-sin-soi-cos - ;:, n kfi, (fr (25-02 l 1. To Ktf nЈ
42co5T5inkb 42co5T5inkb
,/«, / "
дл частотных поддиапазонов FM F FI for frequency bands FM F FI
в также приin also at
Fi F NF0(npn i 2)Fi F NF0 (npn i 2)
Сл .IX Л .l TlSl. L .l Tl
4 sin -7Г- sin -n- cos 4 sin -7Г- sin -n- cos
К7ГK7G
cos К хcos K x
,n r . Кn . (-R-5-) - sin-s-sin, n r. Kn. (-R-5-) - sin-s-sin
KTKT
На фиг.1 приведена упрощенна структура силовой части преобразовател , выполненного на полностью управл емых тиристорах; на фиг.2 - временные диаграммы , иллюстрирующие процесс формировани управл ющих сигналов дл варианта N 5; на фиг.З - кривые, показывающие ход изменени относительной продолжительности тактовых подынтервалов, а также местоположени фронтов основных и дополнительных выходных импульсов в процессе регулировани преобразовани ; на фиг.4 - обобщенна функциональна схема системы управлени , реализующей предложенный способ управлени .Fig. 1 shows a simplified structure of a power section of a converter made on fully controlled thyristors; Fig. 2 shows timing diagrams illustrating the process of generating control signals for option N 5; Fig. 3 shows curves showing the course of change in the relative duration of the clock subintervals, as well as the locations of the fronts of the main and additional output pulses in the process of adjusting the transform; Fig. 4 is a generalized functional diagram of a control system implementing the proposed control method.
На временной диаграмме, построенной на фиг.2а, и соответствующей начальной (минимальной) выходной частоте преобразовател Fo показаны сигналы (импульсы) управлени Uy, поступающие на наход щийс в провод щем состо нии вентиль +А катодной группы трехфазной мостовой схемы инвертора на интервале От120 эл.град и вызывающие на этом интервале его периодическое запирание. Ниже приведен соответствующий участок кривой линейногоThe time diagram, constructed in Fig. 2a, and the corresponding initial (minimum) output frequency of the Fo transducer, shows signals (pulses) of control Uy arriving at the + A cathode group of the three-phase inverter bridge circuit in the conducting state on the interval El 120 .grad and causing it to periodically lock on this interval. Below is the corresponding linear curve section.
выходного напр жени преобразовател UAB. В данном случае тактовый интервал 60-120 эл.град. разбит на 5 тактовых подынтервалов с одинаковой длительностью Т0 , равной 12 эл.град., внутри и посерединеoutput voltage converter uaB. In this case, the clock interval is 60-120 al. divided into 5 clock subintervals with the same duration T0, equal to 12 electrical degrees, inside and in the middle
каждого из которых формируютс основные управл ющие импульсы прот женностьюeach of which the main control impulses are formed
До ть-г-;- 9,6 эл.град. На тактовомTo th-g -; - 9.6 el. On clock
интервале 240-300 эл.град. аналогичным образом в серединах тактовых подынтервалов вырабатывают основные сигналы на включение вентил . Одновременно на участках 0-30 и 150-1 аи эл.град. зоны прдводи- мости каждого вентил и на участках 180-210 и 330-360 эл.град. зоны закрытого состо ни формируютс дополнительные управл ющие сигналы.interval 240-300 el.grad. similarly, in the middle of the clock subintervals, they generate the main signals to turn on the valve. At the same time in the areas of 0-30 and 150-1 ai el.grad. zones of each valve and in the sections 180-210 and 330-360 el.grad. closed zones, additional control signals are generated.
Рост выходной частоты преобразовател сопровождаетс соответствую- щим уменьшением абсолютной величины прот женности тактовых интервалов. Одновременно при управлении по описываемому способу в соответствии с соотношениемAn increase in the output frequency of the converter is accompanied by a corresponding decrease in the absolute value of the length of the clock intervals. At the same time when controlled by the described method in accordance with the ratio
т - измен етс поt - varies by
6 F ( N Fo + Fo - F ) нелинейной зависимости абсолютное значение продолжительности тактовых подынтервалов вплоть до значени частоты F (N-1) Fo. При этом на всем диапазоне регулировани начало каждого тактового интервала синхронизировано с началом соответствующего первого тактового подынтервала, а конец тактового интервала синхронизирован с концом последнего тактового подынтервала. Формирование основных управл ющих импульсов производ т в середине каждого тактового подынтервала, а формирование6 F (N Fo + Fo - F) non-linear dependence of the absolute value of the duration of the clock subintervals up to the value of the frequency F (N-1) Fo. At the same time, over the entire adjustment range, the beginning of each clock interval is synchronized with the beginning of the corresponding first clock subinterval, and the end of the clock interval is synchronized with the end of the last clock subinterval. The formation of the main control pulses is performed in the middle of each clock subinterval, and the formation
ближних к кра м полупериода фронтов дополнительных сигналов управлени производ т (показано стрелками на фиг.2) путем сдвига на 60 эл.град. ближних к центру полупериода фронтов соответствующих основных сигналов. Процесс регулировани частоты выходного напр жени инвертора сопровождаетс в этом случае посто нной поэтапной вариацией длительности пауз между всеми импульсами управлени , в томNear the edges of the half-cycle, the fronts of the additional control signals are produced (shown by arrows in Fig. 2) by shifting by 60 electrical degrees. Near to the center of a half-cycle of the fronts of the corresponding main signals. The process of controlling the frequency of the output voltage of the inverter is accompanied in this case by a constant stepwise variation of the duration of the pauses between all control pulses, in that
числе продолжительности пауз, а также длительности самих основных управл ющих импульсов, на центральных участках тактовых интервалов, в зоне наложени друг на друга серединных тактовых подынтервалов,the number of pauses, as well as the duration of the main control pulses themselves, in the central sections of the clock intervals, in the overlap zone of the middle clock subintervals,
формируемых симметрично в каждой половине соответствующих тактовых интервалов . При этом дл поддержани посто нства отношени величины выходного напр жени преобразовател к частоте на поддиапазонах регулировани , на которых в центрах тактовых интервалов формируютс паузы, длительности основных сигналов управлени варьируют в зависимости от значений выходной частоты и от количества формируемых сигналов на каждой половине тактовых интервалов в соответствиисвыражениемformed symmetrically in each half of the corresponding clock intervals. At the same time, to maintain a constant ratio of the output voltage converter to frequency, on the control subbands, during which pauses are formed at the centers of the clock intervals, the duration of the main control signals varies depending on the output frequency values and the number of signals generated at each half of the clock intervals in accordance with the expression
Я 2-р(-р- Fo N ). На поддиапазонах I am 2-p (-p- fo n). On subranges
регулировани , на которых в центрах тактовых интервалов формируют управл ющие импульсы измен емых длительностей, продолжительность остальных основных сигналов управлени также зависит от текущих значений выходной частоты инвертора и определ етс изсоотношени the adjustments at which control pulses of variable durations are formed in the centers of the clock intervals, the duration of the remaining main control signals also depends on the current values of the output frequency of the inverter and is determined from the ratio
Я т-g vi р /о 1 Граничные значени частот Fr и FJ, переход щих от одно- го из упом нутых поддиапазонов регулировани к другому, наход тс из соответствующих функциональных зависимостей , включающих параметры F0, N, i. Кроме того, на верхнем частотном диапазоне при (N-1) Fo F NF0 продолжительность тактовых подынтервалов определ ют какI tg vi p / a 1 The limiting values of the frequencies Fr and FJ, passing from one of the mentioned control subbands to the other, are from the corresponding functional dependencies, including the parameters F0, N, i. In addition, on the upper frequency range with (N-1) Fo F NF0, the duration of the clock subintervals is defined as
т t
12 F12 F
, в середине которых вплоть доin the middle of which up to
номинальной частоты синтезируютс сигна- лы управлени с продолжительностьюnominal frequencies are synthesized control signals with a duration of
111111
Я (-р - N р ). Длительность у дополнительных сигналов управлени определ ют на всем диапазоне регулировани в соответствии с функциональной зависимостьюI (r - N p). The duration of the additional control signals is determined over the entire control range in accordance with the functional dependence.
} -j arctg} -j arctg
(B +C) 2 (В +С)(B + C) 2 (B + C)
A 4sin -sin-K(-y-A) B 4sin- cos ±Alsin ; С 4 sin 1ф- sin cos cos К XA 4sin-sin-K (-y-A) B 4sin-cos ± Alsin; С 4 sin 1ф- sin cos cos К X
ХГЯ- Т «in К7Г - КГHCG-T «in K7G - KG
X( --«-J -sinsinX (- "- J-sinsin
При определении первого (или начального ) значени граничной частоты следует учитывать, что оно зависит от величины числа N (четное оно или нечетное). Так, при четном значении N первой граничной частотой окажетс FI (где i N/2), в этом случае в диапазоне F0 F РГУ,When determining the first (or initial) value of the cutoff frequency, it should be taken into account that it depends on the value of the number N (it is even or odd). So, at an even value of N, the first boundary frequency will be FI (where i N / 2), in this case in the range F0 F of the RGU,
11 ( eleven (
-тут- {. р- -гг-р- J , а при N - нечетном первой граничной частотой будет частота FI -up- {. p- -yy-p- J, and when N is an odd, the first frequency will be the frequency of FI
(где i (where i
N + 1N + 1
2-), так как соответствующее2-), since the corresponding
значение Fi 1 оказываетс меньше F0 и, следовательно , не имеет смысла. Поэтому дл рассматриваемого варианта на первом поддиапазоне регулировани выходной частоты преобразовател процесс регулировани осуществл етс путем последовательного изменени продолжительности центрального на тактовом интервале импульса управлени (стрелки на фиг.2а), производимом при i 3 в соответствии с соотношением:the value of Fi 1 is less than F0 and therefore does not make sense. Therefore, for the considered variant, on the first sub-band of adjustment of the output frequency of the converter, the adjustment process is carried out by successively changing the duration of the control pulse (arrows in Fig. 2a) centrally on the clock interval produced by i 3 according to the relation:
, «ч- 1, "H - 1
Я -.ТР 1)Г 6NF0(2i-l)I -.TP 1) G 6NF0 (2i-l)
вплоть до частотыdown to the frequency
Рз Fo XRs Fo X
4545
21+1 -V(2IN +1) - NC2I-1){N +3-2I) 221 + 1 -V (2IN +1) - NC2I-1) {N + 3-2I) 2
где К - номер подавл емой высшей гармоники , дл частотных поддиапазонов FT ( - 2i + 1) РГ ;where K is the number of suppressed higher harmonics, for the frequency subbands FT (- 2i + 1) WG;
. . Kt(i-rt .) . ч.Ъ ft 4snn-Ј-отgSin. . Kt (i-rt.). h. ft 4snn-Ј-ggSin
K«li-4 Ktfc .- fri A l . KK "li-4 Ktfc .- fri A l. K
-COS-COS
k X A (ft 1Ck X A (ft 1C
О 4 sin -Ј s.n -Ј- cos -cos k - About 4 sin -Ј s.n -Ј- cos -cos k -
к7 rfr (2.-04 i к . к1Г . к Tecaeie,nK i--r-jJe.n1-S,nTS.nr,k7 rfr (2.-04 i k. k1G. to Tecaeie, nK i - r-jJe.n1-S, nTS.nr,
IitIit
дл частотных поддиапазонов Fi F FI , a также при FI F NF0(rfle i 2):for frequency bands Fi F FI, a also for FI F NF0 (rfle i 2):
00
5five
где N 5, i 3.where N 5, i 3.
Подставл указанные значени , определ ем величину первой граничной частоты Рз 1,71 FO. Определ емые в соответствии с указанной методикой продолжительности X дополнительных сигналов управлени на частотах F0 и Рз они соответственно равны 0,62 и 1,88 эл.град. (см. построенную на фиг.З зависимость, выраженной в электрических градусах величины у от выходной ча- стоты, рассчитанной дл варианта устранени п той гармоники (К 5).Substituting the indicated values, we determine the value of the first cut-off frequency Pz 1.71 FO. Determined in accordance with the specified method, the duration of X additional control signals at frequencies F0 and Pz, they are respectively 0.62 and 1.88 ehgrad. (see the dependence plotted in FIG. 3, expressed in electrical degrees, y versus the output frequency, calculated for the variant of eliminating the fifth harmonic (K 5).
В момент достижени выходной частотой преобразовател граничного значени When the output frequency of the converter reaches the limit value
РЗ продолжительность центрального на тактовом интервале основного импульса управлени уменьшаетс до нул .RZ the duration of the central on the clock interval of the main control pulse is reduced to zero.
На следующем сравнительно коротком поддиапазоне регулировани изменение выходной частоты преобразовател сопровождаетс последовательным изменением продолжительности центральной на тактовом интервале паузы между основными импульсами управлени , длительность самих основных импульсов управлени , число которых внутри каждой половины тактовых интервалов равно двум (i 2), измен етс (уменьшаетс с ростом частоты) в соответствиисзависимостьюIn the next relatively short adjustment range, the change in the output frequency of the converter is accompanied by a successive change in the length of the pause between the main control pulses central to the clock interval, the duration of the main control pulses themselves, the number of which within each half of the clock intervals is two (i 2), changes (decreases with frequency) according to dependency
111111
Я 2 i (р-к с ) осуществл емойI 2 i (rk with) carried out
путем двусторонней модул ции фронтов сигналов управлени , расположенных в середине соответствующих тактовых подынтервалов. Здесь после близкого к величине Рз граничного значени частоты Pi (N - 2i + 1) Fo 2F0 число дополнительных сигналов управлени снижаетс с двух до одного. Продолжительность такто- вых подынтервалов продолжает последовательно уменьшатьс . Верхней частотной границей этого поддиапазона вл етс частотаby two-way modulation of the edges of the control signals located in the middle of the corresponding clock subintervals. Here, after the frequency limit Pi (N - 2i + 1) of Fo 2F0 is close to Pz, the number of additional control signals decreases from two to one. The duration of the clock subintervals continues to decrease sequentially. The upper frequency limit of this subband is the frequency
X 2N-aiN + l+V(2N-2IN + iy+4N(2|-lKN + 1 -TlL; jjfX 2N-aiN + l + V (2N-2IN + iy + 4N (2 | -lKN + 1 -TlL; jjf
Следующий подынтервал управлени , наблюдающийс в диапазоне частотThe next subinterval control observed in the frequency range
F -rim г, -frJjLl XM-M J -Д.5(И - 1 И5 +3 -О „ , „, FoF -rim g, -frJjLl XM-M J -Д.5 (And - 1 I5 +3 -O ",", Fo
характеризуетс последовательным изменением продолжительности Я центрального на полупериоде сигнала управлени characterized by a consistent change in the duration of the central control signal on the half-period I
ill 2 ( i - 1 ) Fo , Л 6FL NF0 + Fo-FJill 2 (i - 1) Fo, L 6FL NF0 + Fo-FJ
6 N Fo (2 i -1)6 N Fo (2 i -1)
1 M 2 Fo .1 f 1 M 2 Fo .1 f
6 F 6 Fo -F 90 Fo6 F 6 Fo -F 90 Fo
Циклограмма формировани управл ющих сигналов на частоте Fa F Fa изображена на фиг.2в.The sequence diagram of the formation of the control signals at the frequency Fa F Fa is depicted in FIG.
При F Fa внутри тактовых интервалов формируетс по два основных сигнала управлени (i 1), а также в крайних зонах по одному дополнительному сигналу. Верхн граница указанного поддиапазона регулировани наблюдаетс на номинальной вы5At F Fa, two main control signals (i 1) are formed within the clock intervals, as well as in the extreme zones, by one additional signal. The upper limit of the specified control subrange is observed at the nominal rate of 5.
ходной частоте преобразовател F NF0. При этом указанный поддиапазон разбиваетс на две части: после достижени выходной частоты значени F (N - 1) F0 4F0 и 5 до частоты NF0, относительна продолжительность тактовых подынтервалов т фиксируетс на уровне т 12 F 30эл,град.,the input frequency of the converter F NF0. The specified subrange is divided into two parts: after the output frequency reaches the value F (N - 1) F0 4F0 and 5 to the frequency NF0, the relative duration of the clock subintervals t is fixed at the level t 12 F 30el, degrees,
в серединах которых формируютс основ0 ные импульсы управлени с последовательно уменьшаемой длительностьюin the middle of which the main control pulses are formed with successively decreasing duration
i i
12 F N Fo 12 F N Fo
Таким образом нар ду с последовательным изменением количества основных импульсов в полуволне выходной кривой инвертора, осуществл емым путем плавной непрерывной вариации формы кривой выходного напр жени и обеспечивающимThus, along with a sequential change in the number of main pulses in the half-wave of the output curve of the inverter, carried out by smooth continuous variation of the shape of the output voltage curve and providing
0 безударный переход от одного поддиапазона регулировани к другому, на крайних участках выходной кривой вплоть до верхней части частотного диапазона формируютс дополнительные импульсы, число которых также плавно снижаетс с ростом частоты вплоть до одного импульса на четверти периода и параметры которых способствуют компенсации амплитуд нежелательных паразитных гармоник последовательности основных выходных импульсов. Текущие параметры всех импульсов выбираютс при этом из услови обеспечени на всем диапазоне регулировани посто нства суммарной вольтсекундной площади полуволны0 unstressed transition from one control band to another, in the extreme parts of the output curve up to the upper part of the frequency range additional pulses are formed, the number of which also gradually decreases with increasing frequency up to one pulse per quarter period and the parameters of which contribute to compensating the amplitudes of unwanted spurious harmonics of the sequence main output pulses. In this case, the current parameters of all pulses are selected from the condition of ensuring the total volt-second area of the half-wave over the entire range of constancy control
5 выходной кривой инвертора, что тождественно практически линейному изменению первой (основной) гармоники выходного напр жени при изменении выходной частоты , соответствующему наиболее экономичному закону регулировани асинхронного электропривода. Приведенные на фиг.З расчетные дл варианта N 5 значени продолжительности у дополнительных сигналов управлени определены5 is the output curve of the inverter, which is identical to the almost linear change in the first (main) harmonic of the output voltage with a change in the output frequency, corresponding to the most economical law of controlling an asynchronous electric drive. The calculated for Fig. 3 for the option N 5, the duration values for the additional control signals are determined
5 из услови полного подавлени п той гармонической составл ющей (К 5), как нахо- д щейс в противофазе с основной гармоникой, создающей максимальный тормозной момент электродвигател и вл ю0 щейс поэтому наиболее нежелательной. Анализ хода изменени значений у показывает , в частности, что максимальные значени у и, соответственно, наибольша продолжительность дополнительных сиг5 налов (показано пунктиром на фиг.З применительно к варианту N 5) наблюдаетс на граничных частотах FI , а наименьшие значени указанной величины - на частотах FI .5 from the condition of complete suppression of the fifth harmonic component (K 5), as being in antiphase with the main harmonic, which creates the maximum braking torque of the electric motor and is therefore the most undesirable. An analysis of the course of change of values of y shows, in particular, that the maximum values of y and, accordingly, the longest duration of additional signals (shown by the dotted line in Fig. 3 with reference to variant N 5) is observed at the boundary frequencies FI, and the smallest values of the indicated value - at frequencies FI.
5five
00
00
Обобщенна функциональна схема системы управлени преобразователем, выполненной по вертикальному принципу и реализующей описанный способ, представлена на фиг,4. На выходе блока 1 задани частоты формируетс сигнал Ui, величина которого пр мо пропорциональна значению выходной частоты преобразовател , который подают на входы генератора 2 тактовых импульсов и функциональных преобразователей 3 и 4. При этом функциональный преобразователь 3 содержит в своем составе N выходных каналов. Частота следовани тактовых импульсов генератора 2 определ ет частоту выходного сигнала генератора 5 развертывающего симметричного в обе стороны пилообразного напр жени , котора при этом на реем диапазоне регулировани в шесть раз выше выходной частоты инвертора. Величина сигналов на выходах функционального преобразовател 3 на всем диапазоне регулировани пропорциональна текущим значени м временных положений фронтов а соответствующих основных сигналов управлени на половине тактовых интервалов (верхн временна диаграмма на фиг.2а). Величина выходного сигнала функционального преобразовател 4 в каждой точке диапазона регулировани пропорциональна абсолютному значению продолжительно- стей у дополнительных сигналов управлени , крива зависимости которой от частоты дл варианта N 5 построена на фиг.З. Отмеченные значени а и у предварительно определ ютс расчетным путем из приведенных соотношений, характеризующих режим осуществлени рассматриваемого способа управлени , Относительные, выраженные в эл.град., величины углов а -О5 построены на фиг.З.A generalized functional diagram of the converter control system, performed according to the vertical principle and implementing the described method, is shown in FIG. 4. At the output of the frequency setting unit 1, a signal Ui is generated, the value of which is directly proportional to the value of the output frequency of the converter, which provides 2 clock pulses and functional converters 3 and 4 to the generator inputs. In this case, the functional converter 3 contains N output channels. The frequency of the clock pulses of the generator 2 determines the frequency of the output signal of the generator 5 of a developing sawtooth voltage balanced on both sides, which, in this case, is six times higher in the control range than the output frequency of the inverter. The magnitude of the signals at the outputs of the functional converter 3 over the entire control range is proportional to the current values of the temporal positions of the edges of the respective main control signals at half the clock intervals (upper time diagram in Fig. 2a). The value of the output signal of the functional converter 4 at each point of the control range is proportional to the absolute value of the durations of the additional control signals, the frequency dependence of which for option N 5 is constructed in FIG. The marked values of a and y are tentatively determined by calculation from the above ratios characterizing the mode of implementation of the control method under consideration, Relative, expressed in el. Degrees, the angles of a-O5 are plotted in FIG.
Сигналы с выхода функционального преобразовател 4 поступают на входы сумматоров 6 и 7, на другие входы которых поступают сигналы с четных выходов функционального преобразовател 3, при помощи которых осуществл етс формирование четных фронтов аг и ОА . Выходы блока 3 и сумматоров 6 и 7 св заны (фиг.4) с соответствующими входами блоков формировани основных 8 и дополнительных 9 управл ющих импульсов, на которые поступает также развертывающее напр жение Us генератора 5. В моменты равенства напр жени Us выходным сигналом узлов 3, 6 и 7 внутри блоков 8 и 9 вырабатываютс (показано пунктиром на фиг.2а), команды на формирование фронтов управл ющих (и выходных) импульсов, которые, как показано применительно к структуре блока 9, в форме коротких импульсов с компарирующих узлов 10 и 11 через дизъюнктор 12 поступают на вход счетного триггера 13, а с его выхода в форме последовательности импульсов с продолжительностью у- на информационный вход логического распределител управл ющих импульсов 14. Аналогичным образом на другой информационный вход распределител 14 поступает последовательность импульсов , продолжительность которых эквивалентна текущей длительности основного массива выходных импульсов. Тактовый вход распределител 14 св зан с каналами четырехразр дного регистра 15. Выраженныев цифровом виде состо ни выходов 04, 0.3, 02, 0.1 которого на периоде выходной частоты записываютс как 1000,1001, 0010, 0011, 0000, 0001, 1010, 1011, 1100, 1101, 1110,1111.... Логические функции, реализуемые распределителем 14 и поступающие в форме управл ющих импульсов на соответствующие вентили инвертора, имеют следующий вид:The signals from the output of the functional converter 4 are fed to the inputs of adders 6 and 7, the other inputs of which receive signals from the even outputs of the functional converter 3, with the help of which the formation of even fronts ag and OA is formed. The outputs of block 3 and adders 6 and 7 are connected (figure 4) with the corresponding inputs of blocks for forming the main 8 and additional 9 control pulses, to which the sweep voltage Us of the generator 5 also arrives. At moments of equal voltage Us the output signal of nodes 3 6 and 7 inside blocks 8 and 9 are produced (shown by the dotted line in Fig. 2a), commands for forming the fronts of control (and output) pulses, which, as shown with reference to the structure of block 9, are in the form of short pulses from the comparator nodes 10 and 11 through disjunctor 12 n arrive at the input of the counting trigger 13, and from its output in the form of a sequence of pulses with a duration of Y, the information input of the logical distributor of control pulses 14. Similarly, the other information input of the distributor 14 receives a sequence of pulses whose duration is equivalent to the current duration of the main array of output pulses . The clock input of the distributor 14 is connected to the four-bit register channels 15. Digitized states of the outputs 04, 0.3, 02, 0.1 of which are recorded on the output frequency period as 1000.1001, 0010, 0011, 0000, 0001, 1010, 1011, 1100 , 1101, 1110,1111 .... The logical functions implemented by the distributor 14 and received in the form of control pulses to the corresponding inverter valves have the following form:
-А Q4Q3Q2QiU 9 + Q4.Q3Q2Q1 + Оз0201+-A Q4Q3Q2QiU 9 + Q4.Q3Q2Q1 + Oz0201 +
+ Q3Q2Q1U9 + Q.4Q2U8 + Q3Q2U8 ++ Q3Q2Q1U9 + Q.4Q2U8 + Q3Q2U8 +
+Q4Q.3Q2Q1U9 + Q.4Q2QiU9;+ Q4Q.3Q2Q1U9 + Q.4Q2QiU9;
В j}4Q.2QlU9 + Q.4Q2Q1 + Q3Q2Q1 +B j} 4Q.2QlU9 + Q.4Q2Q1 + Q3Q2Q1 +
tQsCteQiUg + Q4Q2U8 + Q4Q3Q2Us + Q4QiUg + +Q3Q2QiU9;tQsCteQiUg + Q4Q2U8 + Q4Q3Q2Us + Q4QiUg + + Q3Q2QiU9;
С ОзСШтОэ + ОзЙ201 +, 040.201 + +Q4Q2Q1U9 + Q4Q2U8 + Q3Q2U8 + Q.4Q2CH Ug + +Q4Q2QiUg.С ОССштоэ + ОзИ201 +, 040.201 + + Q4Q2Q1U9 + Q4Q2U8 + Q3Q2U8 + Q.4Q2CH Ug + + Q4Q2QiUg.
Таким образом, предложенный способ управлени позвол ет существенно улучшить гармонический состав выходного напр жени трехфазных преобразователей как за счет увеличени на среднем и повышенном диапазонах выходных частот количества формируемых в полуволне выходных импульсов, что достигаетс путем непрерывной нелинейной модул ции по близкому к параболическому закону продолжительно- стей тактовых подннтервалов, так и за счет формировани в выходной кривой дополнительных импульсов, продолжительность иThus, the proposed control method allows one to significantly improve the harmonic composition of the output voltage of three-phase transducers, both by increasing the number of output pulses generated in a half-wave by the average and increased output frequency ranges, which is achieved by continuous nonlinear modulation clock intervals, and due to the formation of additional pulses in the output curve, the duration and
временное положение которых измен ютс по сформулированным нелинейным зависимост м , обеспечивающим полное устранение (компенсацию) из спектра выходного напр жени инвертора наиболее нежелательных паразитных гармонических составл ющих . При этом в процессе регулировани обеспечиваетс плавный безударный переход от одного поддиапазона к другому. Улучшенное качество выход- ного напр жени преобразовател иwhose temporal positions vary according to the formulated non-linear dependencies, which ensure the complete elimination (compensation) from the inverter output voltage spectrum of the most undesirable parasitic harmonic components. At the same time, in the process of adjustment, a smooth unaccented transition from one subband to another is provided. The improved quality of the output voltage of the converter and
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894784845A SU1734179A1 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Method of control over three-phase controlled valve converter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894784845A SU1734179A1 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Method of control over three-phase controlled valve converter |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1734179A1 true SU1734179A1 (en) | 1992-05-15 |
Family
ID=21492792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894784845A SU1734179A1 (en) | 1989-12-25 | 1989-12-25 | Method of control over three-phase controlled valve converter |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1734179A1 (en) |
-
1989
- 1989-12-25 SU SU894784845A patent/SU1734179A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Забродин Ю.С. Автономные тиристор- ные инверторы с широтно-импульсным регулированием. М.: Энерги , 1977, с.17-38. Авторское свидетельство СССР № 1492434, кл. Н 02 М 7/48, 1989. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4167775A (en) | Controller for synthesizer circuit for generating three-tier waveforms | |
KR920006267B1 (en) | Frequency changer system | |
SU1734179A1 (en) | Method of control over three-phase controlled valve converter | |
US4220988A (en) | Controller for waveform synthesizer | |
US4367521A (en) | PWM Inverter device | |
US4228491A (en) | Control method for a three-phase self-excited inverter | |
SU1757064A1 (en) | Method of controlling three-phase bridge converter with width-code regulation | |
SU1720132A1 (en) | Method of control valve-type three-phase converter | |
SU1757059A1 (en) | Method of controlling rectifier adjustable one-bridge converter | |
RU1823112C (en) | Method of control over three-phase valve converter | |
SU1676041A1 (en) | Method for controlling three-phase bridge-type inverter | |
SU1677824A1 (en) | Method of control of three-phase single-bridge inverter | |
RU1777219C (en) | Valve-type converter control method with provision for latitude-code regulation | |
SU1757063A1 (en) | Method of controlling converter with width-code regulation | |
RU2025032C1 (en) | Method of asynchronous pulse-duration-code control over semiconductor converter of electric motor drive | |
SU1757065A1 (en) | Method of controlling bridge converter with width-code control | |
SU1721760A1 (en) | Method of controlling three-phase regulated bridging transformer | |
RU1775824C (en) | Method of pulse-width-code control for an induction motor drive adjustable bridge converter | |
SU1638780A1 (en) | Method for controlling three-phase bridge-type regulated converter | |
SU1577027A2 (en) | Method of controlling adjustable bridge inverter | |
SU1686664A1 (en) | Method for controlling three-phase self-contained inverter | |
SU1374378A2 (en) | Inverter control device | |
SU1642570A1 (en) | Method of control over three-phase self-excited voltage inverter | |
SU1686663A1 (en) | Method for controlling three-phase rectifier converter | |
SU1677825A1 (en) | Single-bridge three-phase inverter control method |