SU1767668A1

SU1767668A1 - Method of converter control

Info

Publication number: SU1767668A1
Application number: SU894800295A
Authority: SU
Inventors: Лев Сергеевич Гришуков; Михаил Владимирович Матвеев; Сергей Алексеевич Гулин; Анатолий Александрович Володин
Original assignee: Ленинградский институт инженеров железнодорожного транспорта им.акад.В.Н.Образцова
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1989-12-22
Publication date: 1992-10-07

Abstract

Способ управлени преобразователем, выполненным по схеме трехфазного мостового тиристорного инвертора, работающим на асинхронную машину, заключаетс в том, что формируют шесть периодических последовательностей управл ющих км- пульсоа, сдвинутых относительно друг друга на 60 эл.град.; в соответствии с которыми на интервале проводимости 120-18С зп. град. отпирают сос етствующиЧ . В отличие от изгсстного способа на врем генераторного режима раСоты асинхронной машины на интервале проводимости С -120 эл. град, запирают каждый из упсж.ннутых тиристоров. 2 ил.The method of controlling the converter, made according to the scheme of a three-phase bridge thyristor inverter, working on an asynchronous machine, consists in forming six periodic sequences of control km-pulses, shifted relative to each other by 60 al. Degrees; in accordance with which on the conduction interval of 120-18C sn. hail. unlocked sotstvuschuyuschuCH. In contrast to the extraction method, for the time of the generation mode of the asynchronous machine on the conductivity interval C -120 e. hail, lock up each of the upsirnyh thyristors. 2 Il.

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в частотноре- гулируемом электроприводе.The invention relates to electrical engineering and can be used in a frequency-controlled electric drive.

Известен способ управлени тиристорами автономного инвертора напр жени заключающийс в том, что происходит ши- ротно-импульсна модул ци напр жени на выходе автономного инвертора напр жени .A known method for controlling thyristors of an autonomous voltage inverter is that a pulse-width modulation of voltage occurs at the output of an autonomous voltage inverter.

Применение широтно-импульсной модул ции неизбежно влечет за собой допол- нительные потери энергии в контуре коммутации за счет увеличени циклов коммутации за период выходной частоты, Так же происходит трехфазное короткое замыкание фаз асинхронной машины, что вызывает дополнительные потери энергии.The use of pulse-width modulation inevitably entails additional energy losses in the switching circuit due to an increase in switching cycles over a period of the output frequency. A three-phase short circuit of the asynchronous machine also occurs, which causes additional energy losses.

Наиболее близким вл етс способ 180 градусного алгоритма управлени тиристорами автономного инвертора напр жени , заключающийс в том, что в течение периода выходной частоты, дл управлени тиристорами преобразовател , создают шесть последовательностей одинаковых пр моугольных импульсов, каждый из которых сдвинут относительно предыдущего на 60 электрических градусов, длительность каждого импульса составл ет 180 эл.град.The closest is the 180-degree thyristor control algorithm for an autonomous voltage inverter, which means that during the output frequency period, six sequences of identical square impulses are created to control the thyristors of the converter, each of which is shifted relative to the previous one by 60 electrical degrees, the duration of each pulse is 180 degrees.

Недостаток известного способа заключаетс в том, что он не позвол ет осуществл ть торможение на низких скорост х, а так же производить торможение с рекуперацией энергии при низких скорост х.A disadvantage of the known method is that it does not allow braking at low speeds, as well as performing braking with energy recovery at low speeds.

Цель изобретени состоит в расширении диапазона регулировани асинхроннойThe purpose of the invention is to expand the range of control of asynchronous

XX

ОABOUT

;00; 00

машины и повышении экономичности работы электропривода за счет обеспечени рекуперации электрической энергии в области низких частот.machines and increasing the efficiency of the electric drive due to the provision of electrical energy recuperation in the field of low frequencies.

Указанна цель достигаетс тем, что з способе управлени преобразователем, выполненном по схеме трехфазного мостового тйристорного инвертора, работающим на. асинхронную машину, Заключающемс в том, что формируют шесть периодических последовательностей управл ющим импульсов , сдвинутых относительно друг друга на 60 эл.градусов в соответствии с которыми на интервале проводимости 120- 180 эл.градусов отпирают соответствующий тиристор, на интервале проводимости 0- 120 эл.градусов запирают каждый из упом нутых тиристоров.This goal is achieved by the method of controlling a converter made according to the scheme of a three-phase bridge thyristor inverter operating on. an asynchronous machine. It consists in forming six periodic sequences of control pulses that are shifted relative to each other by 60 degrees in accordance with which the corresponding thyristor is unlocked in the conduction interval of 120-180 degrees in the conduction interval of 0-120 el. degrees lock up each of the thyristors mentioned.

Осуществление данного способа выполн етс с помощью устройства, представленного на фиг.1. На фиг.2 представлена диаграмма импульсов управлени тиристорами инвертора.The implementation of this method is carried out using the device shown in FIG. FIG. 2 is a diagram of inverter thyristor control pulses.

Электропривод содержит асинхронную машину 1, подключенную к автономному инвертору напр жени 2, к входу которого подключен тормозной регул тор 3 и выход фильтра 4 (звена посто нного тока), вход которого предназначен дл подключени к источнику питани , систему управлени 5, выполненную на базе микропроцессорного, контроллера К1-20 (МС 2702). Вопрос перехода со 180 градусного на 60 градусный алгоритм управлени решен на программном уровне. В посто нное запоминающее устройство системы управлени 5 занесены таблицы состо ний тиристоров дл каждого алгоритма в отдельности. Переход с одного алгоритма на другой происходит путем замены одной таблицы состо ний тиристоров на другую при сохранении в момент перехо- -да длительности одной шестой периода, Дл сопр жени системы управлени 5 с автономным инвертором напр жени 2 используютс выходные каскады 6 с гальванической разв зкой на тиристорных оптронах. Автономный инвертор напр жени 2 выполнен по трехфазной мостовой схеме и состоит из тиристоров 7-12 и обратных диодоа 13-18.The electric drive contains an asynchronous machine 1 connected to an autonomous voltage inverter 2, to the input of which brake regulator 3 is connected and the output of filter 4 (DC link) whose input is intended to be connected to a power source, a control system 5 made on the basis of a microprocessor , controller K1-20 (MS 2702). The issue of transition from 180 degree to 60 degree control algorithm is resolved at the program level. The thyristor state tables for each algorithm are entered into the permanent memory of the control system 5. The transition from one algorithm to another occurs by replacing one table of thyristor states with another, while maintaining the duration of one sixth period at the time of the transition. To interface the control system 5 with an autonomous voltage inverter 2, the output stages 6 are electrically isolated from thyristor optocouplers. The self-contained voltage inverter 2 is built on a three-phase bridge circuit and consists of thyristors 7–12 and reverse diodes 13–18.

Управл ющие цепи тиристоров автономного инвертора напр жени 2 соединены с выходами выходных каскадов 6. Пример схемы электропривода приведен вThe thyristor control circuits of the autonomous inverter voltage 2 are connected to the outputs of the output stages 6. An example of the drive circuit is given in

3.3

В двигательном режиме управление тиристорами преобразовател происходит по 180 градусному способу управлени . При задании отрицательного скольжени асинхронна машина 1 работает генератором вIn motor mode, the thyristors of the converter are controlled by the 180 degree control method. When setting negative slip, asynchronous machine 1 operates as a generator in

режиме инверторного возбуждени . Процесс возбуждени асинхронной машины 1 имеет р д особенностей, которые определ ютс наличием контура дл обмена реактивной энергией двух фаз машины, когда ток протекает по тиристору одной фазы и обратному диоду другой фазы инвертора. Происходит обмен энергией между замкнутыми фазами обмотки статора. Свободна фазаinverter drive mode. The excitation process of the asynchronous machine 1 has a number of features that are determined by the presence of a circuit for exchanging the reactive energy of the two phases of the machine when current flows through the thyristor of one phase and the reverse diode of the other phase of the inverter. There is an exchange of energy between the closed phases of the stator winding. Phase free

0 не принимает участи в процессе инверторного возбуждени и ее можно, в данный момент времени, не включать в работу, дл чего в генераторном режиме делают угол проводимости тиристоров равный одной шестой периода.0 does not take part in the process of inverter excitation and it can, at a given time, not be included in the work, for which in the generator mode the conduction angle of the thyristors is equal to one sixth of the period.

5 При 60 градусном управлении в любой момент времени открыт только один тиристор инвертора 2, и следовательно, в двигательном режиме работа асинхронной машины 1 невозможна из-за отсутстви перекрыти углов управлени тиристоров5 With 60 degree control, only one thyristor of inverter 2 is open at any time, and therefore, in asynchronous machine 1, in motor mode, operation is impossible due to the absence of overlapping thyristor control angles

0 анодной (7,9,11) и катодной (8,10,12) групп. Таким образом отсутствует цепь протекани тока по обмоткам асинхронной машины 1 от положительной шины автономного инвертора напр жени 2 к отрицательной. В0 anodic (7,9,11) and cathodic (8,10,12) groups. Thus, there is no current flow circuit through the windings of the asynchronous machine 1 from the positive bus of the autonomous inverter of voltage 2 to negative. AT

5 генераторном режиме наличие одного открытого тиристора, при возбуждении асинхронной машины 1 через автономный инвертор напр жени 2, вл етс достаточным условием дл по влени замкнутого5 in the generator mode, the presence of one open thyristor, when the induction machine 1 is energized through an autonomous voltage inverter 2, is a sufficient condition for the appearance of a closed

0 контура двух фаз, когда ток протекает по тиристору одной фазы и обратному диоду другой. Тормозной регул тор 3 обеспечивает защиту автономного инвертора направлени 2 от превышени напр жени на0 circuit of two phases, when the current flows through the thyristor of one phase and the reverse diode of the other. Brake controller 3 protects the autonomous directional inverter 2 from overvoltage

5 входе выше номинального. Он включаетс если сеть не может прин ть всю энергию торможени , либо в режиме рекуперативно- резисторного торможени при отсутствии напр жени в сети. Такое регулирование5 input above nominal. It is turned on if the network cannot receive all braking energy, or in the regenerative braking mode in the absence of mains voltage. Such regulation

0 процессом позвол ет производить торможение с рекуперацией энергии в сеть при более низких скорост х, что расшир ет диапазон регулировани по частоте и повышает экономичность работы электропривода.The process allows braking with energy recuperation into the network at lower speeds, which expands the frequency control range and increases the efficiency of the drive operation.

5 Перевод из двигательного режима работы з генераторный режим при 180 градусном алгоритме управлени осуществл етс увеличением длительности каждой одной шестой части периода до тех пор пока асин0 хронна машина не перейдет в генераторный режим. Затем осуществл етс переход на 60 градусный алгоритм управлени и путем дальнейшего увеличени длительности одной шестой части периода реализаци 5 Transfer from the motor mode of operation to the generator mode with a 180 degree control algorithm is performed by increasing the duration of every one sixth of the period until the asynchronous machine switches to the generator mode. Then, a transition to a 60 degree control algorithm is carried out and by further increasing the duration of one sixth of the implementation period.

5 процесса торможени асинхронной машины .5 process braking asynchronous machine.

Использование предлагаемого способа управлени преобразователем, нагруженным на асинхронную машину, позвол ет расширить диапазон регулировани в генераторном режиме работы электропривода с одновременным увеличением рекуперируемой энергии.Using the proposed method of controlling a converter loaded on an asynchronous machine allows the control range to be expanded in the generator mode of the electric drive while increasing the recovered energy.

Claims

The invention The method of controlling a converter, made according to the scheme of a three-phase bridge thyristor inverter, working on an asynchronous machine, consists of forming six periodic sequences of controllers

pulses shifted relative to each other by 60 e.grad., in accordance with which on the conduction interval 120-180 e.grad. the corresponding thyristor is unlocked, characterized in that, in order to expand the range of control of the asynchronous machine and increase the efficiency of operation by ensuring the recovery of electrical energy in the low-frequency region, at a conduction interval of 0-120 electrical degrees. each of the thyristors mentioned is locked.

I

ABOUT

63

about

sixteen

9 "g 2

60

i

; :: l