SU655061A1

SU655061A1 - Method of control of three-phase frequency converter with pulse-width voltage control

Info

Publication number: SU655061A1
Application number: SU752114608A
Authority: SU
Inventors: Евгений Романович Дорошин; Михаил Михайлович Абрамов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5973
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1975-03-20
Publication date: 1979-03-30

Description

эбразовател от режима работы нагрузки и расширение диапазона регулировани напр жени .abrazovatel from the mode of operation of the load and the expansion of the range of voltage regulation.

Поставленна цель достигаетс тем, что сигналы на включение тиристоров в выпр мительном и инверторном режимах дополнительно регулируют на интервалах между сигналами генератора управлени путем замены сигналов инверторного режима сигналами выпр мительного режима в том случае , если направление тока в фазе противоположно формируемой полуволне напр жени .The goal is achieved by the fact that the signals for turning on the thyristors in the rectifying and inverter modes are additionally regulated at intervals between the control generator signals by replacing the signals of the inverter mode with the signals of the rectifying mode if the current direction in the phase is opposite to the voltage half-wave generated.

Кроме того, две очередные искусственные коммутации тиристоров осуществл ют разными узлами коммутации.In addition, two successive artificial switching thyristors are carried out by different switching nodes.

Схема устройства, реализующего описываемый способ управлени трехфазным преобразователем дл одной его фазы, приведена на фиг. 1; на фиг. 2, а даны диаграммы, по сн ющие способ управлени преобразователем в режиме потреблени энергии; на фиг. 2, б - то же, в режиме генерировани , где Мк и Ма - модулирующие сигналы генератора управлени дл катодной и анодной группы; Гк И Га - выходные сигналы генератора управлени ; Тк и Та - сигналы индикатора направлени тока; В„ и Ва - сигналы на включение тиристоров в выпр мительном режиме; Ик, Иа - сигналы на включение тиристоров в инвертном режиме; АВк, ДВа - сигналы выпр мительного режима, включаемые на интервалах между сигналами генератора управлени .A schematic of the device implementing the described three-phase converter control method for one phase thereof is shown in FIG. one; in fig. 2, and diagrams are given explaining the method of controlling the converter in power consumption mode; in fig. 2, b is the same in the generation mode, where Mk and Ma are the modulating signals of the control generator for the cathode and anode groups; Gk and Ha - output signals of the control generator; Tk and Ta are signals of the current direction indicator; В „and Ba - signals to turn on thyristors in rectifying mode; Ik, Ia - signals to turn on the thyristors in invert mode; AVk, DVa - signals of the rectifying mode, included at intervals between the signals of the control generator.

Сигналы на срабатывание узлов искусственной коммутации тиристоров катодных и анодных групп ЕКк и 2Ка разделены по принципу совпадени с моментами окончани выпр мительных режимов Вк Ва и АВк, АВа, т. е. соответственно ЕКк, The signals for the operation of the artificial switching nodes of the thyristors of the cathode and anode groups EKk and 2Ka are divided according to the principle of coincidence with the end points of the rectifying modes VkVa and AVk, AVa, i.e., respectively EKk,

ЕКа, и SK.K,, SKa,.Eka, and SK.K ,, SKa ,.

Устройство, реализующее описываемый способ управлени трехфазным преобразователем (фиг. 1), содержит логические элементы ИЛИ-И 1 и 2 с одной группой пр мых и второй группой инверсных входов, логические элементы И 3-6 с двум пр мыми и одним инверсным входом, логические элементы ИЛИ 7-12, логические элементы И-ИЛИ 13, 14 с двум группами пр мых и инверсных входов, элементы задержки 15-18.A device that implements the described method of controlling a three-phase converter (Fig. 1) contains OR-1 and 2 logic elements with one group of direct and second group of inverse inputs, logic elements AND 3-6 with two direct and one inverse input, logical elements OR 7-12, logical elements AND-OR 13, 14 with two groups of direct and inverse inputs, delay elements 15-18.

Диаграмма на фиг. 2, а соответствует режиму работы преобразовател , когда отстающий сдвиг тока перекрывает интервал разрыва между сигналами генератора управлени . При описываемом способе управлени алгоритм формировани сигналов выпр мительного режима дл катодной и анодной группы определ етс выражени ми:The diagram in FIG. 2, and corresponds to the mode of operation of the converter, when the lagging current shift covers the gap between the control generator signals. In the described control method, the algorithm for generating signals of the rectification mode for the cathode and anode groups is determined by the expressions:

Вк Г,.Ма-Та+ДВк, В,Г,.Мк.Т„+ДВа,Vk G, .Ma-Ta + DVK, V, G, .Mk.T „+ DVa,

где ДВ z Т М,Г,; ДВ. Т М Гwhere DV z T M, G ,; DV Tmg

- сигналы выпр мительного режима, - rectification signals,

включаемые дополнительно на интервалах между сигналами ГУ взамен сигналов инверторного режима, соответственно в катодной и анодной группе.included additionally at intervals between the signals of the PG instead of the signals of the inverter mode, respectively in the cathode and anode groups.

Если управление инверторным режимом осуществл етс через тиристоры, например, в преобразовани х с не вно выраженным звеном посто нного тока, то алгоритм включени инверторного режима оп| дел етс выражени миIf the inverter mode is controlled through thyristors, for example, in conversions with an implicitly pronounced DC link, then the algorithm for switching on the inverter mode is op | expressed by

,.М,.Та+Т,.ГаМа; .Har.r,.T,-Ma-f ТаМ„Г,., .M, .Ta + T, .GaMa; .Har.r, .T, -Ma-f TaM „G ,.

Сигналы 2Кк, и БКа управл ют искусственными коммутаци ми, совпадающими с моментами окончани сигналов В,,и Ва соответственно. В рассматриваемом режиме эти сигналы формируютс через интервалы, равные периоду несущих сигналов , а коммутации, управл емые сигналами ЕКк, и 2Ка2, совпадающие с моментами окончани дополнительных сигналов выпр мительного режима АВк и АВц - с вдвое меньшей частотой. Поскольку в одной конкретной фазе при наличии сигнала АВ коммутаци , включаема сигналом 2Кк1 или 2Ка,, не производилась, то при крайних пределах регулировани напр жени , например предельно узких сигналах АВ, две очередные коммутации производ тс в разных фазах преобразовани , т. е. по изолированным контурам. Если при этом каждую из коммутаций производить отдельным узлом коммутации, то почти полное их совпадение не приведет к образованию короткозамкнутых контуров дл перезар да коммутирующих конденсаторов напр жением питающей сети, т. е. не нарушит работу узлов коммутации.The signals 2Kk and BKa control artificial switches, which coincide with the moments of the ends of the signals B ,, and Ba, respectively. In the mode in question, these signals are formed at intervals equal to the period of carrier signals, and the commutation, controlled by the signals EKk, and 2Ka2, coinciding with the end points of the additional signals of the rectifying mode ABK and AVc, are twice as low. Since in one particular phase, if there is an AV signal, the switching-on by the 2K1 or 2Ka signal was not made, then with extreme limits of voltage regulation, for example, extremely narrow AB signals, two successive commutations are performed in different phases of the conversion, i.e. isolated contours. If at the same time each of the commutation is performed by a separate commutation node, then their almost complete coincidence will not lead to the formation of short-circuited circuits for recharging the commutating capacitors by supply voltage, i.e. it will not disrupt the operation of the commutation nodes.

Данный способ управлени при обращенном режиме работы преобразовател (фиг. 2, б) соответствует работе двигател в режиме рекуперации энергии. В этом режиме работы отстающий сдвиг тока перекрывает все интервалы между сигналами ГУ, формирующими одну полуволну напр жени , каждый из которых заполн етс дополнительным сигналом АВ, которые одни в данном случае формируют сигналы выпр мительного режима. В соответствии с этим включение искусственных коммутаций производитс только сигналами ЕКк и 2Ка.This method of control in the inverted mode of operation of the converter (Fig. 2, b) corresponds to the operation of the engine in the energy recovery mode. In this mode of operation, the lagging current offset covers all the intervals between the PG signals, which form one half-wave voltage, each of which is filled with an additional signal AB, which alone in this case form the rectifying mode signals. Accordingly, the activation of artificial commutations is performed only by the signals EKk and 2Ka.

При осуществлении двух очередных искусственных коммутаций разными узлами или разделении сигналов включени искусственных коммутаций по указанному принципу на две группы (2Кк, , SKa, и ЕКк, SKa,) при зсловии, что кажда группа сигналов управл ет отдельным узлом коммутации , частота срабатывани каждого из узлов не будет превышать частоты несущих сигналов, а взаимный фазовый сдвиг моментов коммутации может быть произвольным , не ограничивающим пределы регулировани напр жени иреобразозатсл .When two consecutive artificial commutations are performed by different nodes or dividing the switching on signals of artificial switching according to this principle into two groups (2Kk,, SKa, and EKk, SKa,) under the condition that each group of signals controls a separate switching node, the frequency of operation of each of the nodes will not exceed the frequencies of the carrier signals, and the mutual phase shift of the switching moments may be arbitrary, without limiting the limits of voltage regulation and conversion.

Логичеекое устройство, реализующее описываемый способ управлени трехфа.:;-ным преобразователем, принципиальна схема которого приведена на фиг. 1, работает следующим образом.A logical device that implements the described three-way control method.:; - A converter, the schematic diagram of which is shown in FIG. 1, works as follows.

Входные сигналы элементов 1 и 2 соответственно дл катодной и анодной группы по вл ютс при наличии сигналов генератора управлени в случае отсутстви сигнала индикатора направлени тока противоположной группы в течение всего полупериода формируемой полуволны напр жени , что определ етс инверсныл входом модулирующего сигнала нротивоположной полуволны. Сигналы с выходов элементов 1 и 2 направл ютс соответственно на элементы 7 и 8 дл формировани сигналов выпр мительного катодной и анодной грунп Вк и Ва и на элементы задержки 15 и 16, формирующие сигналы управлени комл утаций соответственно катодных и анодных групп данной фазы. На элементах 5 и 9 суммируютс аналогичные сигналы всех трех фаз, и на их выходах формируютс сигналы включени одного узла искусственной коммутации ЕКк, и ЕКа, соответственно дл катодных и анодных групп тиристоров.The input signals of elements 1 and 2, respectively, for the cathode and anode groups appear in the presence of control generator signals in the absence of a signal of the current direction indicator of the opposite group during the entire half-period of the generated half-wave voltage, which is determined by the inverse of the input of the opposite-wave modulating signal. The signals from the outputs of elements 1 and 2 are directed respectively to elements 7 and 8 to form signals of rectifying cathode and anode ground Bk and Ba and to delay elements 15 and 16, which form signals of control of bundles of cathode and anode groups of this phase, respectively. Elements 5 and 9 are summed up with similar signals from all three phases, and at their outputs, the switching signals of one artificial switching node EKk and EKa are formed, respectively, for the cathode and anode groups of the thyristors.

Элементы 3 и 4 формируют дополнительные сигналы включени выпр мительного режима соответственно дл катодной и анодной группы, которые по вл ютс на интервалах между сигналами генератора управлени при наличии модулирующего сигнала и сигнала ИНТ противоположной группы данной фазы. Элементы задержки 16 и 18 формируют сигналы данной фазы на включение второго узла коммутации. Сформированные сигналы включени искусственной коммутации проход т через элементы 5, 6 только в том случае, есл окончание сигналов АВ не совнало с исчезновением тока формируемой полуволны, так как в этом случае нет надобности в искусственной коммутации. Элел1енты И и 12 суммируют эти сигналы со всех трех фаз, формиру сигналы включени второго узла искусственной коммутации БКк.Elements 3 and 4 form additional signals of the rectifying mode, respectively, for the cathode and anode groups, which appear at intervals between the control generator signals in the presence of a modulating signal and an INT signal in the opposite group of this phase. The delay elements 16 and 18 form the signals of this phase to turn on the second switching node. The generated artificial switching signals pass through elements 5, 6 only if the termination of the AB signals did not coincide with the disappearance of the current of the half-wave being formed, since in this case there is no need for artificial switching. Elementals And and 12 summarize these signals from all three phases, forming the turn-on signals of the second artificial switching unit BKk.

и БКа, .and bq,.

Сигналы на включение инверторного катодных и анодных групп формируютс элементами 13 и 14, каждый из которых имеет две группы входов соответственно с модулирующим сигналом своей и противоположной группы. На интервале формируемой полуволны напр л ени инверторный режим включаетс в интервалах между сигналами генератора управлени данной группы и сигналами АВ нротивоположной группы. На интервале противоположной полуволны напр жени инверторный режим включаетс нри наличии сигнала ННТ за исключением периодов наличи сигнала АВ данной группы .The signals for switching on the inverter cathode and anode groups are formed by elements 13 and 14, each of which has two groups of inputs, respectively, with a modulating signal of its own and the opposite group. In the interval of the formed half-wave voltage, the inverter mode is switched on in the intervals between the signals of the control generator of this group and the signals AB of the opposite group. In the interval of the opposite half-wave voltage, the inverter mode is turned on when there is a HHT signal, except for periods of the presence of the AB signal of this group.

Нримененне описанного способа рещает задачу управлени и улучщени гармонического состава выходного напр жени и тока в обратимом преобразователе частоты с щиротно-импульсным регулированием,The application of the described method solves the task of controlling and improving the harmonic composition of the output voltage and current in a reversible frequency converter with pulse-width regulation,

предназначенным дл частотно-регулируемого электропривода, нозвол получить независимость выходного напр жени преобразовател от релсима работы нагрузки.designed for a frequency-controlled electric drive, it is necessary to obtain the independence of the output voltage of the converter from the reliance of the load.

Claims

1. A control method for a three-phase frequency converter with a pulse-width voltage control, which consists in alternately generating signals for switching on the thyristors of the cathode and anode groups in the rectifying and inverting modes, depending on

control generator signals and voltage indicators, characterized in that, in order to obtain independence of the output voltage of the converter from the rela; ma work load

The signals on the included {thyristors in the rectifying and inverter modes are additionally regulated at intervals between the signals of the accumulation generator by replacing the signals and the repeater mode by rectifying signals in the case that the current direction in the phase is oppositely formed by the voltage wave.

2. The method according to claim 1, characterized in that, in order to expand the range

regulating the voltage, two successive artificial switching of thyristors are carried out by different switching nodes.

77

Kai

Un

Kaz

m °

60 °

120 °