SU714620A1

SU714620A1 - Способ управлени непосредственным преобразователем частоты и устройство дл его осуществлени

Info

Publication number: SU714620A1
Application number: SU752197908A
Authority: SU
Inventors: Вадим Сергеевич Высочанский
Original assignee: Предприятие П/Я Г-4128
Priority date: 1975-12-15
Filing date: 1975-12-15
Publication date: 1980-02-05

Description

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть исполь-, зовано для управления статическими преобразователями частоты с непосредственной связью, предназначенными для питания различных потребителей электрической энергии

Известен способ управления непосредствэнным преобразователем, частоты (НПЧ), состоящий в том, что в каждый полупериод питающего напряжения при переходе его через нуль подают дополнительные управляющие импульсы на вен— тили, соединенные с одним полюсом сети [1].

При данном способе напряжение ва нагрузке устанавливается равным нулю одновременно в разных фазах нагрузки, что искажает выходное напряжение преобразователя.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ управления непосредственным преобразова— Телем частоты с трехфазным выходным напряжением [2]. Этот способ состоит в том, что периодической подачей отпирающих импульсов на вентили вентильных групп выпрямителей, формируют выход—; ное напряжение с периодическим снижением его до нуля на конечном интервале времени.

Способ осуществляют устройством, содержащим непосредственный преобразователь частоты с трехфазным выходом,: каждая фаза которого состоит из двух антипараллельно включенных вентильных групп, собранных по трехфазным нулевым , схемам.

Но этот способ не обеспечивает высокие энергетические показатели’ преобразователя частоты, искажает форму питающего и выходного напряжения.

Целью изобретения является повышение энергетических характеристик, уменьшение искажения напряжения питающей сети и улучшение формы кривой выходного напряжения.

.714620 .

Достигается это, тем, что в способе управления непосредственным преобразователем частоты, формируют выходное напряжение с периодическим снижением его до нуля на конечном интервале времени. -.............

Снижение напряжения производят поочередно в каждой фазе перёд изменением знака кривой напряжения путем прекращения подачи отпирающих импульсов навентили группы, работавшей в выпрямительном режиме,-а при активно-индуктивной нагрузке, кроме того, путём поочередного отпирания дополнительных вентилей, соединяющих общие (нулевые) точки выпрямителей с нулевым выводом питающей сети.

Устройство для осуществления способа, содержащее непосредственный преобразователь частоты с трехфазным выходом, каждая фаза которого состоит из двух антипараллельно включенных вентильных групп, собранных по трехфазным нулевым схемам, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено антипара л* лельно включенными управляемыми вентилями в каждой фазе преобразователя, • подключенными между внешними выводами преобразователя и нулевой точкой питающей сети.

На фиг. 1’ показана схема непосредственного преобразователя частоты с трехфазным входом и выходом', с помощью которой реализуется данный способ при любом характере нагрузки; на фиг. 2 потенциальная диаграмма двух фаз НПЧ (Uf , U £ ) и кривая выходного напряжения ( U^_blXd) при £ 1. угле коммутации равном пулю времени восстановления вентильной прочности равном нулю й максимальной величине выходного напряжения, близкой к максимальному напряжению, где £(£₂) - частота переменного тока на входе (выходе) НПЧ;

'на фиг. 3 ’ — потенциальные диаграммы двух фаз НПЧ (U3 , Ид ) и кривая'выходного напряжения ( UgbiX2.) при и других условиях аналогичных условиям фиг. 2.

Преобразователь (фиг. 1) содержит шесть вентильных групп (1—6) и три уравнительных реактора (7—9) . Преобразователь питается от сети (трансформатора - 10) с нулевым проводом. Для реализации способа при любых нагрузках НПЧ дополнен шестью управляемыми вентилями (11-16), подключающими общие точки вентильных групп НПЧ к нулевому проводу.

Схема работает следующим образом.

Напряжение каждой фазы нагрузки формируется двумя вентильными группами и двумя вентилями. Вентильные группы и упомянутые вентили отпираются в каждой фазе в следующем порядке: .1-11-1-414-4-1—11 .... Вентиль 11(14) включается подачей отпирающего импульса к моменту Изменения знака напряжения вентильной группы 1(4) после прекращения подачи отпирающих импульсов на вентили этой вентильной группы. При появлении тенденции к.переходу вентильных групп,в инверторный режим упомянутый вентиль отпирается положительным анодным напряжением - фиг. 2. С момента отпирания указанного вентиля ранее работавшая вентильная группа обесточивается. Для запирания вентилей 11(14) достаточно подать отпирающий импульс на очередной вентиль вентильной группы 1(4) при угле отпирания , соответствующем выпрямительному режиму работы. Последующие вентили этой вентильной группы отпираются уже^при углах ct соответствующих инверторному режиму работы. Перевод тока нагрузки с вентильной группы 1 на' вентильную группу 4 производится либо при совместном, либо при раздельном управлении их вентилями. 3 последнем случае уравнительные реакторы. 7-9 не нужны. Дальнейшая работа НПЧ происходит аналогично описанному. При питании чисто активной нагрузки вен—, тили 11-16 не нужны. Требуемая форма кривой напряжения НПЧ может задаваться только дискретной подачей отпирающих импульсов на вентили вентильных групп 1—6, .

При работе преобразователя ток в нулевом проводе на его входе протекает с частотой £_о = 3£₂. Поэтому при питании НПЧ от индивидуального трансформатора и частоте ι существенно меньшей, чем £ JL для лучшего использования железа трансформатора его вторичную обмотку следует выполнять по схеме зигзаг. Использование же обмоток трансформатора по меди, как при схеме зигзаг, так и при схеме звезда оказывается более вы— - соким, чем при синусоидальном или пря₅₅ моугольном законе управления вентилями НПЧ, так как в те отрезки времени, когда ток очередной фазы нагрузки протекает по цепи дополнительного вентиля ток протекает по обмоткам одной, а не двух30 tef-i· ⁷¹ фаз трансформатора. Если каждый из вентилей 11-16 проводит ток в течение двенадцатой части периода нагрузки, то кривая выходного напряжения преобразователя при данном способе управления имеет пониженное содержание ближайших 5-й 7-й гармоник. Общий ток на входе выпрямителей промодулНрован частотой

Применение изобретения позволит работать при ос близких A Меняя интервал времени включения вентилей ι . 11-16 можно воздействовать не только на гармонический состав, но и регулировать величину 1-й гармоники кривой выходного напряжения.

Как следует из изложенного, при этом способе улучшение формы кривой напряжения НПЧ и уменьшение влияния на питающую сеть органически сочетается с повышением энергетических показателей преобразователя. Способ целесообразен и при искусственной коммутации вентилей преобразователя.

Claims

Достигаетс это, тем, что в способе управлени непосредственным преобразо вателем частоты, формируют выходное напр жение с периодическим снижением ето до нул на конечном интервале врэ МеНИ. .---;-- --,......;-,;:.-,....-,..:-W..--..-----Снижение напр жени производ т поо чередно в кахадой фазе перёд изменением ;знака кривой напр жени путем прекраще ни подачи отпирающих импульсов навентили группы, работавшей в выпр мительном режиме,-а при активно-индуктивной нагрузке, кроме того, путём поочередного отпирани дополнительных вентилей, соедин ющих общие (нулевые) точки выпр мителей с нулевым выводом питающей сети. Устройство дл осуществлени способа , содержащее непбсредственный преобразователь частоты с трехфазным выходом , кахода фаза которого состоит из двух антипараллельно включенных вентил ных групп, собранных по трехфазным нулевым схемам, отличающеес тем, что оно дополнительно снабжено ант%парал лельно включенными управл емыми вентил ми в каждой фазе преобразовател , подключенными между внешними выводами преобразовател и нулевой точкой питающей сети. На фиг. 1 показана схема непосредственного преобразовател частоты с трехфазным входом и выходом, с помощь которой реализуетс дённый способ при любом характере нагрузки; на фиг. 2 потенциальна диаграмма двух фаз НПЧ (и , и ) и крива выходного напр жени { U;gt5lX1 Р 2 Т У™ комму таций равком нулю Времени восстановлени вентильной прочности равном нулю и йакёима г ьной величине вь1ходного на пр жени , .близкой к максимальному напр жению , где (f - частота переменного тока на входе (выходе) НПЧ; на фиг. 3 - пЬтенциальные диаграммь двух фаз НПЧ (и , Уд ) и крива выхо ного напр жени ( UgbiKa Р 2.( и других услови х аналогичных услови м фиг. 2. Преобразователь (фиг. 1) содержит шесть вентильных групп (1-6) и три уравнительных реактора (7-9) . Преобразователь питаетс от сети (трансформатора - 1О) с нулевым проводом. Дл реализации способа при любыхнагрузках НПЧ дополнен шестью управл емыми вен тил ми (11-16), подключающими общие ТОЧКИ вентильных групп НПЧ к нулевому проводу. Схема работает следующим образом. Напр жение каждой фазы нагрузки формируетс двум вентильными группами и двум вектагшми. Вентильные группы и упом нутые вентили отпираютс в каждой фазе в следующем пор дке: .1-11-1-414-4-1-11 .... Вентиль 11(14) включаетс подачей отпирающего импульса к моменту изменени знака напр жени вентильной группы 1(4) после прекращени подачи отпирающих импульсов на вентили этой вентильной группы. При по влении тенденции к.переходу вентильных групп в инверторный режим упом нутый вентиль отпираетс положительным анодным напр жением - фИГ. 2. С момента отпирани указанного вентил ранее работавша вентильна группа обесточиваетс . Дл . запирани вентилей 11(14) достаточно подать отпирающий импульс на очередной вентиль вентильной группы 1(4) при угле отпирани (., соответствующем выпр мительному режиму работы . Последующие вентили этой вентильной группы отпираютс ухсе-шри углах ot соответствующих инверторному режиму работы. Перевод тока нагрузки с вентильной группы 1 на вентильну1о группу 4 производитс либо при совместном, либо при раздельном управлении их вентил ми. В последнем случае уравнительные реакторы . 7-9 не нужны. Дальнейша работа НПЧ происходит аналогично описанному. При питании чисто активной нагрузки вен-. тили 11-16 не нужны. Требуема форма кривой напр жени НПЧ может задаватьс только дискретной подачей отпирающих импульсов на вентили вентильных групп 1-6. При работе преобразовател ток в нулевом проводе на его входе протекает с частотой Q 3f 2- °®° У Р питании НЦЧ .от индивидуального трансформатора и частоте 5 существенно меньшей, чем f 1 дл лучшего использовани железа трансформатора его вторичную обмотку следует выполн ть по схеме зигзаг. Использование же обмоток трансформатора по меди, как при схеме зигзаг, так и при схеме звезда оказываетс более высоким , чем при синусоидальном или пр моугольном законе управлени вентил ми НПЧ, так как в те отрезки времени, когда ток очередной фазы нагрузки протекает по цепи дополнительного вентил ток протекает по обмоткам одной,а не двух- фаз трансформатора. Если каждый на ве тилей И-16 проводит ток в течение дв надцатой части периода нагрузки, то кр ва выходного напр жени преобразоват л при данном способе управлени имеет пониженное содержание ближайших 7-й . Общий ток на входе выпр мителей промодупироввн частотой f 6f2. Применение изобретени позволит работать при сзс близких Лдлик-Мен интервал времени включени вентилей 11-16 можно воздействовать не только на гармонический состав, но и регулировать величину 1-й гармоники кривой выходного напр жени . Как следует из изложенного, при этом способе улучшение формы кривой напр жени НПЧ и уменьшение вли ни на питающую сеть органически сочетаетс с повышением энергетических показателей преобразовател . Способ целесообразен и при искусственной коммутацви вентилей преобразовател . Формула изобретени 1. Способ управлени непосредствевным преобразователем частоты, выполненным на вентильных Груипах, собранаых по т-фзным нулевым схемам, состо щий в том, что периодической подачей отпирающих импульсов на вентили вентвльных групп вьтр мителей. Форми20 руют выходное напр жение с периодическим снижением его до нул на конешом интервале времени, отличающийс тем, что, с целью повьоиени энер ,РетичеЬких характеристик, уменьшени искажени напр жени питающей сети и улучшени формы кривой выходного напр жени преобразователи, упом нутое снижение производ т поочередно в каждои фазе перед изменением знака кривой выходного напр жени путем прекращени педачи отпирающих импульсре на вентиЦ 2 группы, работавшей в выпр мительном режиме. 2. Устройство дл осуществлени способа по п. 1, при смешанной нагрузке, содержащее непосредственный преобразователь частоты с m -фазным выходом, кажда фаза которого состоит из двух антипараллельно включенных вентильных групп, собранных по m-фазным нулевым схемам, отличающеес тем, что оно дополнительно снабжено антипараллельно включенньп и управл емыми вент1ш$ыи в каждой фазе преобразовате , подключеннь1ми между внешними выодами преобразовател и нулевой точкой сети.. Источники внформацив, i прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 237989, кл. Н 02 Р 13/30, 1987,
2.Авторское свидетельсгво СССР 260735, кл. Н О2 М 1/08, 1968.

ill

9utl

чн