SU723751A1

SU723751A1 - Frequency converter control method

Info

Publication number: SU723751A1
Application number: SU711684534A
Authority: SU
Inventors: Лаймонис Арвидович Рутманис; Олег Иванович Аржаник; Янис Паулович Дрейманис
Original assignee: Физико-Энергетический Институт Ан Латвийской Сср
Priority date: 1971-07-26
Filing date: 1971-07-26
Publication date: 1980-03-25

Description

Изобретение относитс к области преобразовательной техники и может быть использовано в преобразовател х частоты с непосредственной св зью и искусственной коммутацией тиристоров в тех случа х , когда требуютс повышенные энергетические показатели и улучшенное качество выходного напр жени . Известны способы управлени , используемые в такого типа преобразовател х 1. По этим способам в процессе преобразовани непрерывно сравнивают мгновенные значени входных напр жений с задающим , вы вл ют их интегральные разницы и переключают ключевые элементы дл приближени кривой напр5окени к синусоиде . Нар ду с увеличением степени приближени выходного напр жени к задающему в услови х глубокого регулирова ни величины выходного напр жени преоб разовател , а также с увеличением его частоты число искусственных коммутаций в единицу времени увеличиваетс . Посколь ку искусственные коммутации в таких преобразовател 1х совершаютс при помощи двух выведенных блоков и, следовательно, число коммутаций в единщу времени ограничено , желательно их использовать наиболее рационально. Наиболее близким к предложенному по технической сущности вл етс способ управлени , по KOTopotvty осуществл ют слежение за мгновенным значением входного напр жени преобразовател , вы вл ют интегральные разницы между входными и задающим напр жени м, формируют в соответствии с вы вленными моментами управл ющие импульсы, распредел ют и подают кх на ключевые элементы, которые подключают входные напр жени к выходным выводам преобразовател 2). Недостатком этого способа вл етс невысокое качество выходного напр жени , обусловленное наличием в нем субгармонии . Целью изобретени вл етс улучше ,ние качества напр5гжени за счет умень-The invention relates to the field of converter technology and can be used in frequency converters with direct communication and artificial switching of thyristors in cases where higher power indices and an improved quality of the output voltage are required. The control methods used in such type of converters 1 are known. According to these methods, in the process of conversion, the instantaneous values of the input voltages are continuously compared with the driver, their integral differences are revealed and the key elements are switched to bring the voltage curve closer to a sinusoid. Along with an increase in the degree of approximation of the output voltage to the driver in conditions of deep regulation, the value of the output voltage of the converter, as well as the increase in its frequency, the number of artificial commutations per unit time increases. Since the artificial commutations in such 1x converters are performed using two derived blocks and, therefore, the number of commutations is limited in a single time, it is advisable to use them most efficiently. The closest to the proposed by the technical entity is the control method, according to KOTopotvty, the instantaneous value of the input voltage of the converter is monitored, the integral differences between the input and reference voltages are detected, and control pulses are generated according to the detected moments, and supply kx to the key elements that connect the input voltages to the output pins of the converter 2). The disadvantage of this method is the low quality of the output voltage due to the presence of a subharmony in it. The aim of the invention is to improve the quality of the stress by reducing

шени посто нной и субгармонических составл ющих в выходном напр5пкении.Chadens of the constant and subharmonic components in the output direction.

Это достигаетс тем, что по предложенному способу осуществл ют задержку подачи управл ющих импульсов на целое число периодов выходного напр жени и в течение этого интервала времени моменты формировани управл ющих импульсов определ ют из услови равенства по полупериодам выходного напр жени сумм упом нутых интегральных разниц между входными и задающим напр жени ми, причем в моменты, соответствующие вы вленным интегральным разницам меньшим заданной минимальной величины, управл ющие импульсы на ключевые элементы не подают. Это позвол ет уменьшить число переключений ключей в преобразователе и повысить его КПД. По предложенному способу легко также осуществл ют естественные коммутации в преобразователе в те моменты времени, когда не требуетс искусственной коммутации . Предложенный способ управлени крат ко можно характеризовать как преобразование на основе известного способа с фиксацией моментов переключени при слежении за входными и задающим напр жени ми с последующей оценкой результата преThis is achieved by using the proposed method to delay the supply of control pulses for an integer number of periods of the output voltage, and during this time interval the moments of formation of the control pulses are determined from the condition of equality of the integral differences between the input half-periods of the output voltage and driving voltages, and, at the times corresponding to the identified integral differences smaller than the specified minimum value, the control pulses are not applied to the key elements. This makes it possible to reduce the number of key switches in the converter and increase its efficiency. According to the proposed method, natural commutations in the converter are also easily carried out at those times when artificial switching is not required. The proposed control method can be briefly described as a transformation based on a known method with latching switching times while tracking input and driving voltages with subsequent evaluation of the result

образовани , его корректировкой и подачей импульсов управлени , более соответ- ствующих желаемому результату преобразовани , на ключи преобразовател . Последнее возможно только при известности результатов сравнени входного и задающего напр скений в промежутке времени, охватывающем несколько полупериодов входного напр жени .formation, correction and supply of control pulses, more relevant to the desired conversion result, to the converter keys. The latter is possible only if the results of comparison of the input and reference voltages in the time interval covering several half-periods of the input voltage are known.

На фиг, 1 и фиг. 2 приведены кривые по сшпошие предложенный способ управлени ; на фиг, 3 - структурна схема системы управлени дл осуществлени предложенного способа управлени .In FIG. 1 and FIG. 2 shows curves for the proposed control method; Fig. 3 is a block diagram of a control system for implementing the proposed control method.

Позици ми 1, 2, 3 обозначены входные фазные напр жени преобразовател . 4 - задающее напр жение, 5 - выходное напр жение (фиг, 1), полученное способом преобразовани непосредственного приближени (без применени предложенного способа), 6 - выходное напр жение (фиг, 2) полученное по предложенному способу с корректировкой импульсов управлени пре- образовател , 7-10 - интегралы разниц между задающим и наиболее близким ему входным напр жением дл одного полупа- рнода выходного напр жени , 11-14 - тоPositions 1, 2, 3 denote the input phase voltages of the converter. 4 is the driving voltage, 5 is the output voltage (fig, 1), obtained by the method of direct approximation conversion (without applying the proposed method), 6 is the output voltage (fig, 2) obtained by the proposed method with correction of control pulses , 7–10 are the integrals of the differences between the driver and the closest input voltage for one semi-polar output voltage, 11–14 are

же самое дл другого полупериода выходного напр жени преобразовател (фиг. 1).the same is true for the other half-cycle of the output voltage of the converter (Fig. 1).

При работе преобразовател по предложенному способу задающее напр жение сравниваетс с входными и вы вл етс входное напр жение, наиболее близкое к задающему. Чтобы подавать сигналы управлени на переключение силовой схемы преобразовател , вы вленный момент времени включени , а также интеграл разности задающего и наиболее близкого ему входного потенциала фиксируютс в элементах пам ти управлени .When the converter operates according to the proposed method, the drive voltage is compared with the input and the input voltage is detected that is closest to the drive voltage. In order to provide control signals for switching the power circuit of the converter, the detected switching time, as well as the integral of the difference between the driver and the closest input potential, are recorded in the control memory elements.

Структурна схема, показанна наThe structure shown in

периодов входного напр жени .periods of input voltage.

Сравнение, интегрирование и сохранение полученной информации могут вьшолн ть соответственно блоки 15, 17, 18. Следующим этапом работы управлени вл етс сравнение суммы интегралов разниц в каждом полупериоде выходного на- пр1га ени с интегралом задающего напр жени за полупериод повторени . Выравнивание сумм интегральных разниц, равных интегралу задающего напр жени , в каждом полупериоде производитс корректировкой импульсов управлени по сравнению с первоначально вы вленными {блок 20).Comparison, integration and preservation of the obtained information can be performed by blocks 15, 17, 18, respectively. The next step of the control operation is to compare the sum of the integrals of differences in each half-period of the output voltage with the integral of the driving voltage over the half-cycle of repetition. The equalization of the sums of the integral differences equal to the integral of the driving voltage is made in each half-period by adjusting the control pulses as compared to those initially detected (block 20).

Claims

. When adjusting the output value is FIG. 3, contains a block 15 comparing input voltages with a driver, detecting the closest input voltages to a driver, unit 16 is driving voltage, a unit 17 integrating the input voltages closest to driver B for each half-period and a voltage , detecting the difference of the obtained sums of integrals, memory block 18, which stores the control signals for an integer number of input voltage periods, signal delay unit 19 for an integer number of input voltage periods, feed time correction unit 2O and pulses of the control unit 21 generating the corrected control pulses, delayed by an integer amount of controlled voltage differences integral half-periods of the output voltage. When calculating the sum of integrals. differences, the smallest integral differences (for example, curve 9 in fig. 1) and those that have little effect on the shape of the output voltage curve block and let the corresponding connections at the output of the converter pass. Such a blockage of connecting input quantities that are short-term closest to the reference voltage at the output of the converter reduces the number of commutations. This is desirable because it allows increasing the switching frequency of the converter, i.e. the output frequency of the converter, as well as reduce switching losses. The magnitude of the integral of the differences that are blocked by the switch output of the converter (block 17 in Fig. 3) can be adjusted depending on the output frequency, as well as on the desired degree of approximation of the output voltage curve to the sinusoidal form. Thus, the corrected control signals, via block 21, arrive at the converter switching over an integer number of periods of the input voltage. Such a correction curve 6 of the output voltage is shown in FIG. 2. Since the input voltage in any period is almost the same, such a pulse delay does not affect the operation of the converter. However (Fig. 2), as a result of analyzing, processing and correcting control pulses, a more rational frequency and voltage conversion can be realized. First, the selection of equal amounts of voltage intervals (e.g., 22, 23 in Fig. 2) excludes subharmonic components from the output voltage of the converter and, secondly, skips the input values that are relatively short to the reference value (integral the difference 9 in Fig. 1) is achieved by reducing the number of artificial commutations by the derived switching blocks. When the control pulses are delayed by an integer number of periods, those artificial commutations that can be replaced by natural commutation are easily eliminated, for example, time instant 24 in FIG. 2, which facilitates the operation of the artificial switching units of the converter, and the integral value of the output voltage in each half-period is the same, and the number of artificial switching is less (Fig. 2). The same results can be achieved with a different number of input voltage values. . Claims The method of controlling a frequency converter by tracking the instantaneous value of its input voltage, detecting the integral differences between the input and set voltages, forming in accordance with the detected moments of the control pulses, distributing them and supplying them to the key elements connecting the input voltages to the output pins of the converter, characterized in that, in order to improve the quality of the output voltage by reducing the constant and subharmonic components in each In April, the delivery of control pulses over an integer number of output voltage periods is carried out, and during this time interval, the formation times of control pulses are determined from the condition of equality of the output voltage across the half-periods of output voltage, the sum of said integral differences between input and output voltages, and, at the times corresponding to the identified integral differences smaller than the specified minimum value, the control pulses are not applied to the key elements. Sources of information taken into account during the examination 1. USSR author's certificate No. 208816, cl. 21 d 14 / O2, 1968.

2. USSR author's certificate number 221817 Cl. 21 6 14 / O2, 1968.