SU955441A1 - Transistor direct frequency converter control method - Google Patents

Transistor direct frequency converter control method Download PDF

Info

Publication number
SU955441A1
SU955441A1 SU802881246A SU2881246A SU955441A1 SU 955441 A1 SU955441 A1 SU 955441A1 SU 802881246 A SU802881246 A SU 802881246A SU 2881246 A SU2881246 A SU 2881246A SU 955441 A1 SU955441 A1 SU 955441A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
current
pulses
transistor
control
transistors
Prior art date
Application number
SU802881246A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Анатолий Николаевич Абрамов
Николай Павлович Кутлер
Владимир Александрович Лукьяненко
Сергей Иосифович Полищук
Борис Егорович Пьяных
Эдуард Михайлович Чехет
Original Assignee
Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт Электродинамики Ан Усср filed Critical Институт Электродинамики Ан Усср
Priority to SU802881246A priority Critical patent/SU955441A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU955441A1 publication Critical patent/SU955441A1/en

Links

Landscapes

  • Inverter Devices (AREA)

Description

Изобретение относитс  к преобразовательной технике и может быть использовано при построении непосредствен- ныхс.преобразователей частоты, предназначенных , например, дл  частотно управл емых электроприводов или дл  автономных систем электроснабжени .The invention relates to a converter technique and can be used in the construction of direct frequency inverters, for example, for frequency-controlled electric drives or for autonomous power supply systems.

Известны способы совместного и раздельного управлени  ключами преобразовател , содержащими встречнопараллельно включенные вентили 13 иMethods are known for joint and separate control of converter keys comprising counter-connected valves 13 and

2.: .2 .:.

в первом случае импульсы управлени  подают одновременно на два вентил  в противоположныхгруппах, во втором раздельно, в зависимости от информации с датчика тока (ДТ).in the first case, control pulses are simultaneously supplied to two valves in opposite groups, in the second, separately, depending on information from the current sensor (DT).

При совместном управлении в преоб .разователе в моменты переключени  ключей из-за конечного времени включени  и выключени  вентилей наблюдаетс  перекрытие к-лючей и через них протекают сквозные токи. Этот недостаток в наибольшей степени про вл етс  в транзисторных ключах переменного тока. Сквозные токи ухудшают энер-. гетические показани  преобразователей и снижают надежность работы.In case of joint control in the inverter, at the moments of switching the keys, due to the end time of switching the valves on and off, an overlap of keys is observed and through-currents flow through them. This deficiency is most pronounced in the ac transistor switches. Through currents degrade energy. The transducer readings result in reduced reliability.

Наиболее близким по технической сущно.сти к предлагаемому  вл етс The closest in technical essence to the proposed is

раздельный способ управлени , при котором с помощью датчика тока измер ют направление тока нагрузки, формируют сигнал разрешени  на включение транзисторной группы одного направлени  тока и сигнал запрета на включение транзисторной группы другого направлени  тока, что исключает одновременную работу обеих транзисторных a separate control method, in which the direction of the load current is measured using a current sensor, generates a enable signal for switching on the transistor group of one current direction and a signal to ban the switching on of the transistor group for another current direction, which eliminates the simultaneous operation of both transistor

10 групп 2.10 groups 2.

Однако применение в преобразовател х частоты раздельного управлени  также имеет существенные недостатки, св занные с наличием зоны нечувстви15 тельности ДТ. При отсутствии информа ции о токе нагрузки в зоне нечувст-г вительности раздельное управление но осуществить двум  пут ми. При входе в зону нечувствительности можно However, the use of separate control in frequency converters also has significant drawbacks associated with the presence of the dead zone of the DT. In the absence of information about the load current in the dead zone, separate control can be performed in two ways. When entering the dead zone, you can

20 сн ть импульсы управлени  с работающей группы транзисторов и подать на противоположную группу. При этом имеют место разрыв тока нагрузки и пауза. Второй вариант: с момента вхождени  20 remove control pulses from a working group of transistors and apply to the opposite group. In this case there is a gap in the load current and a pause. The second option: from the moment of entry

25 в зону нечувствительности можно задергживать сн тие импульсов управлени  с транзисторов работающей группы и подачу импульсов на противоположную группу. В этом случае имеет место 25, the removal of control pulses from the transistors of the working group and the supply of pulses to the opposite group can be delayed into the dead zone. In this case takes place

30 йестокова  пауза, но разрыв тока отсутствует только дл  определенной ве личины тока, есхпи задержка нерегулируема , или дл  всех значений тока, если паузу сделать регулируемой, завис щей от-тока нагрузки. В последнем случае схема усложн етсд, а в кривой тока пауза имеет существенную величину. Наличие пауз ухудшает каче ство выходного тока преобразовател . Цель изобретени  - улучшение качества выходного тока за счет исключени  пауз между полуволнами тока. Поставленна  цель достигаетс  тем что при использовании способа управлени  транзисторным непосредственным преобразователем частоты, заключающегос  в том, что измер ют направление и мгновенное значение тока, нагрузки с помощью датчика тока, имеющего зону нечувствительности , формируют импульсы управлени  транзисторами групп преобразовател  и при токе, большем зоны нечувствительности датчика тока, эти иг/тульсы управлени  попеременно с частотой выходного напр жени  подают на транзисторы одной из групп, обеспечивающей протекание тока нагрузки соответствующего направлени , при токе нагрузки, меньшем тока зоны нечувствительности датчика тока, импульсы управлени  подают на транзисторы обе их групп одновременно. Указанный способ может быть реализован в НПЧ с циклическим алгоритмом работы ключей, если последние состо т из двух встречно-последовательно включенных транзисторов с параллельно соединенными с каждым из них диодом, причем импульсы управлени  поступают на базы транзисторов раздельно. На фиг.Да приведена схема преобра зовател  частоты; на фиг. 1б- схема транзисторного ключа на фиг. 2 схема системы управлени ,- на фиг. 3эпюры импульсов управлени  прейбразо вателем на фиг. 4 - схема одной фазы преобразовател ; на фиг. 5 - временные диаграммы формировани  выходных напр жени  и TOKadl gJ , у АВ UCA линейные напр жени  сети). Устройство срдержит транзисторные ключи 1 переменного тока, сопротивление 2 нагрузки, датчик 3 направлени  тока, блок 4 формировани  запретов , схема 5 нул  тока, блок; б фор мировани  импульсов, задаклдий генератор 7, блок 8 запрета, А, В,С- вход ные выводы. Рассмотрим на примере транзисторного НПЧ реализацию предлагаемого способа. Такой преобразователь часто ты выполнен в виде трех мостовых схе на вышеупом нутых ключах (фиг. 1).К Выходным выводам каждого моста подключена нагрузка 2. Последовательно с нагрузкой в каждой фазе подключены датчики тока 3, которые выдают информацию о направлении тока нагрузки . Система управлени  состоит из задающего генератора 7, выход которого подсоединен к входу блока б формировани  импульсов управлени . Выходы блока 6 подсоединены к одному из Входов схем 2 И, которые образуют блок 8 запретов. На вторые входы схемы 2 И поступают сигналы с блока 4 формировани  запретов. В свою очередь, , блок 4 состоит из триггера, двух схем 2 Н-ЙЕ и схемы 5 нул  тока. ВхоДы блоки 4 соединены с выходами датчика 3 направлени  тока. Принцип работы устройства, реализующего способ управлени , состоит в следуквдем. Задающий генератор 7 формирует сигналы 9 пилообразной формы (фиг. 3), которые сравниваютс  с регулируемым уровнем посто нного напр жени , в результате чего формируютс  импульсы 10, длительность которых определ ет величину паузы в выходном напр жении преобразовател  частоты. Импульсы 10 поступают на вход блока 6 , в котором формируютс  последовательности импульсов 11. Рассмотрим на примере фазу А преобразовател . Сигналы о токе 1д и Тд с датчика 3 тока поступают на входы RS-триггера (фиг. 2). Предположим, что на выходе датчика 3 тока сигнал 1д О (ток провод т однииз транзисторов) и сигнал 1д 1 (противоположна  группа других транзисторов не проводит ток). При этом на выходе тоиггера устанавливаютс  потенциалы 1 (выход) и О (выход) . На выходе блок.а 5 устанавливаетс  потенциал 1. Поэтому,-согласно схеме (фиг. 2), импульсы 12 поступают на транзисторы преобразовател , а импульсы 13 запрещаютс . Если сигнал 1д 1, сигнал Тд О, то проход т импульсы 13, а запреща- ютс  импульсы 12. Таким образом, устран етс  путь дл  протекани  сквозного тока. Если сигналы 1д , что имеет место в зоне нечувствительности датчика тока, или при первом включении преобразовател , или в моменты изменени  тока, благодар  схеме 5 нул  тока, на вьЬсоде которой устанавливаетс  потенциал О, разрешаетс  прохождение импульсов 12 и 13 одновременно . Но, так как ток нагрузки при этом практически равен нулю, то переключение транзисторов происходит значительно быстрее и врем  перекрыти , а следовательно, и длительность импульсов сквозных токОв существенно сокращаютс , т.е. режимы работы транзисторов станов тс  более безопасными и энергетические показатели преобразовател  улучшаютс .There is 30 iestoka pause, but the current gap is absent only for a certain current value, if the delay is unregulated, or for all current values, if the pause is adjustable, depends on the load current. In the latter case, the circuit is complicated, and the pause in the current curve is significant. The presence of pauses degrades the quality of the output current of the converter. The purpose of the invention is to improve the quality of the output current by eliminating pauses between half-waves of current. The goal is achieved by using the control method of a transistor direct frequency converter, which consists in measuring the direction and instantaneous value of the current, using a current sensor having a dead zone, generating transistor control pulses of the converter groups and at a current greater than the dead zone current sensor, these ig / control pulses alternately with the output voltage frequency are supplied to the transistors of one of the groups providing flow t If the load current is of the corresponding direction, at a load current less than the current zone of the current sensor insensitivity, control pulses feed both their groups to the transistors simultaneously. This method can be implemented in the NFC with a cyclic algorithm of operation of the keys, if the latter consist of two anti-series-connected transistors with a diode connected in parallel with each of them, and the control pulses go to the transistor bases separately. Fig. Yes shows the frequency converter circuit; in fig. 1b is a diagram of a transistor switch in FIG. 2 is a control system diagram; FIG. 3epures of control pulses by an extractor in FIG. 4 is a diagram of a single phase converter; in fig. 5 - timing diagrams of the formation of output voltages and TOKadl gJ, AV UCA have line voltage). The device holds AC transistor switches 1, a load resistance 2, a current direction sensor 3, a prohibition unit 4, a current 5 current circuit 5, a block; b forging pulses, generator 7, prohibition block 8, A, B, C - input pins. Consider the example of the transistor NFC implementation of the proposed method. Such a frequency converter is made in the form of three bridge circuits on the above keys (Fig. 1). Load 2 is connected to the output pins of each bridge. Current sensors 3 are connected to the load in each phase, which provide information about the direction of the load current. The control system consists of a master oscillator 7, the output of which is connected to the input of the control pulse forming unit b. The outputs of block 6 are connected to one of the Inputs of circuits 2 And, which form a block of 8 prohibitions. The second inputs of the circuit 2 And the signals from the block 4 of the formation of prohibitions. In turn, block 4 consists of a trigger, two circuits 2 Н-ЕЕ and circuit 5 zero current. The inputs 4 are connected to the outputs of the current direction sensor 3. The principle of operation of the device that implements the control method is as follows. The master oscillator 7 generates sawtooth signals 9 (FIG. 3), which are compared with an adjustable DC voltage level, as a result of which pulses 10 are generated, the duration of which determines the amount of pause in the output voltage of the frequency converter. The pulses 10 are fed to the input of the block 6, in which the pulse sequences 11 are formed. Consider the phase A of the converter as an example. Signals about current 1d and Td from current sensor 3 are fed to the RS-flip-flop inputs (Fig. 2). Suppose that at the output of current sensor 3 a 1d O signal (one of the transistors conducts current) and a 1d 1 signal (the opposite group of other transistors does not conduct current). In this case, the potentials 1 (output) and O (output) are set at the output of the toigger. At the output of block 5, a potential 1 is established. Therefore, according to the circuit (Fig. 2), the pulses 12 are sent to the transistors of the converter, and the pulses 13 are prohibited. If the signal is 1d 1, the signal is Td O, then pulses 13 are transmitted, and pulses 12 are inhibited. Thus, the path for the flow of through current is eliminated. If signals 1d, which takes place in the dead zone of the current sensor, either when the converter is first turned on, or at the moments of current change, thanks to the 5 current zero circuit, at which the potential O is set, pulses 12 and 13 are allowed to pass simultaneously. But, since the load current is almost zero at the same time, the switching of the transistors occurs much faster and the overlap time, and hence the duration of the pulses of the through-current current, is significantly reduced, i.e. transistor operation modes become safer and power converter performance is improved.

Указанные три режима работы преобразовател  дл  двух направлений тока нагрузки и работа в зоне нечувствительности датчика тока иллюст рируютс  эпюрами импульсов управлени  на фиг. 3.These three modes of operation of the converter for two directions of the load current and the work in the dead zone of the current sensor are illustrated by the plots of control pulses in FIG. 3

Таким образом, в преобразователе осуществл етс  способ комбинированного управлени : раздельное управление вне зоны нечувствительности датчика тока и совместное управление в пределах зоны нечувствительности. В результате путем устранени  пауз улучшаетс  форма выходного тока и путем ограничени  сквозных токов улучшаютс  также энергетические показатели преобразовател .Thus, the combined control method is implemented in the converter: separate control outside the dead band of the current sensor and joint control within the dead band. As a result, by eliminating pauses, the shape of the output current is improved, and by limiting the through currents, the energy performance of the converter is also improved.

Дополнительно дл  иллюстрации сути способа рассмотрим случай ши отно-импульсного регулировани  (ШНР йыходного напр жени  преобразовател  по фиг. 1, воспользовавшись диаграммами на фиг. 5, на интервалах кривой тока (i ) tQ - t ; t - tj, t - t . Импульсы управлени  подаютс  на один из транзисторов ключа переменного тока, который участвует в формировании положительной или отрицательной полуволны тока. Таким образом реализуетс  раздельное управ ление группами транзисторов. При этом, как видно из фиг. 4, полностью исключаетс  путь дл  протекани  сквоных токов в цепи выключаемого и включаемого транзистора, которые- обуслов лены конечным временем переключени  транзисторов. Если на отмененных интервалах импульсы управлени  подавать одновременно на оба транзистора ключа, т.е. использовать совместное управление транзисторными группами, то 90здаетс  путь дл  протекани  сквозного тока, как показано пунктиром на фиг. 4. Величина его зависит от схемы цепей управлени  базовым током транзисторов, наличи  индуктивностей и т.д., но исключить сквозные токи при совместном способе управлени  невозможно. На интервалс1Х кривой тока tx, - tj - . tg- t, T.e, в зоне нечувствительности датчика тока нагрузки при смене пол рностиAdditionally, to illustrate the essence of the method, we consider the case of relation-impulse regulation pu (voltage converter output voltage converter in Fig. 1, using the diagrams in Fig. 5, on the current curve intervals (i) tQ - t; t - tj, t - t. Pulses control is supplied to one of the transistors of the AC key, which participates in the formation of a positive or negative half-wave current. Thus, separate control of groups of transistors is realized. At the same time, as can be seen from Fig. 4, the path for squids is completely eliminated x currents in the switchable and energized transistor circuit, which are caused by the finite switching time of the transistors. If at the canceled intervals control pulses are simultaneously applied to both transistors of the key, i.e., to use joint control of the transistor groups, then the path for the flow of through current is shown by the dotted line in Fig. 4. Its value depends on the circuit of controlling the base current of the transistors, the presence of inductances, etc., but excluding the through currents with the joint control method possible. On interval1X curve of current tx, - tj -. tg- t, T.e, in the dead zone of the load current sensor when changing polarity

тока, с целью сохранени  непрерывности кривой тока с помощью простой системы управлени  реализуетс  со1вместно управление: .импульсы управлени  подаютс  на оба транзистора в ключах переменного тока одновременно. На указанных интервалах сквозные токи возможны, но так, как при этом коллекторный ток транзисторов близок нулю, то соответствугацим управлением их базовым током сквозные токи можно практически исключить.current, in order to maintain the continuity of the current curve by means of a simple control system, the control is implemented jointly: the control pulses are applied to both transistors in the AC switches simultaneously. Through the indicated intervals, through currents are possible, but since the collector current of the transistors is close to zero, then the through currents can be practically excluded by controlling their base current.

Таким образом, полезный эффект изобретени  состоит в существенном уменьшении сквозных токов.в НПЧ при отсутствии пауз в кривой тока.Thus, the beneficial effect of the invention is to significantly reduce the through currents in the NFC in the absence of pauses in the current curve.

Claims (2)

1.Карташов Р.П. и др. Тиристорные преобразователи частоты с исРусственной коммутацией, Киев, Техника , 1979.1.Kartashov R.P. et al. Thyristor frequency converters with artificial switching, Kiev, Technika, 1979. 2.РУтманис Л.А. и др. Способы управлени  преобразовател ми частоты с непосредственной св зью и искусственной коммутацией. Рига, Знание, 1976.2.Rutmanis LA et al. Ways of controlling direct-connected frequency converters and artificial switching. Riga, Knowledge, 1976. ABCABC КTO Л5L5 -frt L-frt L I fieI fie А 8 СA 8 C
SU802881246A 1980-02-12 1980-02-12 Transistor direct frequency converter control method SU955441A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802881246A SU955441A1 (en) 1980-02-12 1980-02-12 Transistor direct frequency converter control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802881246A SU955441A1 (en) 1980-02-12 1980-02-12 Transistor direct frequency converter control method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU955441A1 true SU955441A1 (en) 1982-08-30

Family

ID=20877190

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802881246A SU955441A1 (en) 1980-02-12 1980-02-12 Transistor direct frequency converter control method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU955441A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU955441A1 (en) Transistor direct frequency converter control method
SU1504760A1 (en) Device for controlling rectifier converter
SU1433501A1 (en) Reversible transducer
SU542188A1 (en) Device for regulating the constant voltage
SU773892A1 (en) High-voltage power-diode thyristor control device
SU1418011A1 (en) Power supply source having thyristor transducer
SU851733A1 (en) Device for control of valve-type converter
SU1275710A1 (en) Three-phase thyristor inverter
SU1474791A1 (en) Method of controlling current inverter
SU752603A1 (en) Apparatus for protecting self-contained inverter
SU1415383A1 (en) Device for controlling m-phase thyristor bridge-type inverter
SU942238A1 (en) Device for control of welding converter
SU790161A1 (en) Reservoir capacitor charging device
SU839003A1 (en) Method of control of thyristors of pulsed power amplifier with switching circuit
SU1309169A1 (en) Device for protection of current inverter
SU1166233A1 (en) Phase shifting device for controlling rectifier converter
SU483789A1 (en) Switch
SU1601709A1 (en) Device for controlling semi-bridge thyristor inverter
SU801200A1 (en) Device for control of thyristorized power units
SU1426718A1 (en) Apparatus for welding with a.c.
SU1278142A1 (en) Arc-welding apparatus
SU1067572A1 (en) Method and device for control of floating charge of self-excited inverter
SU824398A1 (en) Method and device for control of thyristorized converter
SU896738A1 (en) Multiphase converter control device
SU940267A1 (en) Device for protecting and control of voltage converter