Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами статического преобразователя частоты

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может использоваться в статических преобразоваГтелях частоты со звеном постоянного тока . Целью изобретения является снижение пульсаций выпрямляемого тока преоб разователя частоты. Формирователь импульсов инверторов 16 подает сиг нал на включение однофазного инвертора 12 и одновременно формирователь; импульсов управляемых ключей 19 подает сигнал на включениеуправляемого ключа 14 и отключение управляемого ключа 15. Инверторы 12 и 10 рекуперируют выпрямленньй выпрямителем 2 ток ротора асинхронного двигателя 1 в сеть и создают протиёоЭДС в своих фазах. При этом ток в закороченной фазе трехфазного дросселя 3 возрастает , а в других уменьшается. ЭДС самоиндукции в обмотках 4 и 5 направлена против тока, а в обмотках 6-9 - по току. При этом ЭДС,наведенная в.обмотке 4, направлена так же, как ЭДС самоиндукции. Таким образом происходит перераспределение энергии между отдельными фазами трехфазного дросселя 3, что препятствует быстрому увеличению тока в закороченной фазе и быстрому уменьшению тока в фазе, подключенной к инвертору. 2 ил. v с 1C N4 00 tpue.l

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU„, 1248015 (бн 4 Н 02 М 7 44

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ф ЦЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ и, %Кь. ж 7ИЫА

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3763439/24-07 (22) 02.07.84 (46) 30.07.86. Бюл. Ф 28 (71) Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. А.Я.Пельше (72) Я.П.Грейвулис и И.В.Авкштоль (53) 621. 316. 727 (088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР

:!! 752724, кп. Н 02 P 13/18, !978.

Авторское свидетельство СССР

У 1092689, кл. Н 02 М 7/44 ° 1982. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕДОМЫМИ

СЕТЬЮ ОДНОФАЗНЫМИ ИНВЕРТОРАМИ СТА» ТИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ (57) Изобретение относится к преоб- . разовательной технике и может исполь- зоваться в статических преобразова, телях частоты со звеном постоянного то ка. Целью изобретения является снижение пульсаций выпрямляемого тока преобразователя частоты. Формирователь импульсов инверторов 16 подает сиг- нал на включение однофазного инвертора 12 и одновременно формирователь, импульсов управляемых ключей 19 по" дает сигнал на включение управляемого ключа 14 и отключение управляемого ключа 15. Инверторы 12 и 10 реку- .перируют выпрямленный выпрямителем 2 ток ротора асинхронного двигателя 1 в сеть и создают противоЭДС в своих фазах. При этом ток в закороченной фазе трехфазного дросселя 3 возрастает, а в других уменьшается. ЭДС самоиндукции в обмотках 4 и 5 направлена против тока, а в обмотках 6-9 — по . току. При этом ЭДС,наведенная в,обмотке 4, направлена так же, как ЭДС самоиндукции. Таким образом происходит перераспределение энергии между отдельными фазами трехфазного дроссе. ля 3, что препятствует быстрому уве.личению тока в закороченной фазе и быстрому уменьшению тока в фазе, подключенной к инвертору. 2 ил.

1 12

Изобретение относится к преобразо вательной технике и может быть использовано в статических преобразователях частоты со звеном постоянного тока и в злектроприводах турбомеханизмов большой и средней мощности, выполненных по схеме асинхронного вентильного каскада.

Цель изобретения — снижение пульсаций выпрямпяемого.тока преобразова. теля частоты с явно выраженным m-фазным звеном постоянного тока.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, реализующего способ для асинхронного вентильного каскада с трехфазным звеном постоянного тока, на фиг. 2 — временные диаграммы противоЭДС инверторов и токов в фазах звена постоянного тока.

Устройство, реализующее способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами для асинхронного вентильного каскада с трехфазным звеном постоянного тока, содержит асинхронный двигатель 1 (фиг.1), в цепи фазного ротора которого находится выпрямитель 2, подсоединенный к нему трехфазный дроссель 3, причем первая фаза дросселя образована обмотками 4 и 5, вторая — 6 и 7, третья - 8 и 9. Обмотки 4 и 9, 6 и

5, 8 и 7 имеют взаимную магнитную связь. К каждой фазе трехфазного дросселя 3 подключен один из однофаэных инверторов 10-12, которые связаны с выпрямителем 2. Однофазные инверторы 10-12 шунтированы управляемыми ключами 13- 15 соответственно. Кроме того, устройство содержит формирователь 16 импульсов инверторов, связанный с однофазными инверторами 10-12 и распределителем

17 импульсов. Вход распределителя 17 импульсов соединен с задающим генератором 18, а выход, кроме формирователя 16 импульсов инверторов, под ключен к формирователю 19 импульсов управляемых ключей как непосредственно, так и через фазосдвигающее устройство 20, на которое подается напряжение управления U . Формирователь 19 импульсов управляемых ключей соединен с управляемыми ключами

13-15.

Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами, подключенными к фазам явно выраженного звена постоянного тока статического пре48015 3

30 о направлении наведенной ЭДС и ЭДС самоиндукции в обмотках 5, 6 и 9, которые входят в разные фазы трехфазного дросселя 3. Таким образом

35 происходит перераспределение энергии между отдельными фазами трехфазного дросселя 3, что препятствует быстрому увеличению тока в закороченной фазе и быстрому уменьшению тока в

40 фазе, подключенной к инвертору. Что. касается обмоток 8 и 7, то в течение промежутка времени t -t ток в

2 фазах, к которым они относятся, уменьшается, поэтому ЭДС в них, оп45 ределяемая разностью наведенной ЭДС и ЭДС самоиндукции, незначительна, и существенного влияния на изменение тока в своих фазах обмотки 8 и 7 не .оказывают .

В течение промежутка времени t — :

t происходит обмен энергией между . обмотками 7 и 8, 4 и 9, а в течение промежутка времени t -й — между

3 4 обмотками 8 и 7, 6 и 5. В любой мо55 мент времени (фиг. 2) два однофазных инвертора инвертируют энергию скольжения в сеть, а один однофазный инвертор закорочен.

1О

20 образователя частоты, заключается в следующем.

Предположим, в первый момент времени (t, фиг. 2) формирователь 16 импульсов инверторов подает сигнал на включение однофазного инвертора

12 и одновременно формирователь 19 импульсов управляемых ключей подает сигнал на включение управляемого ключа 14 и отключение управляемого ключа 15. Однофазный инвертор 12, а также ранее включенный однофазный инвертор 10 рекуперируют выпрямленный выпрямителем 2 ток ротора асинхронного двигателя 1 в сеть и создают противоЭДС в своих фазах. При этом ток в течение промежутка времени в закороченной фазе трехфазного дросселя 3, образованной обмот. ками 4 и 5, возрастает, а в двух других уменьшается, поскольку в их цепь включены противоЭДС соответствующих однофазных инверторов 10 и 12.

ЭДС самоиндукции в обмотках 4 и 5 направлена против тока, а в обмотках 6-9 — по току. При этом ЭДС наведенная в обмотке,.Д,от изменения тока в связанной с ней магнитно обмотке 9, направлена так же, как ЭДС самоиндукции. То же можно сказать

3 12

При необходимости увеличения частоты вращения асинхронного двигателя 1 уменьшают величину противоЭДС однофаз. ных инверторов,10-12. Это уменьшение производится за счет заштрихованных на фиг. 2 областей. Если иэ изображенных на фиг. 2 противоЭДС вычесть заштрихованные области, то в любой момент времени будут закорочены два однофазных инвертора, а один будет инвертировать ток своей фазы в питающую сеть. При этом перераспределение энергии между фазами будет происходить аналогично описанному.

Для любого промежуточного значения противоЭДС (в пределах заштрихованных областей) существуют моменты времени, когда закорочены два и когда эакорочен один инвертор.

Если продолжить уменьшение противоЭДС, то появятся моменты, когда все три однофазных инвертора 10-12 закорочены. Если увеличилась противоЭДС до величины, превышающей изображенную на фиг. 2, то появятся моменты; когда включены все три однофазных инвертора 10-12. В том и другом случае во всех обмотках 4-9 трехфазного дросселя 3 ЭДС самоиндукции и наведенная ЭДС будут вычитаться, что вызовет увеличение пульсации тока в фазах цепи выпрямленного тока и роторе двигателя 1.Однако эти пульсации по величине будут меньшими, чем при использовании известного способа управления ведомыми сетью инверторами, и том же значении противоЭДС инверторов, так как неблагоприятные промежутки времени непродолжительны.

Включение однофазных инверторов осуществляет формирователь 16 им-. пульсов инверторов, а включение и. отключение управляемых ключей — формирователь 19 импульсов управляемых ключей. В течение времени между включением данного однофазного инвертора и шунтирующего его управляемого ключа однофазный инвертор создает противоЭДС и инвертирует энергию скольжения в сеть. Регулирование длительности импульсов противоЭДС однофазных инверторов осуществляется фазосдвигающим устройством 20, которое

48015 4 в зависимости от величины напряжения управления регулирует промежуток вре. мени между включением соответствующего однофазного инвертора и шунтиру-. ющего его управляемого ключа. Для улучшения гармонического состава ин-. вертируемого тока и увеличения диапазона регулирования в середине полупериода напряжения соответствующей фазы сети, связанной с однофазным инвертором, длительность импульсов противоЭДС больше, чем по краям.

Частоту включения однофазных инверторов и управляемых ключей задает . задающий генератор 18.

Формула изобретения

Способ управления ведомыми сетью однофазными инверторами статического преобразователя частоты с ш-фаз-. ным звеном постоянного тока, каждая

25 аэа которого содержит две встречно включенные обмотки m-фаэного сглаживающего дросселя, состоящего из m отдельных сердечников, на каждом из ннх расположены две встречно включенные обмотки, входящие в разные фазы звена постоянного тока, заключающийся в подключении однофазных инверторов и шунтирующих ключей поочередно к всем фазам звена постоянного тока с заданной частотой, кратной частоте на выходе инверторов, регулировании продолжительности подключения, отличающийся тем, что, с целью снижения пульсаций выпрямленного тока, первоначально

40 однофазные инверторы подключают к

Ш ш-1 — или фазам звена. постоянного

2 2 тока без взаимной магнитной связи при четном или нечетном m соответ45 ственно, а остальные фазы закорачивают шунтирующими ключами, на вто, ром этапе коммутации указанное число фаз звена постоянного тока без взаимной магнитной связи закорачи50 вают шунтирующими ключами, а к остальным фазам подключают однофазные инверторы, в дальнейшем чередуют названные этапы.

1

4 244

Составитель В.Бунаков

Редактор А.Левнина Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Сирохман

Заказ 4138/56 Тирам 631 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и .открытий

113035 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4