Устройство для управления трехфазным непосредственным преобразователем частоты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз СОветским

Социалистических

Рвспублик (и) 61 559 О (61) Дополнительное к авт. вид-ву (22) Заявлено 251175 (21) 2192361/24-07 (51) М. Кл.

HP 13/30 с присоединением- заявки УЙ— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 1507.78.Бюллетень ¹ 26

Государственный комитет

Совета Министров СССР но делам изобретений и открытий (53) УДК 621.314.27 (088.8) (45) Дата опубликования описания 2106.78 (72) Авторы изобретения

И.В. Нежданов, A.A. Портупеев, В.С. Воронин и М.М.Юхнин

Pl) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ НЕПОСРЕДСТВЕННЫМ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может быть использовано при построении системы управления непосредственными преобразователями частоты с естест- 5 венной коммутацией, применяемыми в централизованных системах электроснабжения подвижных объектов, где предьявляются повышенные требования к качеству выходного напряжения. l0

Известны устройства для управле- ния трехфазными непосредственными преобразователями частоты с естественной коммутацией, содержащие трехфазный задающий генератор, каналы )6 отрицательной обратной связи по форме кривой выходного напряжения с фильтрами на двойных Т-образных мостах, состоящих из резисторов и конденсаторов, которые преобразуют низкочастотные и высокочастотные плечи мостов, и с интеграторами, включенными между входами двойных Т-образнЫх мостов и выходными выводами преоб)зазователя, а также чувствительные органы регуляторов напряжения, причем выходы каждого Т-образного моста зашунтированы последовательными RC-цепочками (1),(2), Однако наличие отдельного трехфазного задающего генератора с синусоидальной формой кривой и регулируемой амплитудой выходного напряжения резко усложняет схему указанных устройств. Частота трехфазного задающего генератора может не совпадать с частотой настройки двойных Т-образных мостов, в результате чего по цепи отрицательной обратной связи по форме кривой проходит значительная величина основной гармоники выходного напряжения преобразователя частоты, снижая тем самым коэффициент усиления канала отрицательной обратной связи по дополнительным составляющим выходного напряжения преобразователя. Кроме того,sòðóäность настройки трех двойных Т-образ ных мостов на заданную частоту приводит к их различным амплитудно-и фазочастотным характеристикам по каждой из фаз, что, в свою очередь приводит к различному гармоническом составу выходного напряжения преобразователя по каждой фазе нагрузки.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что точки соединения резисторов и конденсаторов каждого высокочастотного плеча двойных

Т-образных мостов соединены между собой через резисторы, а общая точка

615590 каждой иэ ЦС-цепочек подсоединена к истоку полевого транзистора, затвор которого связан с чувствительным ор- ганом регулятора выходного напряжени я соответствующего выходного вывода преобразователя.

Такое выполнение устройства п0эно ляет исключить отдельный трехфазный задающий генератор с регулируемой амплитудой, что yrtpogav его схему, а также улучшить форму кривой выходного напряжения преобразователя, так как все три двойных Т-образных моста эа счет их взаимной синхронизации имеют одинаковую частоту и, следовательно, одинаковые амплитуды и фазо- 15 частотные характеристики.

На чертеже дана принципиальная электрическая схема описываемого устройства.

Генератор 1 переменного тока под- 20 ключен к трехфазному преобразователю

2 частоты с непосредственной связью, каждый из выходных выводов 3-5 которого связан с соответствующей фазой

6-8 нагрузки. Управление силовыми 25 тиристорами каждой фазы преобразователя осуществляется системой управления .с фазами 9, 11.

Для получения на выходе преобразователя частоты синусоидальной формы 30 кривой напряжения на вход системы управления каждой фазы преобразователя подается синусоидальный модулирующий сигнал, частота которого определяет частоту выходного напряжения, преобразователя, а величина напряжения — напряжение на выходе преобразователя.

B общем случае н кривой выходного напряжения преобразователя частоты содержатся как высшие, так и низшие (ниже основной) гармоники, включая субгармоники и постоянную составляю щую. При резко нелинейной нагрузке и различных асимметриях в многоканальной системе управления преобра45 зователем искажения усугубляются.

Для улучшения формы кривой выходного напряжения преобразователя используется отрицательная обратная связь по форме кривой выходного нап- 50 ряжения, принцип работы которой основан на том, что из кривой выходного напряжения вычитается основная гармоника, а оставшиеся гармонические составляющие, за исключением гармо- 55 нических на частотах коммутации, которые убираются силовыми фильтрами

12-14, заводятся н противофазе в систему управления..

В качестве фильтра, исключающего 6 основную гармонику н цепи отрицательной обратной связи по форме кривой выходного напряжения, используются двойные Т-„бразные мосты 15-17 соо ветстненно н каждой фазе нагрузки. (;5

Эти мосты содержат два Т-образных плеча: низкочастотное плечо, состоя. щее из резисторов 18 и 19 и конденсатора 20, и высокочастотное плечо, состоящее ив конденсаторов 21 и 22 и резистора 23.

Операционные усилители 24 и 25 служат для развязки двух плеч моста и упрощения настройки, а операционный усилитель 26 — для усиления и инвертирования сигнала с выхода двойного Т-образного моста. Цепь релаксатора на усилителе 27, сопротивленЦях 28-30 и конденсаторах 31 и 32 служит для возбуждения двойного Т-оОразного моста.

Т-образный мост работает следующим образом.

При включении в результате дейст. вия положительной обратной связи (сопротивления 28 и 29) происходит скачкообразное изменение напряжения на входе усилителя 27. Этот перепад . напряжения подается на нход фильтра ! (неинвертирующий вход усилителя 33) настроенного на частоту основной гармоники. В результате этого на выход4 фильтра, (входе усилителя 26) выделя-, ются все гармоники, кроме основной, на которую настроен фильтр. Усилите4ь

26 инвертирует и усиливает напряжение фильтра, что приводит к компенсации тех гармоник н точке 34, частоты которых отличны от резонансы " частоты фильтра.

Таким образом, н точке 34 формируется полуволна напряжения синусоидальной формы.

Для обеспечения трехфазной работы двойные Т-образные мосты 15-17 связаны между собой сопротивлениями

35-37 н точках 38-40. Для повышения качества формы кривой выходного напряжения на вход двоййого Т-образного моста (инвертирующий вход усилителя 33) подается выходное напряжение преобразователя частоты через интегратор (усилитель 41 и конденсатор 42), исключающий из выходного напряжения гармоники, частоты которых выходят. эа полосу пропускания преобразователя частоты.

На выходе двойного Т-образного моста выделяются гармоники выходногд напряжения, кроме основной, и постоянная состанляющая. точке 34 имеется эталонное напряжение с наложенными на него в противофазе гармониками выходного напряжения. Этот сиг" нал поступает в систему 9 управлений.

Для регулирования служит цепь, содержащая полевой транзистор 43 и чувствительный орган напряжения 44.

Выходное напряжение поступает на чувствительный орган напряжения 44, который выдает сигнал на затвор полевого транзистора 43. При изменении

5 61 сопротивления полевого транзистора регулируется амплитуда эталонного сигнала в точке 34, а следовательно, и выходного напряжения.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет улуч1".чть форму кривой выходного напряжения и исключитв специальный трехфазный эддающий ге нератор с синусоидальной формой кри . вой и регулируемой амплитудой напря жения из систем управления непосред ственными преобразователями частоты за счет замыкания в кольцо двойных

Т-образных мостов в цепях Отрицателт ной обратной связи по форМе кривой выходного напряжения преобразовател .

Формула изобретения

Т-образных мостов и выходными выводами преобразователя, а т. кже чувствительные органы регуляторов напряжения, причем выходы каждого Т-образного моста эашунтированы последова= тельными КС-цепочками, о т л и ч à tqщ е е с я тем, что, с целью упрощения и повышения качества выходного напряжения, точки соедйнения резистс Ров и конденсаторов каждого высокочастотного плеча двойных Т-образных мостов соединены между собой через

l0 резисторы, а общая точка каждой иэ

RC-цепочек подсоединена к истоку полевого транзистора, затвор которого связан с чувствительным органом регулятора выходного напряжения соот16 ветствующего выходного вывода преоб раэователя. устройство для управления трехфа ным непосредственным преобразователем частоты, содержащее трехфазный задающий генератор, каналы обратной связи по форме кривой выходного нап ряжения с фильтрами на двойнЫХ Т-образных мостах, состоящих из резисторов и конденсаторов, которые образу ют низкочастотные и высокочастотные плечи мостов, и с интеграторами, включенными между входами двойных

Источники информации, принятые ва внимание при экспертизе: у» 1. Разработка системы управления для непосредственного преобразователя частоты с естественной коммутацией.Отчет по НИР, этап 7V Новосибирск, Новосибирский электротехни ческий институт,. 1972.

2, Сборник СовРеменные задачи преобразовательной техники . Вып.

5, Киев, 1975, с. 167-173.. 615590

Составитель Г.Мыцык

Техред А.Алатырев Корректор С, ямалова

Редактор А.Пейсоченко филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 3921/44 Тираж 892 Подписное

ПНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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