СПОСОБ ПООЧЕРЕДНОГО УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ЧАСТОТНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
METHOD FOR ALTERNATE CONTROL OF THREE-PHASE FREQUENCY CONVERTER

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в мощном электроприводе. Широко известный /1/ одновременного управления, содержащим в каждой из трех фаз последовательно соединенные N выпрямительно-инверторных блока (далее ВИБ), каждый из которых подключен входом к обмоткам трансформатора с разной группой соединения, создает большие электропомехи. Это обусловлено тем, что на каждом этапе регулирования напряжения работают в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) все N блоков. Наиболее близким по сути является /2, 3, 4/ способ поочередного управления трехфазным трехкаскадным пребразователем, содержащим в каждой из трех фаз последовательно соединенные N ВИБ, каждый из которых подключен входом к вентильным обмоткам трансформатора с разной группой соединения и которые управляются поочередно в зависимости от величины требуемого значения выходного напряжения, при котором в каждой выходной фазе в данном диапазоне от нуля до 1/N изменяется ШИМ одного блока, в диапазоне до 2/N - второго и так далее, в то время как остальные находятся в предельном режиме (+1, -1, или 0). Недостаток такого способа состоит в плохой форме сетевого тока и больших электромагнитных импульсных помехах, что обусловлено тем, что на каждом этапе регулирования в режиме ШИМ находятся блоки, присоединенные к обмоткам трансформатора с одинаковой группой соединения. Технический результат изобретения состоит в снижении уровня электромагнитных помех. Технический результат достигается за счет того, что в каждой из трех по выходу фаз в режиме ШИМ находятся блоки с разной группой соединения вентильных обмоток трансформатора, так что сдвиг фаз между соседними составляет 60/N электроградусов.
На фиг. 1 приведен пример схемы для реализации способа управления. ВИБ 1-9 по N=3 соединены последовательно и образуют таким образом три выходные фазы А, В,С. Входы питания блоков 1-9 подключены к обмоткам 10-18 трансформатора с разной группой соединения (0, +20, -20 электроградусов), так что в состав каждой выходной фазы входит комплект, который при максимальном выходном напряжении эквивалентен по воздействию на сеть 18 пульсному выпрямлению.. Сетевая обмотка трансформатора -19. На каждый уровень блоков (верхний -1, 4, 7; средний -2, 5, 8; нижний -3, 6, 9) имеются идентичные блоки 20-22 управления ШИМ, которые связаны с блоком 23 уставки напряжения: в верхнем уровне напрямую, в среднем - через блок 24 нечувствительности -24, а в нижнем - через два аналогичных блока. Схема ВИБ 1-9 известна /1-4/.Способ реализуется при следующем порядке работы схемы. Переменное высокое в обмотке 1 напряжение сети понижается до относительно низкого обмотками 2-5 (до 1 кВ), выпрямляется и фильтруется в блоках 1-9 и преобразуется ими в переменное напряжение нужной частоты. Суммарное напряжение нагрузки 20 в каждой фазе складывается из напряжений ВИБ 1-9.. Как видно из фиг. 2, где показанаформа максимального сигнала уставки (синусоида) весь диапазон изменения напряжения от нулевого до максимального разбит на N этапов (участков), на каждом из которых в режиме ШИМ находится только один ряд блоков 1-9, в то время как остальные находятся в предельном режиме (+1, -1, или 0). Режим 1 - полное открытие с той или противоположной полярностью выходного напряжения. Режим 0 - шунтирование блока по выходу обеспечивается включением сквозных пар транзисторов /4/, при этом напряжение на выходе блока 1-9 равно нулю. Как известно помехи и излучения образуются в моменты скачков напряжения при ШИМ. В данном случае количество таких скачков снижено втрое, что и гарантирует снижение помех. На каждом этапе в режиме ШИМ работают ВИБ, присоединены к обмоткам трансформатора с разной группой соединения (0, +20, -20 электроградусов или 6,6; -13,4; -26,6 или 13,4; -6,6; -26,6), так что на каждом этапе обеспечивается воздействие на сеть эквивалентное 18 - пульсному. Способ эффективен при одинаковых группах обмоток 10-18 питания уровней (0, +20, -20 электроградусов).
Источники информации: 1. Патент US №5986909. 2. Muhamad H. Rashid. Power Electronics Handbook. Second Edition. Academic Press is an of Elsivier. 2007, стр. 396, фиг. 15.6. 3. Патент РФ на изобретение №2311717. 4. Авт. свидет. на изобретение СССР №736354.