[其他]用于控制循環(huán)換流器的方法及設(shè)備

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 87104591
• 申請(qǐng)日: 1987-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN87104591A
• 公開(kāi)（公告）日: 1988-01-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 松井孝行;奧山俊昭
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 株式會(huì)社日立制作所
• 主分類(lèi)號(hào): H02M5/22
• 分類(lèi)號(hào): H02M5/22;H02P7/58
• 代理公司: 上海專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 馮曉明

本發(fā)明涉及一種用于給感應(yīng)電動(dòng)機(jī)或諸如此類(lèi)的交流電動(dòng)機(jī)提供頻率可變電源的循環(huán)換流器（cycloconverter），更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種用于控制循環(huán)換流器的方法，在該循環(huán)換流器中，循環(huán)電流通過(guò)一正換流器（positive????converter）和一負(fù)換流器（negative????converter）進(jìn)行循環(huán)。本發(fā)明還旨在給出一種用于控制循環(huán)換流器的設(shè)備。

在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，眾所周知，循環(huán)換流器是一種將交流輸入電壓波形連接起來(lái)產(chǎn)生一個(gè)具有與交流輸入電壓不同頻率的交流輸出電壓的設(shè)備。由于循環(huán)換流器有一個(gè)優(yōu)于其他類(lèi)似設(shè)備之處，即，它可以以無(wú)級(jí)的方式，分別轉(zhuǎn)變正的和負(fù)的可控硅組中的可控硅的導(dǎo)通期（角），因而這種類(lèi)型的循環(huán)換流器的輸出電流波形可近似于正弦波形，從而構(gòu)成換流器負(fù)載的電動(dòng)機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)易于發(fā)生的轉(zhuǎn)矩脈動(dòng)紋波可被抑制。但另一方面，這種循環(huán)換流器的不足之處在于，因?yàn)檎麄€(gè)環(huán)流形成了一個(gè)相位滯后的電抗元件，所以電源功率因素下降了。

迄今所知的用于補(bǔ)償循環(huán)換流器的輸出功率的無(wú)功部分的設(shè)備，當(dāng)推在日本專(zhuān)利公報(bào)第JP-B-53552號(hào)上所描述的那種。在這一公報(bào)中所披露的無(wú)功功率控制系統(tǒng)是這樣安排的：循環(huán)換流器中的各相位的環(huán)流按比例安排得使負(fù)載電流絕對(duì)值較大時(shí)的環(huán)流減小，而負(fù)載電流的絕對(duì)值較小時(shí)的環(huán)流增加，由此，通過(guò)與進(jìn)電端的、使相位移前的電容所產(chǎn)生的相位超前的無(wú)功部分共同作用來(lái)控制無(wú)功功率，而毋需極大地增加循環(huán)換流器的容量。

然而，在迄今所知的無(wú)功功率控制系統(tǒng)中，對(duì)過(guò)載情況下的環(huán)流的控制卻未加考慮。因此，當(dāng)發(fā)生過(guò)載狀況時(shí)，直流（DC）電抗器兩端的電壓降就要增加，從而使得循環(huán)換流器的輸出電壓不足，因此導(dǎo)致了一個(gè)問(wèn)題的出現(xiàn)：構(gòu)成負(fù)載的交流電動(dòng)機(jī)將不能達(dá)到預(yù)期的轉(zhuǎn)矩。為了解決這一問(wèn)題，可能會(huì)采取將循環(huán)換流器的電源電壓增加至在過(guò)載條件下，負(fù)載所需的電壓的大?。ù穗妷旱扔贒C電抗線(xiàn)圈兩端的電壓降與加在負(fù)載上的電壓之和）。然而，采用這一措施時(shí)，無(wú)功部分將在輕載情況下增加，從而使電源功率因素發(fā)生不期望的下降，這不是我們所期望的。要利用設(shè)置在進(jìn)電端的使相位超前的電容來(lái)吸收增加的無(wú)功部分，就非得增加使相位超前的電容的容量不可。

因此，本發(fā)明的目的旨在提供一種控制環(huán)流型循環(huán)換流器的方法及設(shè)備，根據(jù)此方法和設(shè)備，在最大過(guò)載狀況下，循環(huán)換流器的電源電壓可以是負(fù)載所需的電壓值，而在輕載條件下并不降低電源的功率因素。

本發(fā)明的上述目的可通過(guò)下述方式實(shí)現(xiàn)：其中，除非DC電抗器兩端所產(chǎn)生的電壓降與加在負(fù)載上的電壓之和（即循環(huán)換流器的輸出電壓）超過(guò)電源電壓，直流環(huán)流將一直保持恒定，而當(dāng)上述電壓之和超過(guò)所述電源電壓時(shí)，將額外產(chǎn)生一個(gè)可有效地減少DC電抗器兩端所產(chǎn)生的電壓降的循環(huán)電流。

因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種用于控制循環(huán)換流器的方法，其中，一正換流器和一負(fù)換流器（apositive????converter????and????a????negative????converter）通過(guò)一DC電抗器互相反并聯(lián)連接，以便給作為負(fù)載的裝置或機(jī)器提供具有預(yù)定頻率的交流電，其中，當(dāng)流向負(fù)載的負(fù)載電流與負(fù)載電流的角頻率的乘積的大小（亦即負(fù)載電流的微分的最大值）小于一個(gè)預(yù)定值時(shí)，循環(huán)地流經(jīng)正的和負(fù)的換流器的循環(huán)電流被穩(wěn)定地保持在一個(gè)最小值上，借以防止電源功率因素在輕載狀況下下降;而當(dāng)負(fù)載電流及其角頻率的乘積的大小大于上述預(yù)定值時(shí)，將因此產(chǎn)生一個(gè)額外的環(huán)流，該環(huán)流有效地減少了DC電抗器鏈磁通數(shù)目的變化，借此減小DC電抗器兩端的電壓降，從而保證給負(fù)載提供其所需的電壓。

為提高電源的功率因素，減小環(huán)流是富有成效的。然而，如果為此而間歇地中斷電流的話(huà)，輸出電壓的波形將發(fā)生畸變，并因此使負(fù)載電流發(fā)生畸變，這是構(gòu)成負(fù)載的交流電動(dòng)機(jī)中轉(zhuǎn)矩波動(dòng)的一個(gè)原因。因此，最好將循環(huán)電流保持在一個(gè)恒定的最小值上。另一方面，DC電抗器由于負(fù)載電流而在其兩端產(chǎn)生電壓降，此電壓降的大小是與負(fù)載電流及其角頻率的大小成正比的。

在上述情形中，除非輸出電壓超過(guò)電源電壓，循環(huán)電流將一直大致保持在一個(gè)恒定的最小值上，如若不然，則將額外地產(chǎn)生一個(gè)環(huán)流的流動(dòng)，從而抑制DC電抗器的鏈磁通的變化，由此減小DC電抗器兩端的電壓降，保證給負(fù)載提供一個(gè)足夠的電壓。用這種方式，在過(guò)載狀況下，循環(huán)換流器的源電壓可以設(shè)置在負(fù)載所需的電壓值，而不降低輕載情況下電源的功率因素。

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的典型的并帶有舉例說(shuō)明性質(zhì)的實(shí)施例進(jìn)行詳盡的描述，其中，