Устройство для управления преобразователем

 

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сброса, нуль-орган и распределитель импульсов, причем выход распределителя подключен к управляющему входу ключа сброса, первый вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения , вторые входы интегратора и нуль-органа подключены к источнику смещения, третий вход интегратора предназначен для подключения к выходу преобразователя, отличающ е ее я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, оно снабжено усилителем и фильтром, причем выход усилителя подключен к третьему входу нуль-органа, неин§ вертирующий вход усилителя предназначен для подключения к источнику О) управляющего напряжения, а инвертирующий - для подключения через фильтр к выходу преобразователя.

СО1ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСН ИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) Н 02 P 13/16

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2) ) 3516299./24-.07 (22) 29.11.82 (46) 23.10.84. Бюл. 11 - 39 (72) В.М.Рябенький,С,М.Исаков и Н.К.Тистол (71) Николаевский ордена Трудового

Красного Знамени кораблестроительный институт им. адм. С.О.Макарова (53) 621.316,727(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 736351, кл, Н 02 P 13/16, 1980.

2. Писарев А.Л., Дешкин Л.П.

Управление тиристорными преобразователями. М., "Энергия", 1975, с.124, рис. 3-15. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сброса,. нуль-орган и распре„„Я0„„1Ь 20477 A делитель импульсов, причем выход распределителя подключен к управляющему входу ключа сброса, первый вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, вторые входы интегратора и нуль-органа подключены к источнику смещения, третий вход интегратора предназначен для подключения к выходу преобразователя, о т л и ч а ю— щ е е с я .тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, оно снабжено усилителем и фильтром, причем выход усилителя подключен к третьему входу нуль-органа, неинвертирующий вход усилителя предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а инвертирующий — для подключения через фильтр к выходу преобразователя.

1120477

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике для управления многофазрыми выпрямителями,ра" ботающими в условиях автономных се тей, к которым предъявляются повышенные требования к качеству выпрямительного напряжения.

Известно устройство для формирования угла управления статическим преобразователем, содержащее последовательно включенные интегратор, сумматор, нуль-орган и распределитель импульсов, один из входов сумматора подключен к выходу датчика периоДа сетевого напряжения (1 ).

Недостатки этого устройства— зависимость выходного напряжения преобразователей, управляемых такими системами, от колебаний частоты и фазы сетевого напряжения и высокий уровень неканонических гармоник, обусловленных несимметрией напряжений сети. Объясняется это тем, что работа устройства управления, независима от сетевого напряжения, поэтому колебание частоты и особенно фазы последних приводит к колебаниям углов управления преобразователем, а следовательно, к колебаниям выпрямленного напряжения.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления преобразователем содержащее последоваЭ

35 тельно включенные интегратор с ключом сброса, нуль-орган и распределитель импульсов, причем выход распределителя подключен к управляющему входу ключа сброса, первый вход интегратора предназначен для подклю40 чения к источнику управляющего напряжения, вторые входы интегратора и нуль-органа подключены к источ-.. нику смещения, третий вход интегратора предназначен для подключения к выходу преобразователя (2 ).

Недостатки известного устройствазависимость выходного напряжения преобразователя от колебаний частоты и фазы сетевого напряжения и вы- 50 сокий уровень неканонических гармоник, обусловленных несимметрией напряжений питающей сети.

Цель изобретения — повышение ка" чества выходного напряжения преобра- 55 зователей путем снижения влияния колебаний частоты и фазы сетевого напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем, содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сброса, нуль-орган и распределитель импульсов, причем выход распределителя подключен к управляющему входу ключа сброса, первый вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, вторые входы интегратора и нуль-органа подключены к источнику смещения, третий вход интегратора предназначен для подключения к выходу преобразователя, снабжено усилителем и фильтром, причем выход усилителя подключен к третьему входу нуль-органа, неинвертирующий вход усилителя предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а инвертирующий — для подключения через фильтр к выходу преобразователя.

На чертеже приведена схема предлагаемого устройства.

Устройство состоит иэ последовательно соединенных интегратора,1, нуль-органа 2, распределителя 3 импульсов, преобразователя 4, а также усилителя 5, выход которого подключен к одному из входов нуль-органа, неинвертирующий вход — к источнику управляющего сигнала, а инвертирующий — к выходу преобразователя через фильтр 6.

Устройство работает следующим образом.

Интегратор 1 и нуль-орган 2 образуют генератор импульсов частоты

f =rnЕ, где т — пульсность преобразователя, 1с — частота напряжения питающей сети. Частота Ю изменяется управляющим сигналом и сигналом обратной связи, представляющим собой выходной сигнал преобразователя, который выполняет функцию фазового детектора, так как углы управления преобразователя определяются разностью фаз напряжения сети и управляющих импульсов. Таким образом, рассматриваемая структура может быть представлена как система с фазовой автоподстройкой частоты ИАПЧ ) .

Наличие интеграторов в такой системе устраняет статическую ошибку слежения за частотой, однако в виду постоянных флуктуаций частот питающей сети, характерных для QBTQHoMHbJx сетей, имеет место динамическая ошиб477

40

К„ Составитель В.Бунаков

Редактор Л.Лосева Техред И.Кастелевич Корректор Л Пилипенко

Заказ 7758/44 Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 1120 ка, выражающаяся в колебаниях выпрямленного напряжения. Величина динамической ошибки определяется частотой и амплитудой. флуктуаций, углом включения вентилей и постоянными времени интегрирования и в реальных системах достигает единиц процентов величины выпрямленного напряжения.

Выпрямленное напряжение, содержащее низкочастотные колебания и неканонические гармоники, подается через фильтр 6 на вход усилителя 5. Постоянная времени фильтра выбирается такой,, чтобы низкочастотные колебания и неканонические гармоники выпрямленного напряжения проходили через него без фазовых искажений, а . канонические, обусловленные дискретностью преобразователя, подавались в максимальной степени. На входе усилителя 5 среднее значение выпрямленного напряжения компенсируется управляющим сигналом и на его выходе сигнал определяется лишь низкочастот,ными колебаниями выпрямленного напряжения. Этот сигнал поступает на вход руль-органа и корректирует моменты появления импульсов генератора, и, следовательно, углы управления вентилей таким образом, что в выпрямленном напряжении низкочастотные колебания и гармоники компенсируются. Вследствие этого качество выпрямленного напряжения улучшается.

Степень повышения качества вьтходного напряжения преобразователя мо- 35 жет быть определена, если для нахождения коэффициента пульсации выпрямленного напряжения воспользоваться формулой где 1» (01- среднеквадратичное значение канонических гармоник выпрямленного напряжения; математическое ожидание и среднеквадратичное отклоне— ние 1-й низкочастотной помехи, воздействующей на преобраэователь и переходящей в выпрямленное напряжение.

В преобразовательных установках с высоким качеством: выпрямленного напряжения (малой величиной К 1 составIl ляющая R (0)легко снижается пассивВ ными или активными сглаживающими фильтрами до требуемой величины. Составляюп:ис щ,4< пассивными фильтрами не снижаются, Они снижаются путем симметрии управляющих импульсов систем управления, снижением несимметрии напряжений сети, обеспечением инвариантности систем управления к колебаниям частоты. Применение обпих обратных связей для снижения в,g также малоэффективно, так как их уровень значительно ниже среднего значения выходных параметров. В рассматриьаемой структуре цепями обратной связи выделяются лишь составляющие, т.е.,rn Й,что позволяет в 20-30 раз повысить степень их подавления замкнутой структурой без воздействия на средние значения.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет повысить качество выходного напряжения путем снижения влияния колебаний частоты и фазы сетевого напряжения на величину выпрямленного напряжения преобразователя и уменьшения уровня неканонических гармоник вследствие компенсации последних.