Устройство для управления инвертором с широтно-импульсной модуляцией

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН,SU„„112

3(59 Н02Р 13 8

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3565646/24-07 (22) 11.03.83 (46) 30. 10.84. Вюл. В 40 (72) В.А. Скороходов (71) Николаевский ордена Трудового

Красного Знамени кораблестроительный

1 институт им. адм. С.О.Макарова (53) 621.316.727(088.8) (56) 1. Сандлер А.С., Гусяцкий Ю.N.

Тиристорные инверторы с широтно-импульсной модуляцией. M., "Энергия", 1968, с. 72.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 907761, кл. Н 02 Р 13/18, 1980. (54)(э7) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ИНВЕРТОРОМ С ШИРОТНО-ИМПУЛЬСНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ, содержащее задающий многофазный генератор синусоидальных колебаний, блок выделения пульсаций, двухвходовой сумматор и модулятор, состоящий из ведущего мультивибратора, генератора пилообразных напряжений, фазосдвигающих блоков по числу фаз, ведомых мультивибраторов Но числу фаз и блоков задержки по два на каждую фазу, причем ведущий мультивибратор соединен последовательно с генератором пилообразного напряжения, одни входы фазосдвигающих блоков соединены с соответствующими выходами задающего многофазного генератора синусоидальных колебаний, выходы фазосдвигающих блоков соединены со входами соответствующих ведомых мультивибраторов, одни выходы которых соединены с соответствующими входами ведущего мультивибратора и соединенными в общую точку входами двух соответствующих блоков задержки, другие выходы предназначены для подключения к тиристорам инвертора, выход генератора пилообразного напряжения соединен с одним входом двухвходового сумматора, другой вход которого предназначен для подключения через блок выделения пульсации к входу инвертора,о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения инвертора и расширения функциональных возможностей, оно снабжено фильтром низких частот и трехвходовым сумматором в каждой фазе, причем первый вход трехвходового сумматора соединен с соответствующим выходом задающего генератора и первым входом соответствующих фазосдвигающих блоков, второй вход трехвходового сумматора соединен с выходом двухвходового сумматора соответствующей фазы, третий вход трех" входового сумматора подключен к соответствующим выходам фильтра нижних частот, входы которого соединены с соответствующими фазами выхода инвертора, а выходы трехвходовых сумматоров соединены с вторыми входами соответствующих фазосдвнгающих блоков.

Устройство управления инвертором

1 содержит задающий многофазный генератор 2 синусоидальных колебаний

{ЗГ), модулятор 3, состоящий из фазосдвигающих блоков 4 — 6 по числу фаз, ведущего мультивибратора 7, генератора 8 пилообразного напряжения, ведомых мультивибраторов 9-11

1 112176

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах управления вентнльными преобразователями.

Известно устройство для управления инвертором с широтно-импульсной

5 модуляцией (ШИИ), содержащее задающий многофазный генератор синусоидальных колебаний и модулятор (1 ).

Недостаток устройства — низкое качество электроэнергии на выходе 1

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее задающий многофазный генератор синусоидальных колебаний, блок выделения пульсации, двухвходовой сумматор и модулятор, состоящий из ведущего мультивибратора, генератора пилообразных напряжений (ГПН), фазосдвигающих блоков по числу фаэ, ведомых мультивибраторов по числу фаз,блоков задержки по два на каждую фазу, причем одни выходы ведущего мультивибратора подключены к коммутирующим тиристорам соответствующих фаз, а другой выход соединен

5 с входом генератора пилообразного напряжения, выход которого соединен с одним входом двухвходового сумматора, другой вход которого подключен через блок выделения пульсации к входу инвертора, первые входы фазосдвигающих блоков соединены с соответствующими выходами задающего многофазного генератора синусоидальных колебаний, выходы фазосдвигающих блоков 35 соединены с входами соответствующих ведомых мультивибраторов, одни выходы которых соединены с соответствуюпр4ми входами ведущего мультивибратора и входами двух соответствующих блоков 40 задержки, выходы которых подключены к силовым тиристорам, другие выходы ведомых мультивибрвтаров подключены . к коммутирующим тиристорам инвертора j2). 45

Недостатки устройства - низкая эффективность компенсации низкочастотных пульсаций, а также малая функциональная возможность, не позволяющая компенсировать гармоники, 50 возбуждаемые самим инвертором.

Цель изобретения — повышение качества выходного напряжения инвертора и расширение функциональных возможностей устройства. 55

Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления инвертором с широтно-импульсной модуляцией, содержащее задающий многофаз9

2 ный генератор синусоидальных колеба-, ний, блок выделения пульсаций, двухвходовой сумматор и модулятор, состоящий из ведущего мультивибратора, генератора пилообразных напряжений, фаросдвигающих блоков по числу фаз, ведомых мультивибраторов по числу фаз и блоков задержки по два на каждую фазу, причем ведущий мультивибратор соединен последовательно с генератором пилообразного напряжения, одни входы фазосдвигающих блоков соединены с соответствующими выходами задающего многофазного генератора синусоидальных колебаний, выходы фазосдвигающих блоков соединены с входами соответствующих ведомых мультивибраторов, одни выходы которых соединены с соответствующими входами ведущего мультивибратора и соединенными в общую точку входами двух соответствующих блоков задержки, другие выходы предназначены для подключения к тиристорам инвертора, выход генератора пилообразного напряжения соединен с одним входом двухвходового сумматора, другой вход которого предназначен для подключения через блок выделения пульсации к входу инвертора, снабжено фильтром низких частот и трехвходовым сумматором в каждой фазе, причем первый вход трехвходового сумматора соединен с соответствующим выходом задающего генерато» ра и первым входом соответствующих фазосдвигающих блоков, второй вход трехвходового сумматора соединен с выходом двухвходового сумматора соответствующей фазы, третий вход трехвходового сумматора подключен к соответствующим выходам фильтра низких частот, входы которого соединены с соответствующими фазами выхода инвертора, а выходы трехвходовых сумматоров соединены с вторыми входами соответствующих фазосдвигающих блоков.

На чертеже представлена блок-схема устройства для управления инвертором с широтно-импульсной модуляцией. з 112176 по числу фаз, блоков 12-17 задержки по два на каждую фазу, двухвходового сумматора 18, блока 19 выделения пульсаций и трехвходовых сумматоров

20-22 по числу фаз, фильтра 23 нижних частот ° Задающий генератор 2 выходами соединен с одними входами фазосдвигающих блоков 4-6 соответствующих фаз, другие входы которых подключены к выходу соответствующих трехвходовых сумматоров 20-22, первые входы которых подключены к выходу

ЗГ 2, вторые — через фильтр 23 к соответствующей фазе выходного напряжения, третьи объединены в общую точ-15 ку и подключены к выходу сумматора

18, подключенного одним входом через блок 19 выделения пульсации к входу инвертора 1, а другим — через ГПН 8 к ведущему мультивибратору 7. Выходы фазосдвигающих блоков 4-6 подключены к входам соответствующих ведомых мультивибраторов 9-11, одни выходы которых связаны с соответствующими входами ведущего мультивибратора 7 и соединенными в общую точку с входами двух соответствующих блоков 12 и 13, 14 и 15, 16 и 17 задержки. Другие выходы ведомых мультивибраторов 9-11 подключены к коммутирующим тиристо- 30 рам инвертора.

Устройство работает следующим образом.

Задающий генератор 2 вырабатывает многофазнь1й по числу фаз сигнал, поступающий на один вход фазосдвигающих блоков 4-6, на другой вход которых поступают через трехвходовые сумматоры 20-22 сигналы, пропорциональные выходному напряжению соответ-40 ствующих фаэ инвертора, задающему напряжению и сумме пилообразного напряжения, вырабатываемого ГПН 8, запускаемого мультивибратором 7, и напряжения пульсации, выделяемого датчиком 19 пульсаций.

Выходной сигнал фазосдвигающих блоков 4-6, модулированный пульсациями входного напряжения и разности задающего и выходного напряжения, через ведомые мультивибраторы 9-11 и блоки 12-17 задержки поступает на

9 4 управляющие электроды силовых и коммутирующих тиристоров. Возникающая дополнительная широтно-импульсная модуляция выходного напряжения компенсирует гармоники, вызванные как пульсацией источника питания, так и внутренними причинами.

Наличие двух каналов компенсации позволяет, согласно принципу Петрова, утверждать о возможности обеспечения полной инвариантности выходного напряжения инвертора от пульсаций на входе. Для этого необходимо чтобы передаточные функции замкнутой системы относительно возмущения (пульсации напряжения на входе) тождествен но равнялись нулю. В рассматриваемом случае это возможно при выполнении тождества

Кьп и(у> Пи(з) где К вЂ” коэффициент передачи блока

Бп

19 выделения пульсаций;

К вЂ” коэффициент передачи модум лятора 3 системы управления;

К К вЂ” коэффициенты передачи иниЬР и(В) вертора 1 по управлению и по возмущению соответственно.

Условие абсолютной инвариантности реализовать практически невозможно в связи с нелинейностью коэффициентов передачи. Однако возможно приближенное выполнение тождества (1). При этом достигается инвариантность с точностью до малой величины, вследствие чего уровень низкокачественных пульсаций в выходном напряжении снижается в сотни раз. На контур обратной связи возлагается лишь компенсация внутренних помех, что достигается при меньшем контурном коэффициенте усиления. При этом условие устойчивости не нарушается.

Использование предложенного устройства позволяет повысить качество выходного напряжения инвертора путем достижения инвариантности выходного напряжения от пульсаций на входе, что дает возможность избавиться от громоздких фильтрующих устройств.

1121769

Тираж 666 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

Заказ 7995/43

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель Н. Савинова

Редактор И. Ковальчук Техред Л.Коцюбняк Корректор И. Эрдейи