Способ управления вентильным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике для создания устройств управления выпрямителями , к которым предъявляются высокие требования по качеству выходного напряжения. Цель изобретения - комплексное эффективное снижение низкочастотных помех в выпрямленном напряжении, обусловленных помехами питающей сети. Специфика способа управления вентильными преобразователями состоит в том, 4 io для формирования угла включения вентилей, подключенных к 1-й фазе трехфазной сети с амплитудами линейных напряже:ний Аб бс Сй измеряют амплитуды линейных напряжений U;,, U;, U; и длительность периода сети Т, задают номинальную длительность периода сети Тц и для каждого из напряжений сети по заданному напряжению управления Uu (Нормируют угол включения вентилей. . i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (д1) 4 Н 02 M 7/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4091584/24-07 (22) 14.07.86 (46) 15.02.88. Бюл.У 6 (» ) Николаевский кораблестроительный институт им. адм. С.О.Макарова (72) В.N.Ðÿáåíüêèé и Б.Н.Пекер (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 980245, кл. H 02 M 3/04, 1982 °

Сидоренко В.А. и др. Повышение точности многоканальных систем импульсно-фазового управления. — В кн.

Электротехническая промьш ленность.

Сер Преобразовательная техника.

1981, Р 3. с. 4-6. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ BFHTHJIBHMM

ПРЕОБРАЗОВАТЕ31ЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике для

ÄÄSUÄÄ 374373 А1 создания устройств управления выпрямителями, к которым предъявляются высокие требования по качеству выходного напряжения. Цель изобретения— комплексное эффективное снижение низкочастотных помех в выпрямленном напряжении, обусловленных помехами питающей сети. Специфика способа управления вентильными преобразовате" лями состоит в том, что для формиро" вания угла включения вентилей, подключенных к -й фазе трехфазной сети с амплитудами линейных напряжений

Uä, U U д, измеряют амплитуды линейных напряжений 11;,, U; U< и длительность периода сети Т, задают номинальную длительность периода сети

Т„ и для каждого из напряжений сети по заданному напряжению управления

U формируют угол включения вентилей.

2 иле

1374373

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике для управления вентильными преобразователя"

5 ми в структурах прецизионных систем

t электропитания.

Цель изобретения — повышение качества выпрямленного напряжения за счет обеспечения его инвариантности к низ- 10 кочастотным помехам питающей сети.

На фиг.1 приведен вариант трехканального устройства, реализующий предложенный способ управления; на фиг.2 — пример функциональной схемы вычислительного блока.

Каждый канал устройства содержит последовательно включенные формирователь 1 меандра, генератор 2 линейно изменяющегося напряжения развертки, 20 нуль-орган 3 и формирователь 4 импульсов.

Входы формирователей 1 меандра . первого, второго и третьего каналов подключены соответственно к линейным

25 напряжениям Uäs,U, U и через соответствующие блоки 5 измерения амплитуд напряжения подсоединены к входам вычислительного блока 6.

Вход формирователя 1 меандра треть-30 его канала подключен к выходу измерителя 7 длительности периода. Блоки 5 и измеритель 7 подключены к входам

8 — 11 вычислительного блока 6. Входы 12 — 14 вычислительного блока 6 подключены к выходам формирователей 1 меандра первого, второго и третьего каналов соответственно. Вход 15 вычислительного блока 6 подсоединен к входу источника управляющего напря- 40 жения, а выходы 16 - 18 вычислительного блока 6 подключены к вторым входам нуль-органов 3.

Входы 8 — 10 вычислительного блока получающие с выходов блоков 5 измере- 45 ния амплитуд сигналы, пропорциональные амплитудам соответствующих линейных напряжений, подключены через входы селектора 19 к сумматорам 20 и

21, входы 9 и 10 — к входам суммато- 50 ров 22 и 23. Выходы а, b с селектора

19 подсоединены к входам сумматора

20, а выходы Ь и с — к входам сумматора 21. Входы 12 — 14 вычислительного блока 6 подсоединены к входу усилителя 24, а вход 11 — к входу масштабного усилителя 25, выходы сумматоров 20 — 23 — к входам делителей 26 — 30, выход сумматора 22 к входам у делителей 26 — 29, а вход х последнего — к выходу усилителя 24.

Выходы делителей 29 и 30 подсоединены к арккосинусным функциональным преобразователям 31 и 32, выход делителя 26 — к блоку перемножения 33, второй вход которого подключен к выходу делителя 29 через функциональный преобразователь 31 вида /Ь

= ctg (are"os a }.

Выход сумматора 34 подсоединен к блоку 35 перемножения. Выход аналого-цифрового преобразователя 36 подсоединен к входу демультиплексора 37, выходы которого яв;,яются выходами

16 — 18 вычислительного блока 6.

Управляющие входы 12 — 14 вычислительного блока являются одновременно управляющими входами демультиплексора 37, Устройство для реализации предлагаемого способа работает следующим образом.

Формирователи 1 формируют из подводимых напряжений U, Б, Б прямоугольные импульсы с длительностью, равной полупериоду сетевого напряжения (меандры), которые используются в блоках 2 для формирования опорного пилообразного напряжения и одновременно выполняют функцию информационного кода для управления элементами вычислительного блока 6. Сформированное в блоках 2 пилообразное напряжение развертки поступает на первый вход компараторов 3, где сравнивается с напряжением задания, формируемым в вычислительном блоке 6. В момент их равенства компараторы 3 срабатывают, что фиксируется формирователем импульсов 4, который формирует импульсы для последующего распределения их по тиристорам.

Напряжение задания формируется в вычислительном блоке 6 в соответствии с предлагаемым законом по заданной величине управляющего напряжения и измеренным с помощью бло;.ов 5 амплитуды линейных напряжений и с помощью блока 7 измеренной фактической длительности периода сетевых напряжени .

Измеритель периода строится по принципам, основанным на считывании количества высокочастотной последовательности импульсов на периоде сети с преобразованием в двоичный код с последующим цифроаналоговым преобразованием. Блоки измерения амплитуд

1374373 также могут строиться по различным принципам.

В соответствии с кодом управляющего сигнала вычислительный блок 6 вычисляет величины напряжений задания в соответствии с предлагаемым способом. В качестве вычислительного блока 6 может быть использован микропроцессор или специализированное уст- 10 ройство, один из вариантов которого приведен на фиг.2. Реализация вычислительного блока может быть осуществлена как в цифровом, так и аналоговом вариантах. 15

Сигналы, соответствующие амплитудам 0„, 11, 0,„ -линейных напряжений сети, поступают на информационные входы 8 — 10 селектора 19, на управляющие входы которого 12 — 14 подается сигнал соответствующего кода.

В зависимости от управляющего кода на выходе селектора 19 входж е напряжения перекоммутирувтся на выходы а, Ъ, с, с которых подаются на сумма- 25 торы 20 и 21, где суммир-:ются в соответствии с требуемыми масштабными преобразованиями. На сумматоры 22 и

23 напряжения подаются с входа вычислительного блока 6. Управляющий 30 сигнал с входа 15 вычислительного блока поступает на масштабный усилитель 24 ° Дальнейшая процедура вычислений ясна из функциональной схемы вычислительного блока. Функциональные преобразователи 31 и 32 удобнее

35 всего выполнить с использованием постоянных запоминающих устройств (ПЗУ), для чего аналоговый сигнал преобразуется в цифровую форму с помощью аналого -цифрового преобразователя, а затем вновь осуществляется преобразование цифрового кода, снимаемого с выхода ПЗУ в аналоговую форму с помощьв цифроаналогового преобразователя (ЦАП). Учет влияния изменения частоты сети на величину угла вклвчения учитывается с помощью перемножителя 35, на один вход которого подается сигнал, пропорциональный углу включения вентилей с учетом колебаний, отклонений и несимметрии сети, снимаемый с выхода сумматора

34, а на второй вход подается сиг-. нал, пропорциональный отношению периода сети к его номинальному значению, поступающий с выхода масштабного усилителя 25.

С выхода перемножителя 35 сигнал задания подается на коммутатор, выполненный в виде последовательно.соединенных аналого-цифрового преобразователя и-демультиплексора 37. Полученный сигнал поступает на второй вход компаратора. При линейном напряжении развертки, которое легче осуществить в цифровых генераторах развертки, величины фазового сдвига импульса, поступающего на управление тиристорами, образующегося на выходе компаратора строго пропорциональна величине напряжения задания, формируемого в вычислительном блоке, и тем самым в формировании углов включения вентилей используется закон управления, соответствующий предлагаемому способу.

При использовании предлагаемого способа обеспечивается эффективное снижение низкочастотных помех питающей сети в выпрямленном напряжении преобразователя, одновременно снижаются неканонические гармоники,. возбуждаемые в выпрямленном напряжении несимметрией питающей сети в 50100 раз при 2-ЗХ; колебания и отклонения выпрямленного напряжения, обусловленные колебаниями и отклонениями напряжений питающей сети с частотами F = 30 Гц в 30-50 раз. В такой же степени снижается влияние колебаний частоты питающей сети.

Формула и з обретения

Способ управления вентильным пре" образователем, заключающийся в том, что формируют и подают импульсы управления на вентили каждой фазы преобразователя с углом ос определя". емым напряжением управления U, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с . цельв повышения качества выпрямленного напряжения за счет обеспечения

его инвариантности к низкочастотным помехам питающей сети, измеряют амп-..; литуды линейных напряжений питающей сети U;, U; Б;„, длительность периода сетевого напряжения T задавт номинальную длительность периода

T„„ и для каждого из напряжений сети по заданному напряжению управления

UI формируют угол м в соответствии с формулой

1374373

CC = (arcaos(--Ø-) +

kU ! Ui - 8

2Ю(Г q(— U ) Е

+Ur U«+U«+U«

G(Ug, —, )

U + U + U (тн

2Uc -4 — UL — ЖФг 3kUk

+ 2 - ctgarccos лв + Ubñ + Ъ "лв + Ъ где k = U, l иаэс

Бно„ ° Буньас- номинальное напряжение сети и максимальное напряжение управления; — номер фазы преобразователя.

1374373

Составитель С.Лузанов

Редактор Т.. Лазоренко Техред M.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 614/52

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

1 Фц ! ф