Генератор регулируемой частоты для управления широтно- импульсным преобразователем

 

Изобретение предназначено для использования в широтно-импульсных преобразователях , работающих на двигатель постоянного тока, в том числе в системах тягового электропривода. Целью изобретения является повышение КПД установки электропривода. Генератор содержит датчик выходного напряжения преобразователя 1. сумматоры 2 и 6, первый из которых через интегратор 3 связан с первым входом компаратора 4, выход которого подключен к управляющей цепи ключа 5. За счет введения в устройство фильтра нижних частот 7,трех источников постоянного напряжения 8,9, 10, усилительного элемента II и резистора 12 обеспечивается изменение частоты переключений компаратора 4 таким образом , чтобы работа осуществлялась с максимальным КПД в любом режиме. 1 ил. с (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1396215 A i (50 4 Н 02 М 3/135

ОГ1ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4073867/24-07 (22) 09.06.86 (46) 15.05.88. Бюл. № 18 (71) Московский энергетический институт (72) Е. Е. Чаплыгин, Г. И. Сафарова, А. Л. Цюрупа и К. В. Шиляков (53) 621.316.727 (088.8) (56) Ранькис И. Я. Оптимизация параметров тиристорных систем широтно-импульсных регуляторов шагового электропривода.

Рига: Зинагне, 1965, с. 180.

Авторское свидетельство СССР № 537431, кл. Н 02 М 1/08, 1975. (54) ГЕНЕРАТОР РЕГУЛИРУЕМОЙ ЧАСТОТЫ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ШИРОТНОИМПУЛЬСНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ (57) Изобретение предназначено для использования в широтно-импульсных преобразователях, работающих на двигатель постоянного тока, в том числе в системах тягового электропривода. Целью изобретения является повышение КПД установки электропривода. Генератор содержит датчик выходного напряжения преобразователя l. сумматоры 2 и 6, первый из которых через интегратор 3 связан с первым входом компаратора 4, выход которого подключен к управляющей цепи ключа 5. За счет введения в устройство фильтра нижних частот

7, трех источников постоянного напряжения

8, 9, 10, усилительного элемента 11 и резистора 12 обеспечивается изменение частоты переключений компаратора 4 таким образом, чтобы работа осуществлялась с максимальным КПД в любом режиме. 1 ил, 1396215

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть применено в устройствах управления широтноимпульсными преобразователями, работающими на двигатель постоянного тока, например в тяговом электроприводе.

1)ель изобретения — повышение КПД установки электропривода.

На чертеже приведена структурная схема генератора.

Генератор регулируемой частоты для lp . управления широтно-импульсным преобразо,вателем содержит датчик 1 выходного на., пряжения преобразователя, первый сумма; тор 2, выход которого через интегратор 3 подключен к первому входу компаратора 4, выход которого подключен к управляющему 1

, входу ключа 5, второй сумматор 6, пер, вый вход которого предназначен для подклю: чения к источнику напряжения задания тока, электропривода.

Генератор дополнительно снабжен фильт, ром 7 нижних частот, тремя источниками

,,8 — 10 постоянного напряжения, усилитель-! ! ным элементом 11 и резистором 12, а датчик 1 выходного напряжения преобразователя выполнен в виде датчика интервала проводимости силового ключа преобразова- 25 теля, причем выход 1 датчика выходного напряжения преобразователя подключен к входу фильтра 7 нижних частот, выход которого подключен к первому входу первого сумматора 2, второй и третий входы которого подключены к первым выводам перво- ЗО го 8 и второго 9 источников постоянного напряжения, вторые выводы первого 8 и второго 9 источников постоянного напряже,, ния подключены к общей шине источника питания, причем первого — непосредственно, а второго — через ключ 5, выход компа35

,ратора 4 связан с его вторым входом через усилительный элемент ll, управляющий вход которого подключен к выходу второ;:го сумматора 6, второй вход которого подключен к первому выводу третьего источ- 4р ника 10 постянного напряжения, второй вывод которого соединен с общей шиной источника питания, второй вход компаратора 4 через резистор !2 соединен с общей шиной источника питания.

Генератор работает следующим образом. 4

Потери на переменном токе в электроприводе складываются из комм yòàuèoííûõ потерь в ключе широтно-импуль ного преобразователя, возрастающих при увеличении частоты, и пульсационных поте(ь в двигателе, снижающихся с ростом частоты. Частота, при которой КПД установи максимален, определяется выражением

1= (о (!)

b+1у 1уи

55 где !о, а, b — параметры, опре,, ляемые данными установки, личины которых находятся и а известной методике;

I и I текущая и максимальная величины тока управления, который задает значение выходного тока широтно-импульсного преобразователя.

Период повторения Т„„=1/f можно представить в виде Ь Iv Ió ь I (f 1 ) (оа+7(1-g) fo(Ki--К ) г — Ka Ki — g где Кр = 0,5 -$0,25+à. (2) Предлагаемое устройство имеет двухтактный режим работы. На первом такте ключ 5 разомкнут. На входе первого сумматора 2 действуют напряжение фильтра 7 низких частот, пропорциональное параметру у, уЕ, а также напряжение первого источника постоянного напряжения, равное — К Е, где Š— величина напряжения источника питания и преобразователя. Сумма указанных напряжений с выхода cyììàòoðà 2 поступает на вход интегратора 3, накопительный элемент которого заряжается со скоростью, прямо пропорциональной напряжению на выходе сумматора 2. При достижении напряжения срабатывания компаратора 4 Uo первый такт завершается и компаратор 4 замыкает ключ 5. Длительность первого такта где т — постоянная времени интегратора 3, что соответствует первому слагаемому выражения (2) при (Ь+1„/I ) /fo= (Ki— — К2) UoT»/E.

Uor» т

Е(т К2 К!+К2) Е (К! г) что соответствует второму слагаемому в выражении (2).

Необходимая зависимость периода повторения Т» от напряжения источника задания тока электропривода реализуется подаче на второй сумматор 6 напряжения управления и напряжения источника 10. Сумма этих сигналов подается на усилительный элемент 11, включенный по схеме повторителя (истоковый повторитель или эмиттерный повНа втором такте ключ 5 замкнут и на входе первого сумматора 2 действует также напряжение второго источника 9 постоянного напряжения — Е (К, K,)

Напряжение на выходе сумматора 2 вызывает разряд накопительного элемента интегратора 3 со скоростью, прямо пропорциональной напряжению на выходе сумматора 2. На втором такте на выходе компаратора образуется нулевое напряжение, которое передается на второй вход. Поэтому длительность второго такта

1396215

Формула изобретения

Составитель С. Станкевич

Редактор А. Огар Техред И. Верес Корректор Г. Решетник

Заказ 1976/54 Тираж 665 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, >K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 торитель), на нагрузочном резисторе 12 усилительного элемента 11 формируется напряжение

bbb1 I ь, (о (Ki — Кз) т„ 5

Таким образом, устройство обеспечивает изменение частоты переключений компаратора 4 в соответствии с выражением (1), а следовательно, работу установки с максимальным КПД в любом режиме. 10

Генератор регулируемой частоты для управления широтно-импульсным преобразо- 15 вателем, работающим на электропривод, содержащий датчик выходного напряжения преобразователя, первый сумматор, выход которого через интегратор подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к управляющему входу ключа, 20 второй сумматор, первый вход которого предназначен для подключения к источнику напряжения задания тока электропривода, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД электропривода, он снабжен фильтром нижних частот, тремя источниками постоянного напряжения, усилительным элементом и резистором, а датчик выходного напряжения преобразователя выполнен в виде датчика интервала проводимости силового ключа преобразователя, причем выход датчика выходного напряжения преобразователя подключен к входу фильтра нижних частот, выход которого подключен к первому входу первого сумматора, второй и третий входы которого подключены к первым выводам первого и второго источников постоянного напряжения, вторые выводы первого и второго источников постоянного напряжения подключены к общей шине источника питания, причем первого — непосредственно, а второго — через ключ, выход компаратора связан с его вторым входом через усилительный элемент, управляющий вход которого подключен к выходу второго сумматора, второй вход которого подключен к первому выводу третьего источника постоянного напряжения, второй вывод которого соединен с общей шиной источника питания, второй вход компаратора через резистор соединен с общей шиной источника питания.