Способ управления стабилизированным выпрямителем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямителем в источнике электропитания постоянного тока. Целью изобретения является улучшение качества стабилизации выходного напряжения выпрямителя в переходных режимах при коммутации нагрузки и повышение нагрузочной способности выпрямителя. С этой целью с помощью усилителя-ограничителя 7 формируют второй регулирующий сигнал, который может изменяться в определенном диапазоне, определяют амплитуду опорных сигналов в блоке 11 генераторов опорных напряжений, формируют сигнал управления путем суммирования в сумматоре 6 эталонного сигнала источника 8, сигнала с выхода интегратора 3 и сигнала с выхода усилителя-ограничителя 7 с коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим изменение сигнала управления не менее амплитуды опорных сигналов в блоке 11 при минимальном первом и максимальном втором регулирующих сигналах. Сигнал управления ограничивают на уровне, не превышающем амплитуду опорных сигналов. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) И) (5D 4 Н 02 M 7/12

°,;. с !

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (61) 1376196 (21) 4267023/24-07 (22) 23.06.87 (46) 15.04.89. Бюл. Р 14 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В.В.Иванцов, С.Г.Лажинцев, A.Н.Половников и А.В.Филатов (53) 621.316.727(088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1376196, кл. Н 02 М 7/12, 1987. (54) СПОСОБ. УПРАВЛЕНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямителем в источнике электропитания постоянного тока. Целью изобретения является улучшение качества стабилизации выходного напряжения выпрямителя в переходных режимах при коммутации нагрузки

I и повышение нагрузочной способности выпрямителя. С этой целью с помощью усилителя-ограничителя 7 формируют второй регулирующий сигнал, который может изменяться в определенном диапазоне, определяют амплитуду опорных сигналов в блоке 11 генераторов опорных напряжений, формируют сигнал управления путем суммирования в сумматоре 6 эталонного сигнала источника 8, сигнала с выхода интегратора 3 и сигнала с выхода усилителяограничителя 7 с коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим изменение сигнала управления не менее амплитуды опорных сигналов в 5локе

11 при минимальном первом и максимальном втором регулирующих сигналах.

Сигнал управления ограничивают на уровне, не превышающем амплитуду опорных сигналов. 3 ил.

1473043

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления выпрямителем в источнике электропитания постоянного то5 ка и является усовершенствованием изобретения по авт.св. Р 1376196.

Целью изобретения является улучше- ние качества стабилизации выходного напряжения выпрямителя в переходных 10 режимах при коммутации нагрузки и повышение нагрузочной способности выпрямителя.

На фиг.1 приведена функциональная схема. устройства, реализующего пред- 15 лагаемый способ; на фиг.2 и 3 — диаграммы, поясняющие его работу.

Устройство (фиг.1) содержит источник 1 эталонного напряжения, выход которого через первый вход сумматора 20

2 подключен к первому входу интегратора 3. Второй и третий входы интегратора 3 соединены с выходами ограничителей 4 и 5, а его выход подключен к первому входу второго суммато- 25 ра 6. Выход первого сумматора 2 через усилитель-ограничитель 7 подключен к второму входу второго сумматора 6, а его третий вход подключен к выходу второго источника 8 эталонного напря30 жения. Выход второго сумматора 6 через первый вход третьего ограничителя 9 подключен к управляющему входу блока 10 компараторов, Второй вход блока 10 компараторов соединен с выходом блока 11 генераторов опорного напряжения, вход которого подключен к первичному источнику питания 12.

Выход блока 10 компараторов через блок 13 выходных каскадов соединен с управляющим входом выпрямителя 14, силовой вход которого подключен к первичному источнику 12 питания. Вы" ход выпрямителя 14 через силовой фильтр 15 подключен к нагрузке 16 и 45 соединен с вторым входом первого сумматора 2 °

Способ осуществляется следующим образом.

Источник 1 формирует сигнал задания выходного напряжения выпрямителя 14. Выходное напряжение, сглаженное силовым фильтром 15, вычитается иэ сигнала задания сумматора 2, и на его выходе формируется сигнал разности, который поступает на вход ин55 тегратора 3 и усилителя-ограничителя

7. Интегратор 3 интегрирует сигнал разности сумматора 2, являющийся сигналом ошибки Б (фиг.2), и изменяет свое выходное напряжение в зависимости от знака сигнала разности в диапазоне, определяемом ограничителями 4 и 5. На выходе интегратора 3 формируется первый регулирующий сигнал (Ор, ), который суммируется с эталонным сигналом источника 8, Напряжение источника 8 (U,ôèã.3) формируется равным среднему арифметическому наибольшего и наименьшего значений .сигнала управления выпрямителем 14, поступающим на первый вход блока 10 в установившихся режимах работы выпрямителя 14 с минимальной и максимальной нагрузкой 16. Суммирование напряжения источника 8 с первым регулирующим сигналом интегратора 3 (U< ) осуществляется с коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим изменение сигнала управления выпрямителем от наименьшего до наибольшего измеренных значений при полном диапазоне изменения первого регулирующего сигнала. Диапазон изменения сигнала управления за счет первого регулирующего сигнала р1 p>>„Up> макс фиг 2) оказывается достаточным для стабилизации выходного напряжения выпрямителя (U

ВУК ° фиг.2) в установившихся режимах работы, но он менее возможного диапазона изменения сигнала управления выпрямителем, который определяется амплитудой опорных сигналов (UA, фиг.2), формируемых в блоке 11. Ограничение диапазона изменения сигнала управления выпрямителем путем ограничения диапазона изменения напряжения интегратора 3 и соответствующего выбора коэффициента пропорциональности между первым регулирующим сигналом (Ир, ) и сигналом управления выпрямителем (11 ) позволяет исключить перерегулирование сигнала управления при изменении напряжения интегратора, осуществляющего относительно медленное регулирование сигнала управления, и улучшить качество стабилизации выходного напряжения по сравнению с отсутствием ограничения диапазона изменения первого регулирующего сигнала.

Однако регулирование сигнала управления. выпрямителем только за счет интегрирования сигнала разности (сигнал ошибки Б,о, фиг.2) не

1473043 позволяет осуществить быстродействующее регулирование сигнала управления, что приводит к отклонениям выходного напряжения в переходных режимах при коммутации нагрузки (I фиг.2).

Также ограничение диапазона изменения сигнала управления выпрямителем менее амплитуды опорных сигналов на уровнях, обеспечивающих стабилизацию выходного напряжения в статических режимах, приводит к ограничению диапазона изменения фазы углов управления вентилями выпрямителя и, как следствие, к уменьшению тока КЗ в нагрузке выпрямителя, что увеличивает длительность режимов К3, определяемых временем сгорания предохранителей в местах КЗ нагрузки.

Для устранения указанных недостат- 2О ков формируется второй регулирующий сигнал с помощью усилителя-ограничителя 7, который пропорционален сигналу разности сигнала задания и сигнала отрицательной обратной: связи 25 (выходного напряжения). Этот сигнал может изменяться безынерционно и обратно пропорционально изменению выходного напряжения. Ограничения диапазона изменения второго регули- (1 рующего сигнала сверху н снизу осуществляется для задания однозначного диапазона изменения сигнала управления при изменении второго регулирующего сигнала. Второй регулирующий 35 сигнал суммируется с вторым эталонным и первым регулирующим сигналами с помощью сумматора 6. Коэффициент пропорциональности при суммировании выбирается таким, чтобы при минималь- 4р ном первом регулирующем сигнале (наиболее отрицательном напряжении интегратора 3 U „„,щ, фиг.2) и максимальном втором регулирующем сигна-ле (наиболее положительном напряже- 45 нии усилителя-ограничителя 7 Ур фиг.2) выходной сигнал сумматора 6 был не менее амплитуды опорных сигналов, формируемых в блоке 1I (U» фиг.2). Далее выходной сигнал сумматора 6 проходит через ограничитель

9, который ограничивает сверху диапазон изменения сигнала управления (U, фиг. 2) на уровне, не превышающем амплитуду опорных сигналов 55 (U а U> фиг. 3) .

В установившемся режиме работы за счет регулирования сигнала управ/ ления выпрямителем в диапазоне от наименьшего до наибольшего измеренных значений поддерживается равенство между сигналом задания к выходным напряжением (U„,„, фиг.?). Э,о регулирование осуществляется эа счет изменения первого регулирующего сигнала с помощью интегратора 3. За счет астатического характера регулирования, задаваемого интегратором 3, выходной сигнал сумматора 2 в установившемся режиме равен нулю, и равен нулю, соответственно, второй регулирующий сигнал на выходе усилителяограничителя 7. Поэтому при медленных изменениях нагрузки 16 регулирование сигнала управления выпрямителем осущес "вляется согласно основному изобретению. При быстрых изменениях нагрузки 16, например ее сбросах и набросах, изменяется выходное напряжение на выходе силового фильтра 15 в виде изменения падения напряжения в силовом фильтре 15 и первичном источнике 12. При появлении отклонений в переходном режиме выходной сигнал сумматора 2 становится отличным от нуля и появляется сигнал ошибки, который воздействует на вход интегратора 3 и усиливается усилителем 7. Выходное напряжение интегратора 3 мгновенно измениться не может, а выходное напряжение усилителя 7 мгновенно изменяется пропорционально сигналу сумматора 2 и приводит к быстродействующему регулированию сигнала управления выпрямителем и к изменению выходного напряжения выпрямителя !4, компенсирующему первоначальное изменение выходного напряжения фильтра 15. 3а счет этого уменьшается отклонение выходного напряжения фильтра 15 при коммутации нагрузки по сравнению с основным изобретением, Ограничение второго регулирующего сигнала (Upg s фиг.2) и выбор коэффициента пропорциональности между ним и сигналом управления, позволяющего получить сигнал управления не менее амплитуды опорных сигналов при минимальном первом регулирующем сигнале и максимальном втором, дает возможность мгновенно изменить фазу импульсов управления от максимальной до минимальной при набросе любой нагрузки из режима ее холостого хода, Это позволяет уменьшить провалы выходного напряже3043

Формула

5 147 ния при набросах нагрузки, превышающей номинальную, и повысить нагрузочную способность выпрямителя. При возникновении КЗ нагрузки 16 даже из режима ее холостого хода также обеспечивается быстродействующее регулирование сигнала управления выпрямителем до уровня, близкого к амплитуде опорных сигналов. За счет этого обеспечивается включение вентилей выпрямителя с минимальными углами управления, что увеличивает ток КЗ выпрямителя и сокращает время oTKJIfoчения места КЗ. При этом повышается нагрузочная способность выпрямителя.

Ограничение сигнала управления ограничителем 9 позволяет исключить превышение сигналом управления опорных сигналов при любом соотношении первого и второго регулирующих сигналов, что исключает исчезновение импульсов управления вентилями выпрямителя

14, а также способствует повышению качества стабилизации выходного напряжения в переходных процессах.

Таким образом, предлагаемый способ управления позволяет улучшить качество стабилизации выходного напряжения в ыпр ямит ел я в п ереходных режимах и повысить нагрузочную способность выпрямителя. изобретения

Способ управления стабилизированным выпрямителем по авт.св.

9 1376196, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества стабилизации выходного напряжения выпрямителя в переходных режимах при

10 коммутации нагрузки и повышения нагрузочной способности выпрямителя формируют второй регулирующий сигнал, пропорциональный разности сигнала задания выходного напряжения вы15 прямителя и сигнала отрицательной обра.тной связи, ограничивают диапазон изменения второго регулирующего сигнала. сверху и снизу на одинаковых уровнях относительно нулевого зна20 чения, близких к величине напряжения питания, определяют амплитуду опорных сигналов, формируют сигнал управления выпрямителем путем суммирования второго эталонного сигнала, первого регулирующего сигнала и второго регулирующего сигнала, взятого с коэффициентом пропорциональности, обеспечивающим значение. сигнала управления не менее амплитуды опорных сигналов

30 при минимальном первом и максимальном втором регулирующих сигналах, и ограничивают сверху диапазон изменения сигнала управления на уровне, не превышающем амплитуду опорных сигналов.

1 473043

Составитель А.Меркулова

Редактор Л.Веселовская Техред А. Кравчук Корректор Г.КоРоль

Заказ 1724/55 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 101