Способ управления многозонным выпрямителем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями электроподвижного состава переменного тока. Цель изобретения - повышение надежности работы и точности управления. Способ состоит в том, что подают на вентили плеча предыдущей зоны, соответствующего контуру коммутации с большим напряжением, импульсы управления с заданным углом отпирания, подают на вентили другого плеча предыдущей зоны, соответствующего контуру коммутации с меньшим напряжением, импульсы, задержанные относительно первых на величину угла коммутации в контуре с большим напряжением, подают на вентили последующей зоны импульсы с регулируемым углом отпирания. Величину угла коммутации при этом вычисляют по формуле γ=ARCCOS(COSΑ<SB POS="POST">0</SB> - XI<SB POS="POST">D</SB>/U<SB POS="POST">M</SB>)-Α<SB POS="POST">0</SB>, где α<SB POS="POST">0</SB> - величина заданного угла отпирания, I<SB POS="POST">D</SB> - среднее значение выпрямленного тока, U<SB POS="POST">M</SB> - максимальное значение питающего напряжения, X - величина индуктивного сопротивления контура коммутации. При достижении фазой регулируемых импульсов фазы задержанных импульсов импульсы с регулируемым углом отпирания и задержанные не подают, а на вентили плеч предыдущей и последующей зон подают импульсы с заданным углом отпирания. При этом определяют индуктивное сопротивление контура коммутации по формуле X=2U<SB POS="POST">M</SB>-φU<SB POS="POST">ср</SB>/I<SB POS="POST">D</SB>, где U<SB POS="POST">ср</SB> - среднее значение питающего напряжения. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1515291

А1 (51) 4 Н 02 М 7/12 т " >> > ъЯ ф ) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ т% т

К АВТОРСКОЬ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4158600/24-07 (22) 10,12,86 (46) 15,10.89. Бюл, М 38 (71) Всесоюзный научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт электровозостроения (72) А;B,Áåëÿåâ, С,А.Крамсков, С.П,Микуляк и M.Р>.Напрасник (53) 621.316.7?7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 884068, кл. Н 02 М 7/04, 1979.

Электровоз ВЛ80Р, Руководство по эксплуатации, Г1., Транспорт, 1985, 64-67. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОЗОНН1>тМ

ВЬ1ПР ЯМИТЕЛГ М (57) Изобретение относи ся к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователятпт э.ттектропоцвтгжттого состава переменного тока.- Цель изобретения повышение надежности работы и точности управления. Способ состоит в том, что подают: à вентили плеча предыдущей зоны, соответствующего контуру коммутации с большим напряжением, импульсы управления с заданным углом

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области автоматического управления вентильньтми преобразователями электроподвижного состава, переменного тока, например, электровозов.

Цель изобретения — повышение на-дежности работы и точности управления многозонным выпрямителем.

2 отпирания, подают на вентили другого плеча предыдущей зоны, соответствующего контуру коммутации с меньшим наттряжением, импульсы, задержанные относительно первых на величину угла коммутации E) контуре с большим напряжением, подают на вентили последут»щей зоны импульсы с регулируемым углом отпирания, Величину угла коммутации три этом вычисляют rro т!тормуле

XI ó

=агссоз (cos,— — — ) -o(„ I >It 4,—

>>т ттттчтттта заданного угла отпирания; Т 1— с;еднее значение вьтпрттмлеттттогт. тс ка;

U,, — ттттттстттта.-тьттое зиачетпте тптт; ющего

i 1 напряжения, X — величина индуктивного сопротивления контура коммутаттии. При ности>тепии фазой регулируемьlõ импульсов фазы задержанных ттмпуттт>сов и;.!:óë>>сы с 1тегулттруемьттт углом отпттрантттт и задержаттньте не подают, а на ветттитти плеч предыдущей и последуютттей зон по;тают импульсы с заданным углом отпирания, При этот определяют тттцтуктивное сопр . тивление контура коммута2-U тт т! р цип по формуле X= — — — — --, где П, т среднее значение питающего напряжения, 3 ил, На фиг. 1 изображено устройство для реализации предлагаемого способа и м.тогозонный выпрямитель; на фиг,2 алгоритм функционирования устройства; иа фиг, 3 — временные диаграммы, поясняющие предлагаемый способ.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

3 1515291

",ногA çîíø,òé выпрямитель 1 подключс нный к секпиониронанному трансфор— матору, управляется микропроцессорной спс темой, состоящей из процессора 2, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) 3, постоянного запоминающего устройства (ПЗУ) 4, блока синхронизации 5, распределителя 6, блока вывода дискретных сигналов 7, блока вывода временных интервалов" 8, блока ввода аналоговых сигналов (АЦП) 9.Входы-выходы процессора 2, ОЗУ 3, ПЗУ 4, вхо ды блока временных интервалов 8 и выход АЦП 9 соединены шиной адресов 15 данных 10. Выходы блока вывода временных интервалов 8 соединены с первыми тремя входами распределителя 6, выходы которых соединены с управляющими цепями вентилей выпрямителя 1, На выходы!О

А1(П 9 подаются сигналы с датчиков тока 11 и напряжения 12 выпрямителя 1.

Сигнал с датчика напряжения 12 подается также на вход блока синхронизации 5, первый выход которого соеди- 25 нен с шинами синхронизации процессора

2, ОЗУ 3, ПЗУ 4, блока вывода дискретных сигналов 7, блока вывода временных интервалов 8 и АЦП 9. Второй вход блока 5 синхронизации соединен 30 со вторым входом распределителя 6, третий вход которого соединен с выходом блока 7 вывода дискретных сигналов 7.

Устройство работает следующим образом в соответствии с алгоритмом, приведенным на фиг. 2 °

В начале полупериода питающего напряжения на первом выходе блока син- 4р хронизации 5 появляется импульс, по которому производится начальная установка процессора 2, обнуление адрес ных регистров ОЗУ 3, ПЗУ 4, блока вывода дискретных сигналов 7, запуск блока 8 вывода временных интервалов и АЦП 9 (блок 1 на фиг, 2). После начальной установки процессора 2 функционирует в соответствии с содержимым ПЗУ 4: приступает к вычислению управляющего воздействия — определению величины фазы импульсов с регулируемым углом отпирания c(и номера зоны работы выпрямителя N (блок 2 фиг. 2). Затем процессор 2 вводит из меренные АЦП 9 среднее значение выпрямленного тока Id и максимальное значение питающего напряжения (блок 3 фиг. 2).

Определение величины угла коммутации Г осуществляется из условия равенства нулю тока в секции трансформатора по известной в преобразовательной ",ехнике формуле

ХТд

) =агссо$(cOs ) о m

Величина у вычисляется в блоке 4 на фиг. 2.

В блоке 5 Фиг. 2 определяется фаза задержанных импульсов, как сумма фаз импульсов с заданным углом отпирания и угла коммутации. При этом, если фаза задержанных импульсов оказывается больше фазы регулируемых импульсов (блок 6 фиг. 2),то фаза регулируемых импульсов полагается равной фазе импульсов с заданным углом отпирания (блок 7 фиг. 2) и устанавливается в единицу идентификатор 1 (блок 8 фиг. 2), после чего фазы o(o и dp = Ы, выводятся в блок вывода временных интервалов 8, а номер зоны работы выпрямителя N — в блок вывода дискретных сигналов 7 (блок 13 на фиг. 2).

Если фаза регулируемых импульсов больше фазы задержанных импульсов с(,, то опрашивается идентификатор 1 (блок

10 фиг. 2) и при равенстве его нулю в блок вывода временных интервалов выдаются фазы импульсов ж,, м „, (блок 4 фиг, 2) . Если же идентификатор 1 установлен (1=1), что означает подачу в предыдущем полупериоде импульсов только с фазой 4,, то процессор вычисляет величину индуктивного сопротивления контура коммутации

Х, для чего вводит значение среднего напряжения U, из ЛЦП 9 (блок 9 на фиг. 2).

11а фиг. З,б показана кривая питающего .напряжения при подаче импульсов управления только с фазой д, Среднее за полупериод напряжение будет, равно

О, 7

1 Г

U = — „U s in td )t- U s in tddt) = о cl g

Um Г (2+cos (ь,+у)-cos, ).

11

Подставив в это равенство значение у, определяемое по формуле в блоке 4 на фиг, 2, получаем формулу для определения величины индуктивного cопротивления контура коммутации

2U„-fi Ц,р

Х= -- — ——

1515291

Величина Х определяется в блоке

11 на фиг. 2, после чего индентификатор 1 обнуляется (блок 12 фиг. 2) значения фаз импульсов Ы,, dp G(p выдаются в блок вывода временных ин5 тервалов 8, номер зоны работы выпрямителя М вЂ” в блок вывода дискретных сигналов 7 (блок 14 на фиг. 2) и процес<.ор ожидает прихода следующего синхроимпульса (блок 15 фиг. 2), По приходу следующего синхроимпульса процессор снова реализует алгоритм на фиг. 2, а блок вывода временных интервалов 8 отс штывает фа-ы импульсов 15 управления, которые подаются на первые три входа распределителя 6. Распределитель 6 распределяет импульсы управления по плечам выпрямителя 1 в соответствии с порядком переключения 20 плеч выпрямителя и полярностью питающего напряжения, сигнал которой подается со второго выхода блока синхронизации 5, На фиг. З,а показано распределение 25 импульсов управления по вентилям

l6,1-16.п выпрямителя во второй зоне регулирования при d<>d „, В положительном полупериоде питающего напряжения импульс, подается на вентиль 16.1 30 затем импульс o(подается на вентиль

16.4, подключая к нагрузке первую секцию трансформатора, а затем подается импульс oI < на вентиль 16.4, подключая к нагрузке вторую секцию трансформатора. В отрицательном полупериоде импульс Ы, подается на вентиль

16„2, происходит коммутация тока с вентиля 16.6 на вентиль 16,2, а затем импульс и подается на вентиль 16.3, 40 происходит коммутация тока с вентиля

16 ° 1 на вентиль 16.3 и подключается к нагрузке первая секция трансформатора, после чего подается импульс р на вентиль, подключая вторую секцию 45 трансформатора. При достижении фазой

Ы фазы Ы зраспределение импульсов происходит в соответствии с фиг. З,б.

Такое распределение позволяет иметь в каждом полупериоде один момент комму- 50 тации и определить значение индуктивного сопротивления контура коммутации по выражению в блоке 11 на фиг, 2.

Особенностью алгоритма на фиг. 2 является вычисление значения угла ком-55 мутации по формуле, предполагающей известное индуктивное сопротивление контура коммутации, определение которого обуславливает выполнение в определенной последовательности ряда действий, а именно при достижении фазой регулируемых импульсов фазы задержанных импульсов прекращают подачу импульсов задержанных и с регулируемым углом отпирания, а импульсы с заданным углом отпирания подаются и на вентили плеч последующей зоны.

Фо р мула и з о б р е т е ни я

Способ управления многозонным выпрямителем, подключенным к секционированному трансформатору, имеющему несколько зон регулирования, состоящий-;в том, что в каждом полупериоде питающего напряжения подают на вентили плеча предыдущей зоны, соответствующего контуру коммутации с большим напряжением, импульсы управления с заданным углом отпирания, подают на вентили другого плеча предыдущей зоны, соответствующего контуру коммутации с Меньшим напряжением, импульсы с заданным углом отпирания, задержанные на величину угла коммутации в контуре с большим напряжением, подают на вентили последующей зоны импульсы с регулируемым углом отпирания, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения надежности работы и точности управления, в каждом полупериоде питающего напряжения измеряют среднее значение выпрямленного тока, среднее и= максимальное значения питающего напряжения и вычисляют величину угла коммутации г в контуре с большим напряжением по формул

Тд Х

g =arccos (cosd — — — ) -о о 1 оэ где Ы, — величина заданного угла отпирания;

I — среднее значение выпрямленd

НО Го тока

Х вЂ” величина индуктивного сопротивления контура коммутации, U - максимальное значение питающего напряжения; а при достижении фазой регулируемых импульсов фазы задержанных импульсов прекращают подачу импульсов задержанных и с регулируемым углом отпирания, подают импульсы с заданным углом отпирания на вентили плеч последующей зоны, а индуктивное сопротивление контура коммутации определяют по формуле

Ю„-VU

Х вЂ” — - —?д где U - среднее значение питающего напряжения.

15!5291

Фиг. f

> сг91

puxod нцси оимпупь са лрИеление прайюмщего

ogdeucrvоия

3Ы значений апржкения и

О%2 предел ение еличины угла оммулации

Опуйеление разы заУержаннюх иилульсоо

Определение Фк тижения дыи

Ре у нруемых им льспо Разы задРржанных импильсо3

ИИ сре3неео значенир напряжения

5пре3еление опротиолеиия

oem@pa

Юм/ 1ЯЮ7Ц4бй

РыЫ раю упра3ляwwux имлу ьсо1 о

&ок 1ыЫц оременных инвер5алюб и иомери оны 3diup Зыка искреюных сиенало3

Ожийние прихода инхроиипумса

1515291! б !

16.2!

6.3

16. 9

165!

6.6

16. 7!

164!

6.5

166

Составитель В.Бунаков

Техред N.Ìîðãåíòàë

Редактор А.Долинич

Корректор 1<.1Чароп и

Заказ 6288/52 Тираж 648 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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