Устройство для управления ведомым сетью инвертором

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования угла запаса инвертора, ведомого сетью. Целью изобретения является повышение коэффициента мощности, КПД, а также устойчивости инвертора в переходных режимах путем формирования угла запаса пропорционально фактическому значению энергии запаса на коммутацию. Сигнал датчика 8 тока в виде мгновенного значения подается на датчик 9 угла коммутации, затем преобразуется дифференцирующим элементом 12 и подается на запускающий вход триггера 13, который сбрасывается синхросигналом с блока 22 синхронизации. Сформированный триггером 13 сигнал равен по длительности углу запаса инвертора 24. А сигналы мгновенных значений напряжения и тока, поступающие с датчика 15 напряжения и дифференцирующего элемента 10, поступающие через последовательно соединенные ключевой элемент 14, управляемый триггером 13, и второй интегратор 16, а также блок 20 деления поступают на входы первого блока 17 умножения. Сигнал с выхода которого поступает на вход второго блока 18 умножения, где перемножается с напряжением на интервале δ и интегрируется третьим интегратором 19. На выходе блока формируется сигнал фактического значения энергии запаса. Сформированный первым интегратором 3 сигнал корректирует фазу импульсов управления инвертором 24 на снижение угла запаса инвертора при одновременном уменьшении срывов коммутации. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) Н 02 М 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ВЙИЯЯЦ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР.1 (21) 4476390/24-07 (22) 04.07.88 (46) 30. 10.90. Вюл. Р 40 (71) Иосковский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) В.Е. Коваль, А.Н. Савоськин и В,В. Стрельников (53) 621.316.727(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 1018189, кл. Н 02 M 7/515, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 1270852, кл . Н 02 M 7/5 15, 1986 . (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЕДОМЬМ СЕТЬЮ ИНВЕРТОРОМ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования угла запаса инвертора, ведомого сетью.

Целью изобретения является повышение коэффициента мощности, КПД, а также устойчивости инвертора в переходных режимах путем формирования угла запаса пропорционально фактическому значению энергии запаса на коммутацию.

Сигнал датчика 8 тока в виде мгновенного значения подается на датчик 9 угла коммутации, затем преобразуется

„„Я0„„1603510 А 1

2 дифференцирующим элементом 12 и подается на запускающий вход триггера

13, который сбрасывается синхросигналом с блока 22 синхронизации. Сформированный триггер 13 сигнал равен по длительности углу запаса инвертора,24 . А сигналы мгновенных значений напряжения и тока, поступающие с датчика 15 напряжения и дифференцирующего элемента 10, через последова- . тельно соединенные ключевой элемент

14, управляемый триггером 13, и второй интегратор 16, а также блок 20 деления, поступают на входы первого блока 17 умножения, сигнал с выхода которого поступает на вход второго (0 блока 18 умножения, где перемножается с напряжением на интервале 3 и интегрируется третьим интегратором 19. ба аксгоде блока фориируется сигнал . С, факти;еского значения энергии запаса.

Сформированный первым интегратором 3 сигнал корректирует фазу импульсов управления инвертором 24 на снижение угла запаса инвертора при одновремен ном уменьшении срывов коммутации. . фЪ

1 HJI (, )

3510

5 l0

3 160

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования угла запаса инвертора, ведомого сетью.

Целью изобретения является повышение коэффициента мощности, К1Щ, а также устойчивости инвертора в переходньгх режимах путем .формирования угла запаса пропорционально фактическому значению энергии запаса на коммутацию.

На чертеже изображена блок-схема устройства, подключенного к преобразовательному агрегату инвертор-трансформатор.

Устройство содержит задающий элемент 1, выходсм соединенный с первым входом элемента 2 сравнения, выход которого соединен через первый интегратор 3 с первым входом нуль-органа

4, K второму Bxopg KoTopoI о 11opK$!lo чен генератор 5 пилообразного напряжения, выход нуль-органа соединен через распределительный блок б с входом блока 7 выходных усилителей. К выходу датчика 8 подключены последовательно соединенные i:;атчик 9 угла коммутации, состоящий из последовательно соединенных дифференцирующего элемента 10, формирователя 11 импульсов тока, дифференцирующий блок 12, подключенный к запускающему входу триггера 13, сбрасывающий вход которого соединен с выходом генератора 5 синхронизирующих импульсов,, а выход — с управляющим входом ключевого элемента 14. Рабочий вход ключевого элемента 14 соединен с выходом датчика 15 напряжения, а выход через второй интегратор 16 — с первым входом первого блока 17 умножения. Первый вход второго блока 18 умножения соединен с выходом первого блока 17 умножения, второй вход — с выходом ключевого элемента 14, а выход через третий интегратор 19 подключен к второму входу элемента 2 сравнения. Вход

"Делитель" блока 20 деления через фильтр 21 соединен с выходом датчика

15 напряжения, вход "Делимое" — с выходом дифференцирующего элемента 10 датчика 9 угла коммутации, а выход— с вторым входом первого блока 17 умножения. Блок 22 синхронизирующих импульсов входом соединен с выходом датчика 15 напряжения, а выходом— со сбрасывающим входом триггера 13 и запускающим входом генератора 5 лилообразного напряжения. Входами устройства являются входы датчика 8 тока и датчика 15 напряжения, а выходами— выходы блока 7 выходных усилителей, которые предназначены для подключения к силовому трансформатору 23 и инвертору 24 соответственно.

Устройство работает следующим образом.

Задающий элемент 1 формирует сигнал U, пропорциональный заданному значению энергии запаса U 1 = W>qп которая определяется исходя из анализа электромагнитных процессов при работе преобразователя в режимах, близких к экстремальным. Сигнал U в элементе 2 сравнения сопоставляется с напряжением U,, пропорциональным фактическому значению энергии запаса, I

Ц

1Ч = 3an РаКт.

В случае неравенства заданного U и фактического U1 напряжений на выходе элемента 2 сравнения формируется сигнал рассогласования, пропорциональный Ug Q W = 1, „„y p (4зар,<ра к °

Этот сигнал после интегрирования в первом интеграторе 3 и соответствующего изменения напряжения U корректирует фазу импульсов управления U<, формируемых нуль-органом 4, путем сравнения с синхронизированным пилообразным напряжением генератора 5 пилообразного напряжения, синхронизация которого осуществляется импульсами, поступающими с блока 22 синхронизации. Сигналы U4÷åðåç распределительный блок 6 подаютс на вход блока 7 выходных усилителей, откуда после окончательного фьрмирования по длительности и амплитуде импульсы U поступают на соответствующие плечи инвертора 24.

Определение фактической энергии запаса 11 „ производится следующим

1 и оr T образом.

Сигнал с датчика 8 тока силового трансформатора 23 подается на датчик

9 угла коммутации, представляющий собой последовательно соединенные дифференцируюшнй элемент, выпрямитель и формирователь на базе стабилитронов. и

Сигнал U> с выхода формирователя в дитчике 9 угла коммутации преобразуется дифференцирующим элементом 12 в импульс U < который подается на запускающий вход триггера 13. На сбрасывающий вход триггера 13 подаег5 16035 ся импульс U с блока 22 синхронизирующих импульсов. В результате на выходе триггера 13 формируется сигнал U,, равный по длительности углу запаса о инвертора 24.

Сигнал U подается на управляющий вход ключевого элемента 14, что. обеспечивает пропуск напряжения П „. датчика 15 напряжения в интервале от — о до и и получение на выходе ключевого элемента 14 сигнала U<4, пропорционального переменному питающему напр,жению Ц„в послекоммута-ционный период. После интегрирования 15 во втором интеграторе 16 сигнал U<, равный

И

u, = j U(8)d8, <б, 14 подается на второй вход первого блока 17 умножения. Одновременно на первый вход этого блока подается сигнал

U >, пропорциональный обратной величине индуктивности L цепи переменно- „ го тока Uzp= 1/ i, . Сигнал U формируется в блоке 20 деления путем деле;ния сигнала U,, формируемого фильт ром 21 и подаваемого на вход "Делитель", на сигнал U, формируемый дифференцирующим элементом датчика 9 уг- З0 ла коммутации, пропорциональный скорости изменения тока d i т И и пода. ваемый на вход "Делимое", С учетом того, что падение напряжения в контуре коммутации равно к ф д. g Э дифференцируюцим блокоы, вторым блона выходе блока 20 деления получим

1 Й 1-тр/ 1 6 9 гО . 1;

Сигнал, пропорциональный коммутирующему току i<, формируетея первым блоком 17 умножения путсм умножения сигнала ",, подаваемого на первый вход, на:".игнал U<<, подаваемый на второй вход. В результате на выходе первого блока 17 умножения получаем

1

Умножив сиг. ал U „ на сигнал U« в блоке 18 умножения и проинтегрировав произведение U 6 . = U1 U 7 в третьем блоке 19 интегрирования, получаем сигнал

П<Ч =jПи °

--b

10 6 пропорциональный фактической энергии запаса, т.е.

19 — Solo. ma Кт °

U =ц

Таким образом, осуществляя регулирование на постоянство энергии запаса, получим наиболее рациональное управление инвертором по самому информативному показателю — энергии на коммутацию, Этот показатель обеспечивает комплексный учет всех внешних факторов, влияющих на протекание электромагнитных процессов в контуре коммутации, и поэтому позволяет достичь достаточно высокого качества регулирования инвертора в переходных режимах.

Ъ

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства обеспечивается за счет роста удельного объема рекуперируемой энергии. Уве- . личение возврата электроэнергии в питающую сеть достигается путем снижения фактического угла запаса инвертора и уменьшения количества срывов режима инвертирования. Последний фактор имеет важное значение при эксплуатации электроподвижного состава, работающего в условиях практического отс тствия установившихся электромагнитных процессов.

Формула изобретения

Устройство для управления ведомым сетью инвертором, состоящим из мосто- . вого преобразователя с силовым трансформатором, содержащее элемент сравнения, первый вход которого соединен с выходом задающего элемента, а выход — с входом первого интегратора, последовательно соединенные нуль-орган, распределительный блок и блок входных усилителей, триггер, сбрасывающий вход которого подключен к вы-, ходу генератора синхронизирующих импульсов и к входу генератора пилообразного напряжения, фильтр, датчики тока и напряжения, блок деления и первый блок умножения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения коэффициента мощности, КПД, а также устойчивости инвертора в переходных режимах, оно снабжено датчиком угла коммутации, содержащим последовательно соединенные дифференцирующий элемент и формирователь импульсов тока, ключевым элементом, 1603510

Составитель В. Гордеев

Редактор А. Маковская Техред М.Дидык Корректор Л. Патай. Заказ 3392

Тираж 499

Подписное

РчИИПИ 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.ком умножения, вторым и третьим интеграторами, причем вход "Делитель" блока деления через фильтр соединен с рабочим входом ключевого элемента и с выходом датчика напряжения, преднаэначенного для подключения к перви ной обмотке силового трансформатора, вход "Делимое" - с выходом дифференцирующего элемента датчика угла коммутации, а выход — с первым входом первого блока умножения, вход датчика угла коммутации соединен с выходом датчика тока, предназначенного для включения в рассечку вторич- 15 ной обмотки силового трансформатора, выКод формирователя импульсов тока датчика угла коммутации через диффереицирующий блок соединен с запускающим входом триггера, управляющий вход ключевого элемента соединен с выходом триггера, а выход — с первым входом второго блока умножения и через второй интегратор — с вторым входом первого блока умножения, выход которого подключен к второму входу второго блока умножения, вход третьего интегратора соединен с выходом второго блока умножения, а выход — с вторым входом элемента сравнения, выход первого интегратора соединен с первым входом нуль-органа, второй вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, причем вход блока синхронизации подключен к выходу датчика напряжения,