Способ управления мостовым следящим инвертором с выходным lc-фильтром

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра (напряжения или тока)„ Цель изобретения - уменьшение коммутационных потерь за счет снижения частоты переключений и улучшение динамических характеристик. Преобразователь содержит вентильный коммутатор 2, подключенный к источнику напряжения 1 и через фильтрующую индуктивность - к нагрузке 4 или емкости LC-фильтра З. Коммутатор (например, мостовой инвертор ) выполнен на управляемых вентилях, в качестве которых могут использоваться транзисторы или запираемые тиристоры „ Управление преобразователем осуществляется вычислителем 9, принимающим информацию о переменных состояниях с датчиков 5-7, сигнал задания по выходной переменной из блока 8 задания, и выдаюцим импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 2а Вентильный коммутатор 2 преобразователя устанавливается в три позиции, соответствующие определенному состоянию вентилей (две активные и позиции зануления), а переход из одной позиции в другую осуществляется по результатам вычисления прогнозируемого значения рассогласования выходной переменной 1 или S (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОРИА ЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (gg)g Н 02 N 7/48

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬЗЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbfTHQM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4330489/07 (22) 23. 11. 87 (46) 30.05. 91. Бюл. Р 20 (71) ВсесоюзньпХ электротехнический институт им. В.И. Ленина (72) Г.И. Мустафа, В.Г. Луганский, А.h3, Кутейникова и Г.3о Каландерян (53) 621.314.27(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Р 886186, кл. Н 02 M 7/48, 1979. (54) СПОСОБ УПРЛВЛЕНИЯ ИОСТОВЫМ СЛЕДЯЦИИ ИНВЕРТОРОМ С ВЫХОДНЫМ ЬС-ФИЛЬТР0М (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра (нанряжения или тока). Цель изобретения — уменыпение коммутационных потерь за счет снижения частоты переключений и улучнение динамических характеристик. Преобразователь содержит вентильньп коммутатор 2, подклюÄÄSUÄÄ 1653105 А1

2 ченный к источнику напряжения 1 и через фильтрующую индуктивность— к нагрузке 4 или емкости ЬС-фильтра 3.

Коммутатор (например, мостовой инвертор) выполнен на управляемых вентилях, в качестве которых могут использоваться транзисторы или запираемые тиристоры. Управление преобразователем осуществляется вычислителем 9, принимающим информацию о переменных состояниях с датчиков 5-7, сигнал задания по выходной переменной из блока 8 задания, и выдаюцнм импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 2. Вентильный коммутатор 2 преобразователя устанавливается в три позиции, соответствующие определенному состоянию вентилей (две ан- Щ тивные и позиции зануления), а переход из одной позиции в другую осущест- ( вляется по результатам вычисления прогнозируемого значения рассогласования выходной переменной. 1 ил„

1653105

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра (напряжения или тока).

Цель изобретения — уменьшение коммутационных потерь за счет снижения частоты переключений и улучшение динамических характеристик„

На чертеже представлена структура следящего преобразователя, управляющего по предлагаемому способу.

Преобразователь содержит подключенный к источнику 1 напряжения вентильный коммутатор 2, через фильтрующую индуктивность соединенный с емкостью LC-фильтра 3 или нагрузкой 4.

Коммутатор (например, мостовой инвертор) выполнен на управляемых вентилях, 0 в качестве которых могут быть иснользованы транзисторы или запираемые тиристоры. Информация о переменных состояниях с датчиков 5 — 7 и сигнал задания по выходной переменной из 2 блока 8 задания принимается вычислителем 9, выдающим импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 2.

Способ управления преобразователем 0 состоит в следующем.

Вычисляется рассогласование Я (с) (разность выходной переменной и зацания) на некоторый интервал времени вперед, равный в данном случае длительности такта модуляции h.

При вычислении прогноза предполагается, что очередное переключение происходит в момент t (отсчет времени ведется от момента последнего пе40 реключения). В результате блок вычисления генерирует переключательную функцию s(t), однозначно определяющую позицию коммутатора и моменты переключений, т.е. смены позиции„ Первой активной позиции s =- .+1 соответствует такое состояние коммутатора, когда включены один вентиль анодной группы и один вентиль катодной группы мостовой схемы; )три второй активной позиции s = -1 включены другие

50 вентили анодной и катодной групп; при позиции зануления s:= 0 включаются два. вентиля анодной и катоцной группы. В процессе работы мостового инвертора к нагрузке прикладывается на- пряжение источника питания соответственно со знаком "+ или "-, а в позиции зануления выхоцное напряжение коммутатора равно нулю. Переход из одной позиции в другую осуществляется, когда прогноз рассогласования принимает нулевое или минимальное значение

s = -sign P.

Вычисление прогнозируемого значения рассогласования производится по формулам, полученным в результате решения системы дифференциальных уравнений для преобразователя с трехпозиционной ШИН. Прогноз представляется суммой составляющих, одна из которых определяется текущими значениями переменных состояния (свободная составляющая f), а другая — ожидаемыми позициями коммутатора (вынужденная составляющая v):

+ з 7 где s принимает .значения +1, -1, О.

Прогноз рассогласования при отслеживании тока определяется по форле

K-- i(h - с) -Т, s u+e где .iih-t)=i — — (ь — t)

2L среднее значение тока за интервал прогноза (t, h); и " входное напряжение; е — напряжение на нагрузке;

L — индуктивность фильтра;

1 — задание по току.

При выходе из .активной позиции в позицию зануления функции прогноза совпадает со свободной составляющей е

P--f =i — i- —,(h — t).

2L

Двум возможным позициям при движении из состояния зануления соответствует пара функций прогноза:

f + s w

s =+1;

w = — (h — t).

U о 2L

Свободная составляющая f находится внутри зоны (+w ; -w ); монотонно сужающейся при изменении локального времени t; при достижении с одной из границ зоны происходит переключение:

f+w <Π— ъз=1;

5 1á53105

При применении предлагаемого способа примерно вдвое снижаются массогабаритные показатели фильтра и, следовательно, повышается КПД. Применение способа эффективно при построении системы, к которым предъявляются высокие эксплуатационные требования (например, работа с нелинейной нагрузкой, хорошая динамика, высокий КПД

10 и др.) .

Формула изобретения

Составитель О. Парфенова

Редактор Л.Пчолинская Техред Л.Олийнык Корректор М.Самборская

Заказ 1778 Тираж 398 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,!О1

Способ управления мостовым следящим инвертором с выходным ЬС-фильтром, заключающийся в том, что формируют сигнал i > задания по току, измеряют входное напряжение и и выходной ток 1., задают интервал времени дли- О тельностью h равной предположительной длительности такта модуляции выходного напряжения инвертора, устанавливают первую активную позицию вентилей, при которой включены один вентиль анодной и один вентиль катодной групп, вторую активную позицию, при которой включены другие вентили анодной и катодной групп, и позицию зануления, при которой включены оба вентиля анодной или катодной группы, и переключают вентили из одной пози6 ц п» в другую, о т л и ч а ю щ и и с э тем, что, с целью уменьшения коммутационных потерь и улучшения динамических характеристик, одновременно с выполнением каждого переключения начинают отсчет локального времени t, вычисляют свободную составляющую f H вынужденную составляющую v прогноза рассогласования по формулам

f = i(h — t) — i У

v = u(h — t) /2L, где L — - индуктивность выходного филь" тра, вычисляют разность и сумму свободной и вынужденньж составляющих, контролируют значения свободной составлянщей и вычисленньж разности и суммы, и в момент времени, когда выполняется условие f ) О переключают вентили из первой активной позиции в позицию зануления, в момент времени, когда выполняется условие f-v)0, вентили переключают из позиции зануления во вторую активную позицию, в момент времени, когда выполняется условие f (О, вентили переключают из второй активной позиции в позицию зануления, а в момент времени, когда выполняется условие f + v (О, вентили переключают из позиции зануления в,первую активную позицию.