Устройство для управления многофазным вентильным преобразователем

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в частотно-регулируемом электроприводе. Цель изобретения - надежность, снижение трудоемкости изготовления, увеличение точности отработки сигнала задания. Многофазные выходы источников 1 и 2 основного опорного напряжения (ООН) и дополнительного опорного напряжения (ДОН) с помощью аналоговых коммутаторов 4 и 5 поочередно подключается к входам блока 7 линеаризации, на другие входы которого поступает напряжение с выхода сумматора 6, пропорциональное линейному напряжению сети, и напряжение управления Uy, пропорциональное ЭДС вращения двигателя. Работой коммутаторов 4 и 5 через распределитель 11 управляет многоканальный компаратор 8, который срабатывает в момент равенства опорного напряжения, снимаемого с источника 1 с суммой напряжений управления Uy и смещения UCM. В момент равенства сигнала задания тока з и выходного напряжения блока 7 общий компаратор 9 вырабатывает импульс управления , который, перейдя через формирователь 10 импульсов, с помощью распределителя 12 передается на соответствующие усилители мощности 13,адалеена тиристоры преобразователя. 3 ил. СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 02 М 7/12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4690970/07 (22) 13.03.89 (46) 23.03.92. Бюл. М 11 (71) Всесоюзный заочный политехнический институт (72) А.И. Абрамов (53) 621.314.27 (088.8) (56) Руденко В.С., Сенько В.И., Чиженко

И.М. Основы преобразовательной техники, М.: Высшая школа, 1980, стр. 102, рис. 85.

Авторское свидетельство СССР

N -650201, кл. Н 02 М 7/12, 1977. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

МНОГОФАЗНЫМ ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗО ВАТЕЛ ЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в частотно-регулируемом электроприводе.

Цель изобретения — надежность, снижение трудоемкости изготовления, увеличение точности отработки сигнала задания. Многофазные выходы источников 1 и 2 основноИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ведомых вентильных преобразователях, предназначенных для электропривода постоянного или переменного тока.

Известно устройство для управления многофазным вентильным преобразователем, в котором количество каналов управления, и количество узлов сравнения вдвое меньше числа тиристоров. Уменьшенное число каналов управления потребовало применение распределителя импульсов, так как каждый канал формирует импульсы для двух тиристоров в двухфазном преобразователе или для четырех тиристоров в шестифазном преобразователе, Недостатком этого устройства является то, что при работе на двига„„5U 1721755 А1 го опорного напряжения (ООН) и дополнительного опорного напряжения (ДОН) с помощью аналоговых коммутаторов 4 и 5 поочередно подключается к входам блока 7 линеаризации, на другие входы которого поступает напряжение с выхода сумматора 6, пропорциональное линейному напряжению сети, и напряжение управления Оу, пропорциональное ЭДС вращения двигателя. Работой коммутаторов 4 и 5 через распределитель 11 управляет многоканальный компаратор 8, который срабатывает в момент равенства опорного напряжения, снимаемого с источника 1 с суммой напряжений управления 0У и смещения Uew. В момент равенства сигнала задания тока ia u выходного напряжения блока 7 общий компаратор 9 вырабатывает импульс управления, который, перейдя через формирователь 10 импульсов,с помощью распределителя 12 передается на соответствующие усилители мощности 13, а далее— на тиристоры преобразователя. 3 ил. тель ухудшается точность отработки сигнала задания тока в режиме. прерывистых токов, где характеристика преобразователя оказывается сугубо нелинейными.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее источники основного и дополнительного опорного сигнала, при этом в него введен блок линеаризации, который формирует опорный сигнал по закону, соответствующему зависимости среднего значения прерывистого тока преобразователя от текущего угла управления. В такой многоканальной системе управления каждый канал содержит последовательно включенные блок линеаризации, компаратор, формирователь импульсов; импульсы управления распр ее1721755 ляются по тиристорам с помощью распределителя. Недостаток такого устройства заключается в сложности настройки, в асимметрии импульсов управления,,обусловленной неидентичностью всех каналов управления, что приводит к снижению точности отработки сигнала задания.

Цель изобретения — увеличение точности отработки сигнала задания, увеличение надежности и уменьшение габаритов.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя группами аналоговых коммутаторов, двумя дополнительными сумматорами, общим компвратором и вторым распределителем, причем выходы источника .основного опорного напряжения соединены с информационными входами одной группы аналогичных коммутаторов и входами многоканального компаратора, выходы источника дополнительного опорного напряжения соединены с информационными входами другой группы аналоговых коммутаторов, входы блока линеаризации соединены с выходами обеих групп аналоговых коммутаторов и выходом второго дополнительного сумматора, входы которого соединены с выходами аналоговых коммутаторов, управляющие входы которых соединены с выходом первого. распределителя, выход блока линеаризации соединен с входом общего компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, входы первого распределителя соединены с выходами. второго распределителя и формирователя импульсов, выходы второго распределителя соединены с усилителями мощности.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — схема блока лианеризации; на фиг.3 — временные диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого устройства.

Устройство (см.фиг.1) содержит источник 1 основного опорного напряжения, источник 2 дополнительного опорного напряжения, формирователь 3 селекторных зон, две группы аналоговых коммутаторов 4 и 5, дополнительный сумматор 6, блок 7 линеаризации, многоканальный компаратор 8, общий компаратор 9, формирователь

10 импульсов, распределители 11 и 12, усилители мощности 13, при этом распределители 11 и 12 объединены в блок 14 распределителей, и дополнительный сумматор 15, Блок 7 (см.фиг.2) содержит первый, второй, третий сумматоры 16 — 18, нелинейный преобразователь 19, элемент 20 ИЛИ, четыре входа 21-24 блока линеаризации, выход 25 блока линеаризации. На первый вход 21 поступает основное опорное напряжение источника 1, которое получается на выходе аналогового коммутатора 4, На второй вход 22 поступает дополнительное опорное напряжение от источника 2, кото5 рое получается на выходе аналогового коммутатора 5. На третий вход 23 поступает управляющее напряжение Оу, пропорциональное гладкой составляющей выходного напряжения (с обратным знаком), формиру10 емое источником управляющего напряжения (на фиг.1 не показан). На четвертый вход

24 поступает напряжение, пропорциональное мгновенному значению выходного напряжения вентильного и реобразователя

15 Ub, получаемое на выходе сумматора 6. Это напряжение пропорционально линейному напряжению (в мостовых схемах) или фазному напряжению (в нулевых схемах преобразователя). Входы первого сумматора 16

20 соединены с входами 21 и 23, входы второго сумматора 17 соединены с входом 22 и выходом преобразователя 19, входы третьего сумматора 18 соединены с входами 23 и 24, вход преобразователя 19 соединен с выхо25 дом сумматора 16, входы элемента 20 соединены с выходами сумматоров 17 и 18.

Блок линеаризации работает следующим образом.

Выходное напряжение блока линеари30 зации Uap (см.фиг.3) состоит из трех участков с разными углами наклона. На верхнем участке с наибольшим углом наклона, соответствующем непрерывному току вентильного преобразователя, разность основного

35 опорного напряжения и управляющего напряжения Uy положительна, и коэффициент передачи нелинейного преобразователя 19 наибольший. Указанная разность напряжений получается на выходе сумматора 16 и, 40 проходя через нелинейный преобразователь 19, суммируется с дополнительным опорным напряжением в сумматоре 17. Образовавшаяся сумма напряжений проходит через элемент 20 на выход 25 блока линеа45 ризации. В режиме прерывистого тока разность основного опорного напряжения и управляющего напряжения Оу становится отрицательной, а нелинейный преобразователь 19 уменьшает коэффициент передачи, 50 что приводит к уменьшению угла наклона выходного напряжения блока линеаризации 0ьл (средний участок в кривой Uag на фиг.3). В области малых значений прерывистого тока разность напряжений {Ub< — Uy)

55 становится больше, чем напряжение с выхода сумматора 17. Указанная разность проходит через элемент 20 на выход 25 блока линеаризации, что приводит к второму излому в напряжении Usa и появлению третьего участка в кривой Usa,. Полученное таким об1721755 разом результирующее опорное напряжение на выходе 25 линеаризирует передаточную характеристику вентильного преобразователя.

Устройство при управлении трехфазным мостовым преобразователем, работающим на двигатель, работает следующим образом.

Источник (см.фиг,1) формирует три косинусоидальных опорных напряжения

ООНд, ООНв и ООНс (по числу фаэ питающей сети) (фиг,3). Источник 2 формирует три синусоидальных опорных напряжения

DOHA, ООНв, ООНс (см.фиг.3). Многоканальный компаратор М К содержит три компаратора. На вход каждого компаратора поступает одно из основных опорных напряжений и через сумматор 15 управляющее напряжение Цу, пропорциональное

ЭДС вращения двигателя, и напряжение смещения UCM. На выходах многоканального компаратора МК формируются импульсы (MKA, МКв, МКс на фиг. 3), фронты которых совпадают с моментами равенства соответствующего основного опорного напряжения сумме напряжений Uy+UcM (моменты Ч1, Vz, Чз, V4, Va, Ч6 на фиг.3). Из этих импульсов распределитель 11 формирует неперекрывающиеся импульсы Р!д, Р! в, Р! с (см.фиг.3), Во время действия этих импульсов аналоговые коммутаторы 4 и 5 пропускают на выход одноименное опорное напряжение. Например, в интервале Чг-Чз действует импульс

PIA, На выходе аналогового коммутатора 4 появляется напряжение ООНд, а на выходе аналогового коммутатора 5 — напряжение

ООНд.

Таким образом, на выходе коммутатора

4 действует напряжение 0дк1, обведенное на фиг.3 утолщенной линией и состоящее из отрезков трех напряжений, OOHA, OOHg, ООНс. На выходе аналогового коммутатора

5 действует напряжение UAK2, обведенное на фиг.3 утолщенной линией и состоящее из отрезков напряжений ООНд, ООНв, ООНс, Иэ напряжений UAK1 и UAK2, взятых в определенных пропорциях, на выходе сумматора 6 получается напряжение Uo, пропорциональное линейным напряжениям (см,фиг.3, кривая 14). Из трех напряжений— основного (UAK1), дополнительного (UAK2) опорных напряжений и напряжения Ue, пропорционального линейному напряжению, блок 7 формирует результирующее опорное напряжение Оьл (см.фиг.2). Принцип формирования описан выше. Общий компаратор 9 вырабатывает импульс управления в момент равенства результирующего опорного напряжения 0ьл сигналу задания !3, пропорциональному току задания, Импульс лителем Рг по соответствующим усилителям 13, выходы которых соединены

5- с управляющими электродами силовых ти15

55

50 управления стандартизируется формирователем 10 а затем распределяется распредеристоров. Работой распределителей 11 и 12 блока 14 управляет формирователь 3.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить общее количество аналоговых элементов и число подстраиваемых элементов, упростить настройку, повысить надежность, уменьшить разброс углов включение тиристоров и, тем самым, повысить точность отработки сигнала задания. В устройстве оба распределителя 11 и 12 выполнены как одно целое в виде программируемого постоянного запоминающего устройства (блок 14), Замена распределителей 11 и 12 на единый блок позволяет уменьшить общее количество элементов, повысить надежность, упростить технологию изготовления, Формула изобретения

Устройство для управления многофазным вентильным преобразователем, содержащее источники основного и дополнительного опорных напряжений, первый распределитель импульсов, усилители мощности, выходы которых использованы в качестве выходов устройства, многоканальный компаратор, формирователи селекторных зон, определяющих возможный диапазон углов управления, источник управляющего напряжения, пропорционального гладкой составляющей выходного напряжения вентипьного преобразователя, источник сигнала задания тока, пропорционального требуемому выходному току вентильного преобразователя, блок линеаризации, состоящий из трех сумматоров, нелинейного преобразователя и элемента ИЛИ, входы элемента ИЛИ соединены с выходами второго и третьего сумматоров, вход нелинейного преобразователя соединен с выходом первого сумматора, выход нелинейного преобразователя соединен с входом второго сумматора, первый, второй и третий входы блока линеаризации соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего сумматоров, четвертый вход блока линеаризации соединен с вторыми входами первого и третьего сумматоров и выходом источника управляющего напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности отработки сигнала задания тока, увеличения надежности и уменьшения габаритов, оно снабжено двумя группами аналоговых коммутаторов, дву1721755 мя дополнительными сумматорами, общим коммутатором, вторым распределителем, формирующим импульсы неперекрывающихся зон, фронты которых совпадают с фронтами соответствующих зон многока- 5 нального компаратора, источником сигнала смещения, причем выходы источника основного опорного напряжения соединены с информационными входами одной группы аналоговых коммутаторов и входами много- 10 канального компаратора, другие входы которого соединены с выходом первого дополнительного сумматора, входы которого соединены с источником сигнала смещения и источником управляющего 15 напряжения, выходы источника дополнительного опорного напряжения соединены с информационными входами другой группы аналоговых коммутаторов и входами формирователя селекторных зон, первый, второй и третий входы блока линеаризации соединены соответственно с выходами первой и второй групп аналоговых коммутаторов и выходом второго дополнительного сумматора, входы которого соединены с выходами аналоговых коммутаторов, управляющие входы которых соединены с выходом второго распределителя, входы которого соединены с формирователем селекторных зон и выходом многоканального компаратора, выход блока линеаризации и источник сигнала задания тока соединены с входом общего компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, входы первого распределителя соединены с выходами второго распределителя и формирователя импульсов, выходы первого распределителя соединены с усилителями мощности.

1721755

Редактор Т. Шагова

Заказ 961 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

О мк„

О

® В

О мкс а

РЪ

0 Â

С

О !

LJñ

Составитель В. Миронов

Техред М.Моргентал Корректор И, Муска