Способ управления вентилями коммутатора автономного инвертора тока

 

Сущность изобретения: для каждого канала управления измеряют выходное напряжение , формируют опорное напряжение, измеряют временные интервалы между соседними импульсами управления всех вентилей, формируют напряжение управления, пропорциональное разности соседних временных интервалов, суммируют его с опорными напряжениями с различными знаками для каналов управления вентилями анодной и катодной групп и в момент равенства указанных выходных напряжений с результатами суммирования в каждом канале формируют итмпульсы управления , 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)я Н 02 М 7/48

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4648442/07 (22) 10,02.89 (46) 23,07.92. Бюл, ¹ 27 (71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И,Ленина (72) Г,Г.Адамия, В.И.Кузькин и А.Д.Новиков (56) Чванов В.А. Динамика автономных инверторов с прямой коммутацией. — M,; Энергия, 1978, с. !17 — 127, В.А,Чванов. Динамика автономных инверторов с прямой коммутацией, — М.: Энергия, 1978, с.117 — 127, рис.13 — 11, (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЯМИ

КОММУТАТОРА АВТОНОМНОГО ИНВЕРТ0РА ТОКА

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в автономных инверторах тока агрегатов бесперебойного питания и инверторах, предназначенных для питания специальных нагрузок.

Известно, что при управлении инверторами тока по зависимому и комбинированному способам управления импульсы управления вентилями коммутатора формируют в моменты, определяемые напряжением на шинах коммутатора и способом построения задатчика угла, Поэтому к системе управления инвертора предьявляются повышенные требования с точки зрения обеспечения устойчивости статического режима, Режим работы инвертора характеризуется неустойчивостью в виде свойственных нелинейным системам предельных циклов, Неустойчивость определяется способом построения задатчика угла (д = const). Рассматриваемые предельные циклы выражаются в появлении третьей

„„SU „„1750009А1

2 (57) Сущность изобретения: для каждого канала управления измеряют выходное напряжение, формируют опорное напряжение, измеряют временные интервалы между соседними импульсами управления всех вентилей, формируют напряжение управления, пропорциональное разности соседних временных интервалов, суммируют его с опорными напряжениями с различными знаками для,каналов управления вентилями анодной и катодной групп и в момент равенства указанных выходных напряжений с результатами суммирования в каждом канале формируют импульсы управления, 3 ил. гармоники в сигнале управления вентилями коммутатора. Последнее обстоятельство обуславливает следующую особенность в поведении системы управления.

Импульсы анодной и катодной групп относительно симметричного режима сдвинуты на одинаковое расстояние; но в разные стороны (например, импульсы анодной группы сдвинуты вправо, а импульсы катодной группы — влево). Т.е. появляется внутри- . «Э фазовая несимметрия в системе С управления: расстояния (временной интер- Ч,) вал) от анодного импульса до катодного и от катодного до анодного в одной и той же фазе не равны. Это приводит к появлению четных гармоник в выходном напряжении.

Качество напряжения на нагрузке ухудшается и режим считается неприемлемым для питания нагрузки.

Известна схема задатчика угла, обеспечивающая коммутационную устойчивость и устойчивость инвертора как замкнутой системы;

1750009

Однако работа с таким задатчиком угла в инверторах агрегатов бесперебойного питания показала, что при изменении параметров, силовой схемы инвертора или при определенных видах нагрузкл все равно наблюдается неустойчивость системы в виде свойственных нелинейным системам предельных циклов.

Целью изобретения является расширение областей применения автономных инверторов тока с комбинированным и зависимым способами. управления за счет исключения внутрифазовой несимметрии при изменении параметров силовой схемы и различных видах нагрузки, Поставленная цель достигается тем, что производится измерение временных интервалов между анодными и катодными импульсами коммутатора, сравниваются временные и ITepBGllbl от анодных импульсов до катодных с временными интервалами от катодных импульсов до анодных и в случае их неравенства формируется сигнал, вели;:.на которого пропорциональна сигналу рассогласования. Этот сигнал осуществляет коррекцию фазового положения анодных и катодных импульсов так, что режим становится симметричным.

Всякий переходный процесс, связайный с изменением режима работы автономного инвертора (изменение входного напряжения, изменение нагрузки), сопровождается изменением углов д для восстановления режима неизменного (заданного) напряжения на нагрузке, При этом симметрия импульсов коммутатора в переходном процессе, естественно, нарушается, Поэтому в переходных режимах, связанных с изменением порядка чередования импульсов, коррекция фазового положения импульсов анодной и катодной групп запоещается, а в переходных процессах, не связанных с изменением порядка чередования импульсов, ограничивается.

На фиг.1 приведена функциональная схема системы управления коммутатора инверторов тока с зависимым или комбинированным управлением на фиг.2а — режим работы инвертора на импульсную нагрузку (неуп равляемые однофазн ые выпрямители с бестрансформаторным входом, нагруженные íà RC-нагрузку); на фиг,3а — работа указанного инвертора при его работе на номинальную линейную нагрузку при уменьшении входного реактора (сглаживающего реактора) инвертора в двэ раза; на фиг.26 и 36- эти же режимы после введени устройства устранения внутрифазовой несимметрии по предлагаемому способу, На фиг,2 и 3 приняты следующие обозначения:

Ud>i — противоЭДС инвертора;

Id — входной ток инвертора;

n — импульсы коммутатора;

4 — ток в фазе нагрузки;

Uy< — фазное напряжение нагрузки.

Схема содержит формирователь 1 сигнала рассогласования временных интервалов между анодными и катодными импульсами, логическое устройство 2, задатчики углов анодной 3 и катодной 4 групп вентилей, формирователи импульсов анодной 5 и катодной 6 групп вентилей и вентильный коммутатор 7, Схема работает следующим образом.

На входы формирователя 1 сигнала рассогласования временных интервалов между анодными и катодными импульсами поступают импульсы управления коммутатора 7 с формирователей импульсов анодной 5 и кэтодной 6 групп вентилей.

Б формирователе 1 осуществляется измерение временных интервалов между всеMM СОСЕДНИМИ ИМПУЛЬСами (t1 2; 12-3; t3-4;

t4 5; t5-5: t5-1, t1 2..., где 1 — время, а 1-6— номера импульсов в порядке их циклического следования), Сравниваются временные интервалы от анодного до ближайшего катодного импульса с интервалом от данного

30 сигнал, величина которого пропорциональна сигналу рассогласования временных интервалов, а полярность — знаку рассогласования. Это осуществляется, например, при помощи счетчиков числа стандартных импульсов на временном интервале.

Сформированный таким образом сигнал поступает на двуполярные выходы формирователя 1 для последующей коррекции анодной и катодной групп (суммированием

50 данного сигнала с опорным, формируемым. задатчиком угла), Например, если временной интервалы между анодными и катодными импульсами больше временного интервала между катодными и энодными импульсами, то полярность на выходах формирователя 1 такова, что в задэтчиках угла . анодной группы 3 фазовое положение импульсов корректируется вправо (уменьшение угла д ), э в зэдатчиках угла катодной

35 катоцного импульса до следующего анодноto и так далее (вычисляются разности t1-2t2-3, т2 — 3 — t3 — 4; t3-4 — t4-5 и т.д.), ФоРмиРУетсЯ

1750009 группы 4 — влево (увеличение угла д ), т.е, с разными знаками, Возможно построение схемы, в которой измерение разности временных интервалов производится независимо в каждой фазе (т.е. между 1 — 4 — 1; 5

3-6 — 3; 2 — 5 — 2-5--). В остальном работа аналогична описанной выше.

Кроме того, в формирователе 1 осуществляются ограничение сигнала рассогласования и его блокировка логическим 10 устройством 2 при переходных процессах, связанных с нарушением циклического по- рядка следования импульсов (например, пуск инвертора, режимы внешних несимметричных коротких замыканий и др.). 15

Логическое устройство может быть выполнено, например, на операционном усилителе с двусторонним ограничением и ключевом элементе, обнуляющем, выход операционного усилителя по указанным 20 сигналам, С выхода задатчиков угла анодной 3 и катодной 4 групп сигналы, определяющие фазовое поло>кение импульсов коммутатора 7, поступают на формирователи импуль- 25 сов анодной 5 и катодной 6 групп вентилей, в которых формируются импульсы требуемых формы и длительности. С формирователей импульсов 5 и 6 импульсы поступают на вентили коммутатора 7 и формирователь 1. 30

На фиг,2а и За показаны неустойчивые режимы, характеризующиеся повышенной внутрифазовой несимметрией импульсов управления коммутатора трехфазного мостового инвертора тока с комбинированным 35 управлением.

Одним из важных требований к современным инверторам АБП является их работа на импульсную нагрузку (бестрансформаторные блоки питания, 40 представляющие собой неуправляемые выпрямители, нагруженные íà RC-нагрузку), Причем доля этих нагрузок в общем составе растет и может превышать 40-50 номинальной мощности инвертора. Кроме того, тенденцио, к уменьшению массогабаритных показателей инверторов, улучшению динамики инвертора требует уменьшения величины входного реактора, Поэтому предлагаемый способ позволяет получить экономический эффект от увеличения доли импульсной нагрузки, улучшения динамики и снижения массы инверторов за счет уменьшения входного реактора.

Формула изобретения

1. Способ управления вентилями коммутатора автономного инвертора тока с комбинированным или зависимым управлением, заключающийся в том, что для каждого канала управления измеряют выходное напряжение инвертора, формируют опорное напряжение и формируют импульсы управления вентилями анодной и катодной групп, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью расширения области применения при различных параметрах силовой схемы и нагрузки, измеряют временные интервалы между соседними импульсами управления всех вентилей, формируЬт напряжение, пропорциональное разности соседних временных интервалов, суммируют его с опорными напря>кениями с различными знаками для каналов управления вентилями анодной и катодной групп и в момент равенства указанных выходных напряжений с результатами суммирования в каждом канале формируют указанные импульсы управления.

2. Способ по и 1, отличающийся тем, что измерение временных интервалов производят в каждой фазе отдельно.

1750009

1750009

Составител ь Г.Адамия

Техред M.Moðãåíòàë

Корректор О.Ципле

Редактор Т.Иванова

Заказ 2602 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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