Многоканальный блок периодической развертки для управляемого многофазного выпрямителя
Изобретение предназначено для использования в регулируемых многофазных выпрямителях с L-C фильтром. Технический результат состоит в расширении возможностей блока периодической развертки для управляемых многофазных выпрямителей за счет обеспечения полного диапазона регулирования и учета режима прерывания тока в дросселе фильтра выпрямителя. В блоке периодической развертки для управляемых многофазных выпрямителей формирование сигнала периодической развертки осуществляется непосредственно из сигналов, пропорциональных входному и выходному напряжению выпрямителя, что позволяет обеспечить максимальный диапазон для угла управления ключевыми элементами, а введение датчика тока дросселя фильтра, формирователя поправок и узла включения поправок позволяет учесть режим прерывания тока в дросселе фильтра при формировании сигнала периодической развертки. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области автоматического управления и предназначено в основном для тиристорных многофазных выпрямителей.
Известен блок управления преобразователем напряжения с ШИМ, в котором для формирования управляющего сигнала, переключающего импульсный элемент, используется сигнал временной развертки с пилообразным напряжением [1]. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является блок периодической развертки для преобразователя напряжения, содержащий узел напряжений и формирователь развертки, формирователь развертки состоит из двух узлов интегрирования и суммирующего усилителя, выход суммирующего усилителя является выходом блока периодической развертки, входы узла напряжений соединены с шинами питания и выходной шиной преобразователя, узел напряжений имеет два выхода, на первом выходе узла напряжений формируется сигнал, пропорциональный напряжению, приложенному к дросселю фильтра после коммутации ключевого элемента преобразователя, на втором выходе узла напряжений формируется сигнал, пропорциональный напряжению, приложенному к дросселю фильтра до коммутации ключевого элемента преобразователя, аналоговый вход первого узла интегрирования соединен с первым выходом узла напряжений, преобразователя, аналоговый вход второго узла интегрирования соединен со вторым выходом узла напряжений, установочные входы обоих узлов интегрирования соединены с шиной синхронизации, первый узел интегрирования имеет один выход, второй узел интегрирования имеет два выхода, все выходы узлов интегрирования соединены с входами суммирующего усилителя [2]. В известном блоке периодической развертки сигнал периодической развертки формируется по следующему выражению: где L - индуктивность дросселя фильтра, U1L(t), U2L(t) - напряжения на дросселе фильтра для режимов до и после коммутации ключевого элемента, U1L= U1вх-Uвых, U2L=U2вх-Uвых, U1вх - напряжение питания, подаваемое на вход фильтра до коммутации ключевого элемента, U2вх - напряжение питания, подаваемое на вход фильтра после коммутации ключевого элемента, tc - моменты синхронизации (возвращения ключевого элемента и интеграторов в исходное состояние), Тn - период коммутации (tc<tгде UAB = Uмsin(t), UCB = Uмsin(t+/3), = 2f.
Пренебрегая пульсациями напряжений Uм, Uвых на интервале периода коммутации на решение уравнения (2), его можно преобразовать к виду
где k1, k2 и k3 - масштабные коэффициенты при сигналах, пропорциональных входным и выходному напряжению выпрямителя
Сигнал YрАВ по уравнению (3) формируется с помощью суммирующего усилителя 2 формирователя развертки E4. Для учета возможного режима прерывания тока в дросселе фильтра выпрямителя в многоканальный блок периодической развертки дополнительно введены датчик тока, формирователи поправок 3, 414n и узел включения поправок 5, при этом по одному формирователю поправок 4 введено в каждый формирователь развертки Е1Еn и введен один общий формирователь поправки 3, датчик тока включен в цепь дросселя фильтра выпрямителя, формирователи поправок 3, 414n имеют аналоговый и установочный входы, установочные входы формирователей поправок 3, 414n соединены с выходом узла включения поправок 5, вход узла включения поправок 5 соединен с выходом датчика тока Uд.т, в формирователях разверток Е1Еn суммирующие усилители 4 выполнены с двумя дополнительными входами, первый дополнительный вход каждого суммирующего усилителя 2 соединен с инверсным выходом формирователя поправок 4, аналоговый вход которого соединен со вторым входом этого же суммирующего усилителя 2, второй дополнительный вход суммирующих усилителей соединен 2 с инверсным выходом общего формирователя поправок 3, аналоговый вход общего формирователя поправок 3 соединен с выходом Yвых узла напряжения 1. Работу многоканального блока периодической развертки для управляемого многофазного выпрямителя с учетом режима прерывания тока дросселя выпрямителя рассмотрим для шестиканального блока периодической развертки для трехфазного мостового выпрямителя на примере формирования сигнала периодической развертки YрАВ для канала АВ формирователем развертки E1. Режим прерывания тока в дросселе фильтра выпрямителя отличается от обычного режима тем, что в этом режиме напряжение на дросселе фильтра выпрямителя равно нулю, поэтому при формировании сигнала развертки по уравнению 2 его можно учесть обнулением на время прерывания тока дросселя входа U1L=UСВ-Uвых соответствующей цепочки интеграторов, соответственно в формирователе развертки E1 формирующего сигнал YрАВ по уравнению 3 этот режим учитывается вычитанием соответствующих интегралов из уравнения 3. Таким образом, для канала регулирования АВ получим
где - сигналы поправок,
- масштабные коэффициенты. Сигнал поправки Sвых формируется формирователем поправки 3, а сигнал поправки SСВ формируется в формирователе развертки E1 формирователем поправки 4, при этом каждый формирователь поправок 3, 4 представляет собой два интегрирующих усилителя, включенных последовательно, аналоговый вход первого из них соединен с выводом, сигнал которого требуется откорректировать, на выходе второго интегрирующего усилителя формируется сигнал поправки, установочные входы всех формирователей поправок 3, 4 соединены с выходом узла включения поправок 5, который выдает сигнал на включение интегрирующих усилителей формирователей поправок 3, 4 при отсутствии тока в дросселе фильтра выпрямителя, по сигналу с датчика тока Uд.т. интегрирующие усилители включаются в момент tnp прерывания тока в дросселе фильтра и устанавливаются в нуль при появлении тока в дросселе фильтра или при отсутствии тока более одного периода. Аналогично формируются сигналы временных разверток для других каналов регулирования, при этом на выходе формирователя поправок Е2 формируется сигнал развертки
YрАС=k1YAC+k2YAB+k3Yвых+k4SAB+k5Sвых, (4.2)
на выходе формирователя поправок Е3 формируется сигнал развертки
YрВС=k1YВС+k2YАС+k3Yвых+k4SАС+k5Sвых, (4.3)
на выходе формирователя поправок Е4 формируется сигнал развертки
YрВА=k1YВА+k2YВС+k3Yвых+k4SВС+k5Sвых, (4.4)
на выходе формирователя поправок E5 формируется сигнал развертки
YрCA=k1YCA+k2YBA+k3Yвых+k4SBA+k5Sвых, (4.5)
на выходе формирователя поправок E6 формируется сигнал развертки
YрСВ=k1YСВ+k2YСА+k3Yвых+k4SСА+k5Sвых. (4.6)
Таким образом, формирование сигнала периодической развертки непосредственно из сигналов, пропорциональных входному и выходному напряжению выпрямителя, позволяет обеспечить максимальный диапазон для угла управления ключевыми элементами, а введение датчика тока дросселя фильтра, формирователя поправок и узла включения поправок позволяет учесть режим прерывания тока в дросселе фильтра при формировании сигнала периодической развертки для управляемых многофазных выпрямителей. ЛИТЕРАТУРА
1. Условия устойчивости и коэффициент стабилизации импульсного стабилизатора с обратными связями по току и напряжению /Г.А. Белов, С.А. Кузьмин - ЭТВА, Вып. 15. С.48.: Радио и связь, 1984. 2. Патент РФ на изобретение по заявке 98123015/09(0125140) МПК7 G 05 F 1/56 1998 (прототип).
Формула изобретения
РИСУНКИ
Рисунок 1PD4A - Изменение наименования обладателя патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение
(73) Новое наименование патентообладателя:
Открытое акционерное общество "Научно-производственный центр "Полюс" (RU)
Адрес для переписки:
634050, г. Томск, пр. Кирова, 56 "в", ОАО "НПЦ "Полюс"
Извещение опубликовано: 20.05.2007 БИ: 14/2007