Устройство для управления преобразователем частоты с естественной коммутацией

 

II 11 650174

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соеетских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 15.07.76 (21) 2384069124-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень ¹ 8 (45) Дата опубликования описания 30.01.79 (51) М

Н 02 М 1/08

Государстеенный коиитет (о3) УДК 621.314.27 (088,8) оо лелем изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Б. А. Сташишин (71) Заявитель

Новосибирский электротехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ С ЕСТЕСТВЕННОЙ КОММУТАЦИЕЙ

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно для управления статическими преобразователями частоты и может быть использовано в регулируемых реверсивпых выпрямителях. 5

Известны устройства для управления преобразователями с обратной связью и асинхронным формированием импульсов отпирания с последующим распределением пх по вентилям преобразователя. 10

Известное устройство содержит источник сигнала задания и датчик тока, подключенные к входам сравнивающего устройства, выход которого через логические схемы И, усилители импульсов подключены к управ- 15 ляющим электродам тиристоров преобразователя. При этом на остальные входы схем И, кроме того, подключены выходы детектора полярности напряжения и блока раздельного управления (1). 20

Недостаток известного устройства состоит в низкой надежности управления при псрвом включении и в переходных режимах, связанных с реверсом направления тока нагрузки, что обусловлено неопределенностью 25 фазового управления и распределения данного типа системы при наличии только сигнала задания и отсутствии сигнала обратной связи в этих режимах.

Известны также устройства, в которых импульсы отпирания, сформированные асинхронно в блоке формирования, распределяют по вентилям в блоке логики И, учитывающем фазовые значения углов отпирания прп реверсе тока нагрузки. Кроме того, этн устройства содержат второй формирователь импульсов отпирания, ограничивающих инвертирование, датчик тока, датчик проводящего состояния тирпсторов, устройство раздельного управления, блок синхронизации и ввод для подключения управляющего сигнала (2).

Недостаток известного устройства состоит в низкой надежности управления при первом включении, так как устройства логики распределения не могут обеспечить определение фазовых значений распределения в функции c»IIIaла задания и, кроме того, отпирание тиристоров короткими импульсами ненадежно.

Целью изобретения является повышение надежности управления в переходных режимах работы преобразователя.

Для этого устройство для управления преобразователем частоты с естественной коммутацией, содержащее два формирователя импульсов отпирания вентилей, первый из которых «остопт пз сумматора, интегратора

650174

3 и блока сравнения, логический распределитель импульсов с усилителем, блок раздельного управления, датчик проводящего состояния, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала и блок синхронизации с питающей сетью, дополнительно снабжено программным распределителем с реверсом и датчиком полярности сигнала задания, запоминающим устройством и вторым логическим распределителем с усилителем, при этом выходы формирователей подключены к входам первого логического распределителя, к двум другим входам которого подключены выходы программного распределителя и блока синхронизации, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала подключен к входу программного распределителя через рсверсор и к блоку раздельного управления через датчик полярности, выход датчика проводящего состояния — к второму входу блока раздельного управления, при этом выходы первого логического распределителя через запоминающее устройство, второй распределитель и усилитель подключены к вентилям, а выходы блока раздельного управления подключены кблоку сравнения, реверсору, запоминающему устройству и второму распределителю.

На фиг. 1 изображено устройство для управления вентилями преобразователя, функциональная блок-схема; на фиг. 2— эпюры импульсов на выходах отдельных блоков системы, поясняющие ее работу.

Устройство содержит формирователь 1 основных импульсов отпирания, который состоит из сумматора 2, интегратора 3 и блока сравнения 4 с управляемым направлением сравнения; второй формирователь 5 импульсов отпирания, датчик б тока вентилей; блок 7 раздельного управления, управляемый реверсор 8 полярности; блок 9 синхронизации с питающей сетью; датчик 10 полярности напряжения питания; программный распределитель 11; первый логический распределитель 12, запоминающее устройство 13; второй логический распределитель

14, блоки 15, 16 усилителей.

На фиг. 2 — импульсы 17, а — сигналы на входе сумматора 2, б — на выходе сумматора 2 и входе интегратора 3, в — на выходе интегратора 3, г — на выходе блока сравнсния 4, импульсы 18 на выходах блоков

11 и 12, импульсы 19 на выходе блока 5, импульсы 20 с выхода первого логического распределителя 12, импульсы 21 на выходах блоков 14, 15, длинные импульсы 22 на выходах блоков 14, 1б.

Устройство работает следующим образом.

Поступающее на вход устройства напряжение задания U» (t) вычитают из сигнала обратной связи U„(t) в сумматоре на входе формирователя импульсов 1 (см. фиг. 2, импульс 17), где реализуют основное уравнение управления

Зо

4

4+1

J fU. (t) — и„,(t)11dt О, к где гп+ — искомое время формирования переднего фронта импульса отпирания, 4 — время предшествующей коммутации вентилей преобразователя.

Знак неравенства зависит от направления протекания тока нагрузки преобразователя и реализуется в системе управления путем изменения направления сравнения в блоке 4 формирователя 1, осуществляемое сигналами блока 7 раздельного управления.

Сформированные таким образом «короткие» (по длительности) импульсы отпирания с выхода формирователя 1 поступают в блок 12 распределения, где распределяются по вентилям «длинными» импульсами, поступающими от программного распределителя 11 (фиг. 2, импульсы 18). Импульсы

18 блока 11, сформированные по арккосинусоидальному закону со сдвигом на величину — Ла= — для ооеспечения степени своm боды замкнутой системы управления, т. е. зад и а = are cos Оп max m где У,am» — амплитуда опорного развертывающего сигнала синусоидальной формы.

Таким образом, импульсы распределения

18 блока 11, сформированные в соответствии с сигналом задания по приближенной регулировочной характеристике преобразователя, ограничивают амплитуду возможной ошибки первого включения преобразователя и ограничивают тем самым амплитуду переходного процесса перехода системы на более точный замкнутый принцип управления от блока 1.

Кроме того, в блоке 12 одновременно распределяют импульсы ограничения инвертирования блока 4 распределяющими сигналами от блока 9.

Импульсы 17 и 19, распределенные по вентилям на выходах блока 12, имеют вид сдвоенных (см, фиг, 1, 2, импульсы 20) .

С выходов 12 сдвоенные «короткие» импульсы поступают на входы запоминающего устройства 13 с внутренними обратными связями, где по переднему фронту первого из двух импульсов производят увеличение длительности импульсов отпирания, Окончательное распределение этих импульсов по комплектам вентилей производят распределителем 14 импульсами блока раздельного управления 7.

На вентили мостовой схемы, образующие цепь тока нагрузки поступают импульсы 21, 22 (см. фиг. 2).

Сформированные таким образом и дублированные импульсы отпирания поступают

650174 на управляющие электроды тиристоров через усилители мощности 14 и 15.

Испытания данного устройства для управления показали, что амплитуда бросков напряжения выхода преобразователя в результате перерегулирования снизилась от аварийных значений до номинально допустимых, а время перехода системы на основной замкнутый алгоритм управления заканчивается в пределах второго интервала проводимости после включения.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем частоты с сстсственной коммутацией, содержащее два формирователя импульсов отпирания вентилей, первый из которых состоит из сумматора, интегратора и блока сравнения, логический распределитель импульсов с усилителем, блок раздельного управления, датчик проводящего состояния, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала и блок синхронизации с питающей сетью, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности управления в переходных режимах, оно дополнительно снабжено программным распределителем с реверсором и датчиком полярности сигнала задания, запоминающим устройством и вторым логическим распределителеМ с усилителем, при этом выходы формирователей подключены к входам первого логического распределителя, к двум другим входам которого подключены выходы программного распределителя и блока синхронизации, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала подключен к входу программного распределителя через реверсор и

10 к блоку раздельного управления через датчик полярности, выход датчика проводящего состояния — к второму входу блока раздельного управления, при этом выходы первого логического распределителя через

15 запоминающее устройство, второй распределитель и усилитель подключены к вентилям, а выходы блока раздельного управления подк:почсны к блоку сравнения, реверсору, запоминающему устройству и второму рас20 предел птелю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Автор ское свидетельство СССР № 251050, кл. Н 02М 1/08, 1969.

25 2. Сборник «Устройства преобразовательной техники», вып. 1, Киев, 1969, статья

«О построении замкнутых (следящих) систем управления многофазными преобразователями частоты с непосредственной свя30 зью».

650174

Выход го

Put Z

Редактор Ю. Челюканова

Заказ 2715/13 Изд. № 160 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель О. Наказная

Техред Н. Строганова

Корректоры; Е. Хмелева и Л. Брахнина