Устройство для управления фазным вентильным преобразователем

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ iц65020I

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 24.06.76 (21) 2376894/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 28.02.79. Бюллетень № 8 (45) Дата опубликования описания 28.02.79

К (51) М. К..

Н 02Р 13!16

Государственный комитет (53) УДК 621.316.727 (088.8) по делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения

А. И. Абрамов

Новосибирский электротехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ т-ФАЗНЫМ

ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике и может быть использовано для управления вентильным преобразователем при работе на двигатель как постоянного, так и переменного тока.

Известно устройство для управления трехфазным вентильным преоб разователем, содержащее в каждом из т-каналов источники опорного сигнала косинусоидальной или пилообразной формы и схему lo сравнения, вырабатывающую импульс управления при равенстве опорного сигнала и сигнала задания (1).

Недостаток известного устройства — ухудшение точности и быстродействия в обла- 15 сти прерывистых токов нагрузки, где передаточная характеристика преобразователя сугубо нелинейна.

Известно устройство для управления преобразо вателем, содержащее источник опорного сигнала, источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, регулятор, параметры которого изменяют в функции управляющего сигнала или в функции тока нагрузки (2).

Недостатки известного устройства заключаются в следующем.

Применение обратной связи для изменения параметров регуляторов в функциитока нагр„30 самонастройке дискретной системы управления ВП. Изменение параметров регулятора в функции управляющего напряжения лишь грубо линеаризирует зависимость тока нагрузки от сигнала задания, так как среднее значение тока нагрузки в прерывистом режиме находится в сложной зависимости от угла управления и противоЭДС.

Наиболее близким решением по технической сущности к изобретению является устройство для управления преобразователем (3), в котором корректируется не управляющий сигнал, а опорное напряжение.

Кроме источника основного опорного (косинусоидального) сигнала оно снабжено источником дополнительного синусоидального опорного сигнала, имеющего такую же зависимость во времени, как среднее значение пульсаций тока нагрузки от угла управления, причем оба указанных источника через сумматор подключены к схеме сравнения.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает высокой точности в прерывистом режиме, где зависимость тока нагрузки от угла управления более сложная.

Целью изобретения является увеличение точности отработки сигнала задания.

650201

Для этого устройство для управления т-фазным вентильным преобразователем, содержащее,в каждом из m-каналов источник основного опорного сигнала, источник дополнительного синусоидального опорного сигнала, основной сумматор и блок сравнения, дополнительно снабжено двумя сумматорами, источником сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, источником сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, нелинейным преобразователем с коэффициентом передачи, зависящим от полярности его входного сигнала, и двумя диодами, при этом упомянутый источник основного опорного сигнала и источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, подключены ко входу первого дополнительного сумматора, выход которого подключен к нслинейному преобразователю, указанный источник дополнительного опорного сигнала и выход нелинейного преобразователя подключены ко входам основного сумматора, на вход второго дополнительного сумматора подключены источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, и источник сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, выходы основного и второго дополнительного сумматоров подключены к одноименным выводам двух диодов, другие выводы которых объединены и подключены к блоку сравнения, кроме того, при использовании в качсствс источников сигналов источников токов, на вход основного сумматора дополнитсльно включен источник сигнала, инверсный по отношению к выходному сигналу второго дополнительного сумматора.

На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, функциональная блок-схема; фиг. 2 — то же, блок-схема устройства при использовании в качестве источников сигналов источников тока; на фиг. 3 — эшоры, поясняющие работу устройства управления.

Устройство (фиг. 1) содержит источник 1 дополнительного опорного (синусоидального) сигнала, источник 2 основного опорного (косинусоидального) сигнала, источник

3 сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, источник 4 сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, источник 5 сигнала задания, первый, второй и третий сумматоры 6, 7, 8 соответственно, .нелинейный преобразователь 9, диоды 10, 11, блок сравнения 12.

Устройство (фиг. 2) дополнительно содержит инвертор 13, источники 14, 15 сигналов, инверсных по отношению к сигналам источников 3 и 4, сумматор 16.

Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.

1О

25 зо

60 бб

Выходной сигнал первого сумматора 6 пропорционален разности основного опорНОГО сиГнала и ЭДС нагру зки (1осп Ep) так как сигнал обратной связи по ЭДС вводится с обратным знаком (— Е,) . До момента t) (фиг. Зб) сигнал (1,„,— Ep) положителен, а после этого момента — отрицательный. Выходное напряжение нелинейного преобразователя, коэффициент передачи которого зависит от полярности его входного сигнала, равно (1.„,— Ео) до момента 11 и k (l„„— Ео) после ti (фиг. Зб), так как в момент t сигнал (loca Eo) изменяет свой знак и изменяется коэффициент передачи нелинейного преобразователя (в данном случае с 1 до k ). Выходной сигнал нелинейного преобразователя суммируется во втором сумматоре 7 с дополнительным опорным (синусоидальным) сигналом l„,„è подается на диод 10. На диод 11 поступает сигнал с выхода сумматора 8, равный и (1ф — Е,), где kg — коэффициент передачи сумматора 8. Сигнал с объединенных выводов диодов 10 и 11 поступает на блок сравнения 12 и представляет собой результирующий опорный сигнал (1,) Х. Он равен наибольшему из двух входных сигналов диодов 10 и 11 (при положительной логике — наиболее положительному сигналу, а при отрицательной логике, т. е. при противоположной полярности всех сигналов и обратном включении диодов, — наиболее отрицательному сигналу) . Следовательно, до момента (фиг. Зб) (1,п) Х равно (loca+loca — Е,) в интервале t> — 4 (1оп) = (i ca+ k x (loca — Eo), а после момента 4 (1,„)2 .=k (1ф — Ео).

Известно, что при переходе от непрерывного режима к прерывистому регулировочная характеристика преобразователя претерпевает излом, а зависимость среднего значения тока нагрузки от угла уп равления в прерывистом режиме приблизительно выражается кубической параболой. Эта зависимость показана пунктирной линией, соединяющей точки а — б (фиг. Зб), и достаточно близко аппроксимируется в рассматриваемой системе. коэффициенты передачи нелинейного преобразователя 9 (ki) и сумматора 8 (kq) выбираютсяизусловия лучшей аппроксимации.

Импульс управления вырабатывается схемой сравнения 12 в момент равенства сигнала задания lo и результирующего опорного сигнала (loa)Х (момента, фиг.2).

Образующиеся в нагрузке импульсы тока (фиг. Зв) имеют среднее значение Iac, соответствующее сигналу задания l„.

В данном устройстве управления в широком диапазоне изменений ЭДС нагрузки преобразователя достигается четкое сопря кение характеристик в непрерывном и прерывистом режимах, так как на границе предельно-непрерывного режима (угол управления апп и точка б, фиг. Зб) значение

650201 результирующего опорного напряжения равно leap, которое г.ропорционально предельно-непрерывному току при данном угле управления ап„; четкая фиксация нулевого значения результирующего опорного 5 напряжения при тех углах управления (cx», фиг. За, б), при которых среднее значение тока .равно нулю; достаточно близкая аппроксимация зависимости среднего ,значения тока нагрузки от угла управле- 10 ния в прерывистом режиме.

Это позволяет при широком диапазоне изменения ЭДС нагрузки преобразователя достаточно точно аппроксимировать передаточные характеристики преобразователя 15 и линеа ризировать зависимость тока нагрузки от сигнала задания, что повышает точность отработки сигнала задания. В данном устройстве осуществляется программная коррекция, которая является 20 практически безинерционной. Поэтому высокая точность обеспечивается и в динамике, т. с. при переменных углах управления.

В случае использования в качестве ис- 25 точников сигналов источников токов диоды

10 и 11 выполняют функцию схемы, и поэтому на вход второго сумматора (фиг. 2) дополнительно включен источник сигнала, инверсный по отношению к источникам 3 зо и 4.

Таким образом, в предложенном устройстве увеличивается точность отработки сигнала задания в прерывистом режиме в широком диапазоне изменения ЭДС нагрузки 35 и при переменных углах управления.

Формула изобретения

1. Устройство для управления т-фазным вентильным преобразователем, содержащее 4о в каждом из т-каналов источник основного опорного сигнала, источник дополнительного синусоидального опорного сигнала, основной сумматор и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью уве- 45 личения точности отработки сигнала задания в прерывистом режиме, о«о дополнительно снабжено двумя сумматорами, источ|шком сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, источником сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, нелинейным преобразователем с коэффициентом передачи, зависящим от полярности его входного сигнала, и двумя диодами, при этом упомянутый источник основного опорного сигнала и источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, подключены ко входу первого дополнительного сумматора, выход которого подключен к нелинейному преобразователю, указанный источник дополнительного опорного сигнала и выход нелинейного преобразователя подключены ко входам основного сумматора, на вход второго дополнительного сумматора подключены источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, и источник сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, выходы основного и второго дополнительного сумматоров подключены к одноименным выводам двух диодов, другие выводы которых объединены и подключены к блоку сравнения.

2. Устройство по п. 1, о тл и ч а ю ще е ся тем, что при использовании в качестве источников сигналов источников токов, на вход основного сумматора дополнительно включен источник сигнала, инверсный по отношению к выходному сигналу второго дополнительного сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Динамика вентильного электропривода постоянного тока. Под ред. А. Д. Поздеева, М., «Энергия», 1975, с. 8 — 14.

2. Патент СШЛ № 364895, кл, 318 — 331, 1975.

3. Заявка № 2143685, кл. Н 02Р 13/16, 1975, по которой принято положительнос решение о выдаче авт. св.

650201

7P ie. 7

/ 7

Редактор Ю. Челюканов

Заказ 2709/12 Изд. № 158 Тираж 865 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2

1р„, 7 «

1 ОСЯ7 - 7-,—

1 7 717 д

Составитель О. Парфенова

Техред А. Камышникова

Корректоры: P. Беркович и А. Степанова