Способ одноканального фазового управления вентильным преобразователем
. Союз Советскик
Соцмалмстммеских
Респу6пмн
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЮТИЛЬСТВУ
Опубликовано15.04.79.Бюллетень № 14 дата опубликования описания 19.04.79 г (51) М. Кл.
Н 02 P 13/16
Государстввнный каю тат
СССР аа делам изобрвтвннй н аткрытнй (53) УДК 621.314..57 (088.8) (72) Авторы изобретения
Л. Т. Багдатьев и Ю. B. Каппиникэв (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОДНОКАНАЛЬНОГО ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ
ВЕНТИЛЬН ЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ
Изобретение относится к преобразэвательной технике и может бьггь использовано цля управления мостовыми преобразователями напряжения в системах автоматизированного электропривоца переменного и постоянного тока. S
Известен способ фазового управления вентипьным преобразователем, заключак шийся в том, что из напряжения питающей сети формируют синхрэнизируюшую после- тВ доватепьность импульсов, относительно которых сдвигают управляющие импульсы на величину, зависящую от сигнала управления, и распределяют импульсы управления по вентилям преобразователя fl) . Недостатками такого способа являются низкие точность и быстроцействне.
Наиболее близким к изобретению техническим решением является способ одноканального фазового управления вентильным преобразователем, заключающийся в том, что формируют опорную последовательность импульсов в моменгы Hpðåõoöà через нуль фазных напряжений преобразователя, последовательность импульсов управления формируют путем сдвига по фазе в общем канале сдвига, состоящем из нескольких поспецэвательно соециненных бпокэв задержки, на величину, зависящую or сигнала управления, и распределяют импульсы управления по управляющим вхоцам вентилей преобразователя (21 . Недостатками этого способа являются существенная инерционность и ограниченная статИческая и динамическая точность. Так как запуск очередного блэка зацержки осуществляется поспе окончания работы предыдущего, то происходит запаздывание управления, зависящее эт числа последовательно соединенных блоков зацержки, что снижает быстрэдействие и увеличивает динамическую ошибку. Кроме того, формирование общего сдвига как суммы задержек в группе блоков задержки требует высокой стабилизации их параметров, так как разброс параметров приводит к большой статической ошибке в канале сдвига.
jjд 7564
Целью изобретения является повышение быстродействия и точности и уменьшение динамической ошибки. Этэ постигается тем, что по предлагаемому способу включение каждого очередного вентиля в выпрямительном и инверторном режимах работы преобразователя производят через общий канал сцвига, имеющий четыре режима работы, при этом в выпрямительном режиме в момент с О естественного 1О включения очередного вентиля запускают канал сдвига в первом режиме, если предыдущий вентиль к этому моменту уже
1Г включен, или в момент + запускают канал сдвига во втором режиме, ес- 5 ли предыдущий вентиль был включен после момента с, соответственно в инвер7Ю торном режиме в момент 4 < + 2 запускают канал сцвига в третьем режиме, если прецыдуший вентиль к этому моменту уже включен, или в момент с< + — за2 fc.
3 пускают канал сдвига в четвертом режиме, если прецыцуший вентиль был включен пэс7Г ле момента 6, +— причем в пер2 75 вом режиме сдвиг пэ фазе производят на величину д-, зависящую от сигнала управления, вэ втором режиме — на величи7 ну С вЂ” > в третьем режиме — на о,у величину < — — и в четвертом режи2 ЗО ме — на величину д(.—
Кроме того, сигналы запуска канала сдвига формируют в соответствующие моменты перехода через нуль фазных и линейных напряжений питания преобразовате35 ля, синхронизированные признаками каналов управления вентилями и режимов рабэты канала сдвига, причем каналы управления вентилями переключают одновременно с запуском канала сдвига.
43
Иа фиг. 1 изэбражен график процесса управления по описываемому способу; на фиг. 2 — функциональная схема устройства, реализуюшегэ способ.
Сушнэст.. изобретения заключается в
45 сл ецуюшем.
Угол О - управления может меняться в поцциапазонах Q - — и — — 1д соотfC Е
2 ветственно в выпрямительиом и инверторном режимах работы вентильного преобра5О зователя.
Так как периэц слецоваиия импульсов опорной последовательности, соответствующих моментам естественнэго включения вентилей в трехфазнэм мостовом преобразователе, равен — = — (й1*6 — число
2Гд Г
)71 вентилей), то ири о(> момент формирования управляющего импульса возникает после прихода очерепиэго импульса опэриэй иэслепэвательиэс1 и, сээГВетстпуюшегэ моменту естественного включения следующего вентиля. Для и<-.пользования одного канала сдвига во всем диапазоне измен"ния угла д(yllpBBJI "иия В ирецлагаРмом спэсэбе предусматриваются режимы работы канала сдвига, запуск кэтэрогэ з:IJIepживается пэ фазе на
11 217 б — и — coответственно для случаев <
Я вЂ” (А(— и — (eh 7 7 5Гб 5К
2 6 6
Моменты запуска канала сдвига в разных режимах формируют из соответствующих импульсэв опорных последовательностей, полученных в мэменты перехода через нуль фазных (Ц ь= 0) и линейных (UA=0) напряжений питания преобразователя. Выбором соответствующих импульсов первой опорной последовательности (Ц, = 0) осуществляют запуск канала сцвига во втором и третьем режимах., а выбором соответствующих импульсов второй опорной послецэвательнэсти (U = О) осуществляют заЛ пуск канала сдвига в первом и четвертэм режимах. Выбор же соответствующих импульсов осуществляют при помощи признаков каналов управления вентипями и режимэв работы канала сдвига.
На фиг. 1 показан вариант формирования импульсов управления для "вертикального принципа управления, при кэтором формирование импульса управления происходит в момент равенства сигнала управления и опорногэ сигнала. Опорный сигнал изменяется в выпрямительном режиме по косинусоидальной, а в инвертнэм по синусоидальной зависимости OT угла управления. При этом выходное напряжение преобразователя изменяется линейно в зависимости от сигнала управления. Если импульс управления дпя j -ro вентиля сфэрмирэвался в точке N,1, что соответствует д;(. - -, то для j +1-го вентиля производят запуск канала сдвига в первом режиме в момент E естественного зажигания 1 + 1-ro вентиля. При этом в канал сцвига вводят опорный сигнал Й > 3 сдвигом иа относительно момента Е б естественного зажигания 1 + 1-го вентиля 65) 75()4 Устройство (см. фиг. 2) содержит блэк 1 формирования импульсов синхронизации, блок 2 выбора режима запуска, фазосдвигающий блок 3, блок 4 распределения импульсов и выходные клапаны 5. Вхоцом 6 блок 1 подключчется в трехфазной сети переменного тока. Выход 7 40 блока 1, на котором формируется последовательность импульсов синхронизации, подключен. к входу блока 2, Выход 8 блока 2, на котором формируются сигналы запуска, пэдключен к входам блэкэв 3 и 4, а выход 9, HB KoTopoM формируется признак режима запуска, — к входам блоков 1 и 3. На вход 10 блоков 1 и 3 »оступает признак режима работы преобразователя, а ахоп 11 — сигнал управления. Выход 12 блэка 3, на кэтэром формируются импульсы управления вентилями, подключен к вхэдам блэкч 2 и выходных клапанов 5. Выход 13 блока 4, на котором формируется признак работы соответствующего вентиля, подключен к управляю)нему входу группы кла»анэв 5, выходы 14 кэторых через блоки-фэ1)м»1)эв.:)тели (»а схеме не показаны) пэдключ: ны к ytt35 »о им»уч» су пе )в:)й э»э )ной»эследовател11»эст» (0, =-. О). При этом в ка»чл сдвигч впэцят о».)р»1»1 сиг»ал Й ЧС g = 0,87 )4ЧСт.1 (!э8 ) 11»Роцэлжают изменить его »э кэси»уса»даль»эму закону. Если импульс 5 управления для 1 -гэ вентиля сфэрмиров .1лся в MBMB11 Г N 3 чт э соответствует -у-(С(Ж . 5 3 тэ для 1+ 1-ro ве1ггиля»роизвэцят запуск кllt»ë:1 сдвига B трет1,ем режиме в момент )»о им- 10 пульсу первой опорной последовательности IC, ((),р =0) со сдвигом на - - этносительнэ момента F.. При этом о»эр»ый сигнал )акопq+g начинают изменять с1МзсТ = 0 по синусоидальной зависимости. Если же импульс управления для 1 -гэ вентиля сфэрми()эвался В момент 4, что сооТ ветствует (W c< Г, то для 1+ 1 го 517 вентиля прэизвоцят запуск канала сдвига в четвертэм режиме в момент л(t1o импульсу втэрой опорной последовательности (() =О) со сдвигом на этносигЯ ,3 тельно мэмента Е. При этом B канал сдвига вводят начальный опорный сигнал И, = 0,5 й,„с. (ЙМ)и пРэдолжают изм нять его по синусоицальнэму закону. Благодаря этим операциям в канале сдвчга исггользуется только один блок сдвига, работающий по "вертикальному" Зв принципу, что позволяет повысить быстродействие и точность работы системы. ралляюш»м BxofIHM Лент»лей преэбразэват ел я. Устройство рабэтает следующим обрчзэм. В блоке 1 из трехфазнэгэ и ременного напряжения преобразователя формируются две опорные пэследовчтельнэсти импульсов, образованные в моменты перехода линейного и фазного нчпряжений преобразователя через нуль. Из этих пэслецовательнэстей в зависимости от признака режима работы преобразователя (выпрямительный или инверторный) на входе 10, эт пр»знака режима запуска HH вхэде 9 и»ризнака работы соответствующего вентиля HB входе 13 íà BbtxoQB 7 блока 1 формируется послецовательность импульсов синхронизации. На основе логическогэ анализа пэследовательности поступления импульсов син.хронизации на входе 7 и импульсов управления вентилями на входе 12 в блоке 2 формируются сигналы запуска и признаки режима запуска, управляющие работой блоков 1,3 и4. Пэ сиг11алу запуска на выходе 8 блока 2 производится переключение блока 4 распределения импульсов, один из потенциальных выходэв которого поцготавливает цля срабатывания оцин из клапанов 5, соответствующих работе очередногэ вентиля. Одновременно сигнал с выхода 8 запускает блок 3 сдвига. Блок сдвига эбычно содержит формирователь управляющего сигнала, преобразующий входной сигнал на входе 11 в удобную для сравнения форму, формирователь эпэрнэго сигнала, включающий в себя также блэк установки начальнэго эпэрного сигнала, и блок сравнения опорного и управляющего сигналэв. Кроме того, блок 3 может включать в себя также блок линеаризации для линеаризации вьгхоцнэй характеристики преобразэвателя и блэк ограничения для ограничения углов управления по максимуму и минимуму. Опорный сигнал в блоке 3 начинает формироваться с мэмента запуска канала сдвига сигHBJIB на выходе 8 в зависимости эт признака режима работы преобразователя На входе 10 и признака режима запуска на выходе 9. В первом режиме запуска в выпрямительнэм режиме работы преобразователя в момент запуска из блэка устанэвки B формирователь опорного сигнала вводигся начальное значение эпорногэ сигнала максимальной величины и затем эпэрный сигнал начинает изменяться (линейно умень657564 шаясь или по косинусоидальному закону в случае линеаризации). Во втором режиме запуска в выпрямительном режиме вводится начальный опорный сигнал, соответствуюший предварительному сдвигу на 7 б и затем опорный сигнал продолжает уменьшаться по выбранному закону. В третьем режиме запуска в инверторном режиме опорный сигнал изменяется от нуля в сторону увеличения (линейно или по синусоидальному закону). В четвертом режиме запуска в инверторном режиме вводится начальный опорный сигнал, соответствуюший предварительному сдвигу на — отно7 6 сительно нормального запуска, и затем опорный сигнал увеличивается по выбранному закону. Переменный опорный сигнал непрерывно сравнивается с управляюшим сигналом в блоке сравнения. В момент совпадения 20 сравниваемых сигналов на выходе блока 3 формируется импульс управления, который проходит через открытый соответствующим выходом 13 блока 4 распределения импульсов клапан на управляющий 25 вход соответствуюшего вентиля преобразователя, включая его. Формула изобретения 1. Способ одноканального фазового управления вентильным преобразователем, состояший в том, что формируют опорную 35 последовательность импульсов,, синхронизированную напряжением питания преобразователя, последовательность импульсов управления формируют путем сдвига по фазе относительно импульсов опорной по40 следовательности на величину, зависящую от сигнала управления, и распределяют импульсы управления по управляюшим входам вентилей преобразователя, о т— л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью 45 повышения быстродействия и точности и уменьшения динамической ошибки, включение каждого очередного вентиля в выпря мительном и инверторном режимах работы преобразователя производят через обший канал сдвига, имеющий четыре режима работы, при этом в выпрямительном режиме в момент, естесгвенного включения очередного вентиля запускают канал сдвига в первом режиме, если предыдуший вентиль к,этому моменту уже включен, или в момент t + — запускают канал сдвиО ra во втором режиме, если предыдущий вентиль был включен после момента, соответственно в инверторном режиме в момент to + - - запускают канал сдвига 2 в третьем р жиме, если предыдущий вентиль к этому моменту уже включен, или в момент + запускают канал 2% о сдвига в четвертом режиме, если предыдуший вентиль был включен после момента %о+ —, причем в первом режиме сдвиг ю по фазе производят на величину d., зависящую от сигнала управления, во втором режиме — на величину C& â€, в третьем ре7Г жиме — на величину д — и в четвертом И, 2 режиме — на величину ф. — - 2g 2.Способ поп. 1, отлич аюш и и с я тем, что сигналы запуска канала сдвига формируют в соответствуюшие моменты перехода через нуль фазных и линейных напряжений питания преобразователя, синхронизированные признаками каналов управления вентилями (выпрямительный или инверторный режим) и режимов работы канала сдвига, причем каналы управления вентилями переключают одновременно с запуском канала сдвига. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Ситник Н. Х., Шурупов Г. П. Силовые кремниевые вентильные блоки. "Энергия, 1972, с. 29-33. 2. Анхимюк В. Л. Одноканальная система управления с широким диапазоном угла зажигания. — )Журнал Электротехника", ¹ 11, 1970, с. 8-10. 1+ у Составитель В. Бунаков Редактор Л. Пейсоченко Техред Э. Чужик Корректор B. Кулриянов Заказ 1820/55 Тираж 856 Пэддисное Ц)ИИ1ПИ Гэсударственногэ комитета СССР пэ делам изобретений и открьгтий 113035, Москва, >g-35, Раушская наб., n. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
