Одноканальное устройство для фазового управления вентильным преобразователем

 

О Il И С А Н И Е (»)720661

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

* .р

5 .р,Ч. (51) М. Кл, "- "1 ;, /

Н 02 P 13/16 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 06.10.77 (21) 2529614/24-07 с присоединением заявки №вЂ”

Гесудерствеиный комитет

СССР по делам иаобретеиий и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 05.03.80. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 15.03.80 (53) УДК 621.314..27 (088.8) м4Фй М Мим: " : c Ф4 — РФФИ ъ 4ЛЙФМ ЗЪФВЬ 73@ЕЮ: 9 ю «Ж Ж

В. И. Эпштейн, Е. И. Волынский и А. М. Левин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ОДНОКАНАЛЬНОЕ УСТРОИСТВО ДЛЯ ФАЗОВОГО

УПРАВЛЕНИЯ BEHTHJTbHhlM ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления вентилями выпрямительных и инверторных установок.

Известно одноканальное асинхронное устройство импульсно-фазового управления вентильными преобразователями (1), содержащее общий управляемый генератор, частота которого является функцией сигнала ошибки, и распределитель импульсов по фазам вентильного преобразователя. Это устройство охватывается обратной связью по регулируемому выходному параметру преоб. разователя (йапряжению, току, скорости двигателя и т. д.), позволяющей осуществлять астатичес: ое регулирование параметра без 15 применения дополнительных регуляторов.

В этом устройстве, функцию фазового детектора, сравнивающего фазы синхронизирующих и управляющих напряжений, выполняет объект регулирования, то есть сам вен.тильный преобразователь.

Данное обстоятельство приводит к тому, что в некоторых режимах, например в режиме прерывистых токов, объект регулирования теряет способность выполнять функцию фазового детектора, в результате чего контур обратной связи размыкается и частота управляемого генератора отклоняется от желаемого значения.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является одноканальное устройство фазового управления вентильным преобразователем, описанное в (2). Данное устройство содержит общий управляемый генератор, фазовый детектор и распределитель импульсов, выходы которого связаны с цепями управления вентилей, причем один из указанных выходов для осуществления обратной связи соединен со входом фазового детектора, второй вход которого подключен к соответствующей фазе питающего напряжения, а выход — к входу управляемого генератора.

Постоянная составляющая сигнала на выходе фазового детектора пропорциональна фазовому сдвигу между сигналами сравниваемых на его входе частот. При строгом равенстве частот на входах фазового детектора величина постоянной составляющей на выходе равна управляющему напряже72066 нию. Прй йзменеййй" управЛяющего напряжения частота импульсов на выходе управляемого генератора йз 4е яетс до- Их пор; йок а rioctofrHrra5f сбстайлйющая, пропорциональная требуемому сдвигу фаз, не устанавливается равнои нбвояу зйачеййЮ управ- s ляющего напряжения. Таким образом," из- вестное устройство осуществляет регулйрование фазового сдвига между "синхронизирующим напряжением сети и последовательностью управляющих импульсов на выходе распределителя, то есть угла регулиро10 ваййя. -

Однако быстродействие устройства ограничено, во-первых, тем, что измерение фа зы" "управляюших импульсов прои йодится один раз за период частоты питающей сети 15 и, во-вторых, астатизмом устройства, который при условйи безынерционной демодуляции сигнала с выхода фазовоГо -детекто ра будет характеризоваться постоянной времени, определяемой крутизной управляющей характеристиКи генератора:

Кроме того, работа-известного устройства будет характеризоваться статической ошибкой, обусловленной отклойенйямй частоты питающей сети от своего номинального значения. А его использование для управ лейия преобразователем, работающим с сетью, частота которой изменяется в широкнх пределах (например, йнвертор в системе вентильного двигателя) вообще" невозможно.

Целью изобретения" является "повышение 3о быстродействия устройства и повышение точности регулирования при переменной частоте питающей сети.

Поставленная цель достигается тем, что известное одноканальное устройство для фа- Зю зового управления вентильным преобразователем, содержащее общий управляемый гейератор, связанный с источником управляющего напряжения, соединенный с распределителем импульсов, и фазовый детектор, до- 4О полнительно снабжено тремя формирователями узких импульсов перехода линейных напряжений питающей сети через нуль, широтно-импульсным модулятором, двумя фа зовыми детекторами и тремя двухвходовыми дезьюнкторами, входы которых соединены с 4 выходами распределителя импульсов;--а выходы — с первыми входами фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к выходам формирователей узких импульсов перехода линейных напряжений через нуль, err подключенных к питающей сети, а выходы— к входам демодулятора, выход которого соединен с входом управляемого генератора, широтно-импульсный демодулятор выполнен в виде преобразователя временных интервалов в напряжение с изменяемым коэффициентом преобразования, а управляемый генера гор- —" в вйде интегратора с ключевым элементом сбрбса й"нуль-органа; ъМО Гйнте4 гратора и вход изменения коэффициента преобразования демодулятора подключены

K Këåììàì источника напряжения, величина которого пропорциональна частоте питающей сети;- выХоды интегратора и демодулятора подключены к входу нуль -органа и к клеммам йсточников напряжения управления и смещения,вь1ход нуль-органа соединен с ключевым элементом сброса.

На чертеже представлена схема устройства.

Формирователи 1, 2, 3 узких импульсов перехода через нуль линейных напряжений питающей сети подключены к первым входам фазовых детекторов 4, 5, 6, выходы которых соединены с широтно-импульсным демодулятором 7. Общий управляемый генератор 8 содержит интегратор 9 с ключевым элементом сброса 10 и нуль-орган 11, причем вход интегратбра и вход изменения крутизны преобразования демодулятора 7 под- ключены к клеммам источника напряжения, пропорционального частоте питающей сети; а выходы интегратора 9 и демодулятора 7 соединены со входом нуль-органа 11 и подключены"к-клеммам источников напряжения управления и смещения, выход нуль-органа подключен к ключевому элементу сброса и распределителю импульсов 12. Распределитель импульсов 12 связан, в свою очередь, с цепями управления вентилей преобразователя и с входами дезьюнкторов 13, 14, 15, выходы которых подключены к вторым входам фазовых детекторов 4, 5, 6.

Устройство работает следующим образом.

Так как линейные напряжения питающей сети смещены друг относительно друга на 120 эл. град.; а каждое линейное напряжение переходит через нуль два раза за период, последовательности синхронйзирующих импульсов на выходах формирователей 1, 2, 3 оказываются смещенными друг относительно друга на 60 эл. град., а частота следования синхронизирующих импульсов на выходе каждого из формирователей 1, 2, 3 в два раза больше частоты питающей сети.

Таким образом, на входы каждого из трех фазовых детекторов поступают синхронизирующие импульсы, следующие с интервалом 180 эл. град., и импульсы от выходных шин распределителя, связанные с цепями управления двух противофазно включенных вентилей.

При этом каждый фазовый детектор измеряет интервал времени соответствующий углу регулирования двумя вентилями преобразователя, причем этот угол может лежать в йределах 0 — 180 эл. град., а все вместе они осуществляют измерение интервалов времени 6 раз за период питающей сети.

Демодулятор 7 осуществляет безинерционное преобразование широтно-импульсных сигналов с выходов фазовых детекторов 4, 720661

5, 6 в напряжение постоянного тока, причем это напряжение, благодаря изменению крутизны преобразования демодулятора 7, оказывается линейно зависящим от угла регулирования в широком диапазоне изменения частоты питающей сети.

Напряжение с выхода демодулятора 7 на входе нуль-органа 11 сранивается с управляющим напряжением Uynp и линейно-нарастающим напряжением на выходе интегратора 9. В момент равенства суммы этих напряжений напряжению смещения Бом, нуль-орган формирует импульс, который сбрасывает интегратор 9 и поступает на вход распределителя импульсов 12. Далее процесс повторяется. Таким образом, интервалы между двумя последующими управляющими импульсами оказываются прямо пропорциональными отклонениям значения угла регулирования от требуемого и периоду питающей сети.

В результате осуществления таким образом обратно пропорциональной связи по углу регулирования устройство приобретает максимально возможное быстродействие и объединяет в себе преимущества асинхронных систем со способностью синхронно работать независимо от объекта регулирования.

Формула изобретения

1. Одноканальное устройство для фазового управления вентильным преобразователем, содержащее общий управляемый ге нератор, связанный с источником управляющего напряжения, соединенный с распределителем импульсов, и фазовый детектор, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия,а также точности регулирования при переменной частоте питающего напряжения, оно дополнительно снабжено тремя формирователями узких импульсов перехода линейных напряжений питающей сети через нуль, широтно-импульсным демодулятором, двумя фазовыми детекторами и тремя двухвходовыми дезъюнкторами, входы которых соединены с выходами распределителя, а выходы — с первыми входами трех фазовых детекторов, вторые входы которых подключены к выходам формирователей узких импульсов перехода линейных напряжений через нуль, подключенных к питающей сети, а выходы — ко входам демодулятора, выход которого соединен со входом управ1 ляемого генератора.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что широтно-импульсный демодулятор выполнен в виде преобразователя временных интервалов в напряжение с изменяемым в коэффициентом преобразования, а управляемый генератор в виде интегратора с ключевым элементом сброса и нуль-органа, вход интегратора и вход изменения коэффициента преобразования демодулятора подклю23 чены к клеммам источника напряжения, величина которого пропорциональна частоте питающей сети, выходы интегратора и демодулятора подключены к входу нуль-органа, и клеммам источника напряжения управления и смещения, выход нуль-органа соедизр нен с ключевым элементом сброса.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 440758, кл. Н 02 P 13/16, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР № 218269, кл. Н 02 М 1/08, 03.12.67 (прототип) .

720661

Редактор Т. Орловская

Заказ 10241 46

Составитель Е. Калинкин

Техред К. Шуфрич Корректор М. Демчик

Тираж 783 Подписное

ЦН И И ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4