Устройство для формирования угла управления статическим преобразователем

 

ОП ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советски к

Социалнстическик

Республик

9(6I ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Лая иле но 07. 1 2.77 (21 ) 2552554/24 07 с присоеаинением заявки.% (51 ) M. Кл.

Н 02 P 13/16

Государатееиимк комитет (23 } Приоритет—

oQ делам изобретеиий и открытий

Опубликовано 25Я5.80. Ьитялетеиь % 19

fl,àòà опубликования описания 25.05.80 (53) УД1(621.314, . 27(088.8) Ю. Г. Толстов, А. В. Наталкин, A. М. Колоколкин (i2) Авторы изобретения и С. М. Гордюшкин

Государственный научно-исследовательский энсргетический институт им. Г. М. Кржижановского (7l ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ УГЛА

УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к электротехнике ч преобразовательной технике и может быть использовано в устройствах для управления статическими преобразователями, в частности преобразователями с регулируемой входной и выходной частотами.

Известно устройство для управления преобразователем содержашее носледовательно соединенные сумматор, нуль-орган и распределитель, причем один вход суммам тора связан с сетью, а на другой вход подается сигнал, пропорциональный выходному значеншо регулируемого параметра 1)

Нецостатком этого устройства является значительная асимметрия управляюшнх импульсов и чувствительность к искажениям напряжения на шинах переменного тока преобразователя, что снижает надежность и быстродействие работы устройства, так как цзебует установки фильтров в цепях обратных связей.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для управления, содержашее последова2 тельно соединенные первый сумматор, интегратор, второй сумматор, нуль-орган и распределитель причем один вход первого сумматора связан с шинами переменного тока преобразователя, а другой вход подключен к выходу задатчика угла управления (21 . При этом вход задатчика угла управления и один из входов второго сумматора подключены к выходу источника постоянного напрях<ения.

Недостатком такого устройства является то, что угол управления преобразователя зависит от частоты и действуюшего значения напряжения на шинах переменного тока преобразователя. Это объясняется тем, что связь между углом управления Ф и периодом Т и величиной Ut, напряжения на шинах переменного тока определяется соотношением

0о ц длс >5гА (1) wm от где U — сигнал на выходе задатчика угла управления;

351

20 г5 2Д

3 )

gQ

Я3

UI? — сигнал на одном из входов второго сумматора;

О3 - частота напряжение на шинах переменного тока преобразователя; Т вЂ” постоянная времени интегратора.

Из соотношения (1) видно, что угол ут?равления о(зависит как от величины сигналов Оу и 0, так и от периода Т и величины Ll напряжения на шинах переменного тока.

Цель изобретения — стабилизация угла управления независимо от частоты (периода) и ?1емтичинь? напряжет?яя на шинах перемешюго тока преобразователя.

Поставленная цель достигается тем„

-?то в устройство для формироватп?я ут"ла

1лтравления статическим преобразователем, содерж ашее последовательно соединенные

??ервь?й суMMQTop, интегратОр, второй сумматор, пуль-орган и распределитель, причем один вход первого сумматора связан с шинами переменного тока преобразователя, а другой вход подключен к выходу задатчика угла управце?-:ття;, ВВедены блок формирова птя сигнала, про-порционального действуто???ему значетп?ю напряжения на щит?ах переменного ъока преобразователя, и блок формирования стГ?тат?я, ??ропортптональноГ О периОду и действующему э?тачек?цо на?тряжетп .л па пинах переменного тока преобразовате hI причем выхОд блока формЩзова ния сигнала, пропоршюнального действующему значению напряжетатя на шинах переменного тока, подкгцочен к входу задатчика

„ гла у?травления, а выход блОка формЩэоватцтя сигнала, пропорционального периоду ц действующему значенито напряженття на пинах переменного тока преобразователя. соединен с одним из входов второго сумматора.

При атом блок формирования сигнала, ттропорционатпно действующему зна?че-тию напряжения ца шинах переменного тока преобразователя, может состоять иэ многофазного вьптрямителя, вход которого подклточен к ши ам переменного тока преобразователя, а выход — к входу эадатчтгка угла управления.

Блок формирования сигнала, прс порционального периоду и действующему значению напряжения на шинах переменцого тока преобразователя, может состоять иэ трансформаторов тока, первичные обмотки которых включены в цепь питания многофаэного вьптрямителя, BxoIE которого подключен к шинам цеременнот-.о тока преобразователя, выход к резистору, вторичные обмотки трансформаторов тока через встречно вкпоченнь?е стабилитроны соединены в треугольник и поделючены к входу мостового в?.птря?ителя, выход которого соединен с выходом блока, причем входы мостового выпрямителя шунтирОваны кОнденстОрйми °

При этом выход многофазного выпрямителя может быть подключен к входу задатчика угла управления.

Кроме того, связь одного из входов первого сумматора с шинами переменного тока преобразователя может осущестщтяться через комх" fTQTQp, управляющие входы которого подключены к выходу ра спредеж?тели.

На фиг. 1 приведена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 и 3 -принципиальные схемы блоков, входящих в него.

Устройство содержит первый сумматор 1, выход которого через интегратор

2 и второй сумматор 3, подключен ко входу нулт -с>ргана 4. Выход нуль-opraEra 4 через распределитель импульсов 5 связан с управляющими входами венти.ей преобразователя 6 и управляющими входами коммутатора 7, .вы од которого

-т?одклсчен к одному из входов первого сумматора 1, а вхсд к шинам переменного тока 8 преобразователя 6. Другой вход первого сумматора подключен к выходу задатчика угла управления 9, вход которого соедиттен с выходом блока 10 формирования сигнала, пропорционального действутощему значению напряжетптя на шинах переменного тока 8. Один из входов второго сумматора 3 соединен

? выходом блока 11 фор?птрованы: игнала „?тропорц?тонального действующему эначентг;:: и периоду напряжения на шинах переменного тока 8.

Блок 1: формирования сигнала, цропорциональт?ого периоду и действуюшему зна— чению напряжения на шинах переменного тока 8, состоит из трансформаторов тока 12, 13, 14, первичные обмотки которых включень? в цепь питания многофазного вьптрямителя 15, нагруженного на резистор 16. Вторичные обмотки трансформатора тока через встречно включенные стабилитроны 17 — 18, 19 — 20 и 21

22 подключены ко входу мостового вьптрямителя 23. Входы выпрямителя шуитированы конденсаторами 24, 25, 26, а выход подключен к одному из входов второго сумматора 3.

5 7363

Блоки 10 и 11, а также кож утатор

7 подключены к шинам переменного тока 8 через трансформатор 27. На выходе коммутатора 7 напряжение с точностью до фазового сдвига трансформатора 27 аналогично напряжению на шинах постоянного тока 28 преобразоваТОЛЯ.

Устройство работает следующим образом. Разностный сигнал, получаемый 10 на выходе первого сумматора 1, интегрируется интегратором 2 и сравнивается на втором сумматоре 3 с опорным сигналом, формируемым блоком 11. Сигнал сравнения поступает на вход нульоргана 4, который выдает переключающий импульс ца распределитель 5 при равенстве опорного сигнала на входе блока 11 и выходного сигнала интегратора 2, прц этом интегратор устанавливается в началь- ное состояние (конденсатор разряжен, напряжение на выходе равно нулю}.

Напряжение О„на выходе блока 1 1 связано с периодом и действующим зна25 чением напряжения на шинах переменного тока 8 преобразователя 6 и сигналом (» на выходе задатчика угла управления 9 соотношением (1).

Из формулы (1) видно, что угол уп39 равления преобразователем зависит как от частоты (периода) и амплитуды

» величины) наппяжения на шинах переменного тока, так и от сигнала 0„ задатчика угла управления 9 и сигнала 0о на выходе блока 11. Если указалные сигналы (у и 1. сформировать согласно изобретению, а именно в виде - мл Ц»»л»

Ц-U 0= 2)

m»» o щс д.

«»» то из (1) и (2) получим

»»»»

3= — 1

R где R — сопротивление резистора 16 на выходе многофазного выпрямителя 15.

Напряжение 0 ца конденсаторах 2426, включенных ца входе мостового выпрямит ;ля 23, определяетсч величинои тока вторичных обмоток трансформаторов

12-14. ранчо

Kt — коэффициент трансформации трансформаторов 12=14;

С вЂ” емкость конденсаторов 24-26, Стабилитроны 17- 22 предотвращают разряд конденсаторов 24-26 в паузах тока соответствующих вторичных обмоток трансформаторов 12- 14. При этом сигнал на выходе мостового выпрямителя 23 получается практически сглаженным, т.е. без пульсаций, величина которых определяется нагрузкой выпрямителя 23. Г % - С 45 05» =4- „. = =со»»5!-» (4) т.е. угол управления (X преобразователем не зависит от частоты и действующего значеюся напряжении на шинах переменного тока преобразователя.

Это объясняется тем, что при ижченении периода или действующего значения напряжения на шинах переменного тока преобразователя происходит также соответствующее изменение либо напряжения U (при изменненни только периода), либо напряжения».»о и напряжения U . При этом динамика системы

Выход многофазного выпрямителя 15 может быть использован для получения сигнала, пропорционального действующему значению напряжения на шинах переменного тока, как показано пунктиром на фиг. 3. Коммутатор 7 позволяет получить аналог напряжения на шинах

Цтн» U»»,»»со5Ф

m< Nс Г откуда достаточно высока, так как пульсации сигналов на выходах блоков 10 и ll не начительны, и для цх сглаживания могут использоваться фильтры с малыми постоянными времени.

Блок 10 формирования сигнала, пропорцпоналыюго действующему значению напряжения на шинах переменного тока 8 (см. фиг. 2) состоит, например, нз многофазного выпрямителя, который нагружен на задат ик угла управления 9 преобразователем. Напряжешы па выходе выпрямителя пропорционально линейному напряжению ца шиках переменного тока 8.

Сигнал пропорщюна»ьпый периоду и действующему значешпо напряжения на шинах перемениого тока, формируется на выходе мостового выпрямителя 23 (см. фиг.3) вход которого подключен к вторичным обмоткам трансформаторов тока, ток в первичных обмотках которых равен

7 7 36: 5 постоянного тока преобразователя, что повышает надежность работы устройств

Предлагаемое устройство позволяет стабилизировать угол управления статическим поеобраэователем независимо от частоты, искажений и действующего значения напряжения на шинах переменного тока преобразователя.

Формула изобретении

1. Устройство для формирования угла управления статичсским преобразователем, 1» содержащее последовательно „-оединени ые первый сумматор, интегратор, второй сумматор, нуль-opraH и распределитель, один вхОД первогО сумматора связин с шинами переменного тока преобразователя, а другой вход подключен к выходу задатч атчмка угла управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью стабилизации yrp ;управления не ния независимо от частоты, искажений и величины напряжения на шинах переменного тока преобразователя, оно снабжено блоком формированйя сигнала, пропорпиональнса о действующему значению напряжения на шинах переменногс тоха преобразователя, и блоком формирования сигнала, пропорционального периоду и действующему значению напряжения на шинах переменного тока преобразователя, пр ичем выход блока формирования сигнала, пропорпионального действующему значению напряжения на шинах переме пюго тока подключен к входу задатчика угла упривл авления, а выход блока формирования сигнала, пропорционального периоду и действующему значению напряжения на шинах переменного тока преобраю вате- 4В

ЛЯ, СОЕДИНЕН С ОДНИМ ИЗ ВХОДОВ ВТО1ЗОго сумматора.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а юm е е с я тем, что блок форьжрова:.жя

1 9 сигнала пропорционального действующему значению напряжения на шинах переменчого тока преобразователя состоит из многофазного вьтрямителя, Вход которого подключен к шинам перемен;юго тока преобразователя, а выход - к входу эадатчика угла управления.

3. Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок Формирования сигнала пропорпионального периоду и действующему значению напряжения на шинах переменного тока преобразователя состоит из трансформаторОВ тока, первичные обмотки которых включены в цепь BHTGHBiB мнОГОфазнОГО Выпрямителя, Вход которого подключен к шинам переменного тока преобразователя, выход к резистору, вторичные обмотки трансформаторов тока через встречно включенные стабилитроиы соединены в треугольник ч подключены к входуГ мОстОВОГО Вьщэямителя, выход которого соединен с выходом блока, причем входы мостового выпрямителя шунтированы конденсаторами, Ус тро йс тво по nr.. 1,, 3, ч а ю щ е е с я тем, что выход многофазного выпрямителя подключен к входу задатчика угла управления.

5. „ noп. 1,отличающ е е с я тем, что один нз входов перВого сумматора соединен с Винами пере-. менного тока преобразователя через коммутатор, управляющио входы которого подключены к. выходу распределителя.

Ис точжпси информации, принятые Во внимание прн экспертизе

1. Патент СССР 1;"о 31 6272, кл. Н О2 Р 13/16, 1967.

2. Писарев A. Л., Деткин Л. I.

Управление тиуисторными преобра:-ювателями. М. Знергия, 1975, с. 124-, рис. 3-15.

73635 f

Составитель О. Парфенова

Корректор С. Шомак

Редактор Т. Зубкова Техред Н. Бабурка

Филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 2444/46 Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5