Способ управления стабилизированным инвертором и устройство для его осуществления

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик (i i i 7449() 3 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву— (22) Заявлено 17.03.78 (2I ) 2590456/24-07 (51)М. Кд.

Н 02 Р 13/18 с присоединением заявки №

Гввударстввккый комитат (23) Приоритет— (53) УЛФ(621. 3l4. .2 7 (088.8) Опубликовано 30.06.80. Бюллетень ¹ 24

Дата опубликования описания 02.07.80 во двлаи кзвбрвтвкий и откриткй (72) Автор изобретения

Л. А. Мариничев (7! ) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫМ

ИНВЕРТОРОМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к преобразовательной технике, в частности к устройст, вам управления автономными инверторами тока, выполненными H& полупроводниковых управляемых элементах. в

Известен способ управления инвертором тока, содержащим коммутатор и компенсатор реактивной мощности, путем формирования серии управляющих импульсов от задающего генератора и подачи

I0 ее на вентили компенсатора, и серии управляющих импульсов, синхронизированных по фазе с выходным напряжением инвертора, и подачи ее на вентили коммутатора jl) и (21.

Однако применение такого способа управления приводит к плохому качеству переходных процессов при изменении на-. грузки и не обеспечивает коммутационную устойчивость инвертора.

Наиболее близким по технической сущ- . ности к изобретению является способ управления инвертором, содержащим коммутатор, компенс&тор, задающий генератор и датчик тока нагрузки, путем формирования двус серий управляющих импульсов от задающего генератора и подачи их на вентили коммутатора и комп енсатора f3l.

Способ осуществляется. с помощью устройства, содержащего задающий генератор, к выходам которого подключен формирователь импульсов компенсатора, состоящий из последовательно соединенных фазосдвигаюшего блока, распределителя импульсов, выходного усилителя, и формирователь импульсов коммутатора, состоящий из последовательно соединенных фазосдвигаюшего блока, распределителя импульсов и выходного усилителч, датчик тока нагрузки выходные клеммы инвертора, коммутатор, шины переменного тока коммутатора, измерительный элемент..

Недостаток укаэанного способа заключается в том, что инвертор с устройством для управления, реализующим такой способ, в динамических режимах имеет низкую коммутационную устойчивость и плохое качество переходных

»С

На фиг. 1 представлена принципиальная схема параллельно последовательного инвертсра тока с устройством, реалипроцессов.

Цель изобретения — улучгцение качества регулирования инвертора в динамичесl ких режимах работы.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления инвертором, содержащим коммутатор,, компенсатор, задающий генератор и датчик 1О тока нагрузки, состоящем в формировании двух серий управляющих импульсов от задающего генератора и подачи их на вентили II0» TaTopa и компексатора, формирует две дополнительные серии импульсов, синхронизированные с напря»кекием на выходе коммутатора, и подают их на вентили коммутатора при изменении величины выходного напряжения за пределы допустимых отклонекий. При зд . уменьшении величины выходного напряжения ниже допустимой подают первую дополнительную серию импульсов, сфор —мированную в фазе, соответствуюгцей максимально допустимому углу опережения коммутатора, а при превышении выходного напряжения выше допустиъвзй величины подают вторую дополнительную серию импульсов, сформированную в фазе, соответствующей минимально дспус*тимому углу опережения коммутатора=

Б известное устройство дпя Осущест.вления данного способа управлении, содержащее задающий генератор, к вьсхсду которого подключены последовательно соединенные фазосдвигаюший блок, распределитель, выходной усилитель форкси= рователя импульсов компенсатора и по= следовательно соединенные фазосдвигаю-ший блок, распределитель и выходной,сп усилитель формирователя импульсов ко:ммутатора, датчик тока нагрузки,. коммутатор, компенсатор, шины переменного тока коммутатора и измерительный элемент, введены два формирователя дс- м полнительных серий, импульсов, входь" которых подключены к шинам переменного тока коммутатора, а выходы соединены с распределителем формирователя импульсов коммутатора, к другому входу которого подключен дополнительно введенный задатчик синхронизации, подключенный через измерительный элемент к выходным клеммам иквертора и к датчику тока нагрузки. 5 зую1цим данный способ, на фиг. 2— при нци пиал1» на 11 Гх BMQ (1)Орми pOBQT еля имн1 (льГ01» коммута.1 0р8 формирователя дополиитепькьк серий импульсов и задетчика сикхрочизации 1»ля двух противофазнь каналов управления коммутатора; ка фиг. 3 — диаграммы изменения линейного напряжения коммутатора и сигнжюв в схеме с)срмирователей импульсов коммутатора

Иквертор содержи: дрюссель 1, к которому подключен коммутатор, состоящий из тиристзра 2-7, в1-:псченкых по трехфазной мостовой схеме,, На стороне пеюеменкого тока K0:ëì "TBTopG подключ ень(1с01,п гутирующи е с сиде нс вторы

8-. 10> последовательные конденсаторы

1 1- 13, ксмпенсирупошие кокденсятОры

1 4- 16 и компенсатоп1;пеа1стивной мощности, состоящий из;,=:осселей 17-1 9 и последовательно с пи1-л включенными тиристоюами 20--25.австро;cTB0 11зсрк" рсвакия импульсов управления .;10»cTB;»0,"=. седею»кит тзадаюl.

Iций ге сеp —:: 00 26, форсмпсрсватель 27 импульсов компенсатоюа и Жорсстрователь

28 -М: - 1-" В ха СК1УТИТОЗ ФосъглРОВа

w8 Bт в с юбя фаз осдчи устций б-Ок 2 с» распредепитель 0 и вьссОдные усили тг.—:.;;.- 31,, Форси»poa»ITBль 2В импульсов

1СО,".4;Съ»татоса сСОИГ„ СЛУХИ 1 ДЛЯ фОРкп рсвания импуп»сов двух противо»»1азных как-:=псов и ссдею»к::сс с!зазосдвигаюший блок

32, преобра.-»ующий непрерывный сигнал регулятора (ка чертеже ке показа»со) ьо временкс:.:. Интервал задеркски .=:-.спульссв управпекия тирис:торами 2-7 откои телье 0 смпульссе задакзшегс генера тора 26, распределитель 33 импульсов

ПО прОтивофа зныкс 1сакалам» сОедикекный с бпо ком 3 22, генера 10рсм 26, формирсватепями35 и 36 допспиительныхсерий импульсов, измерите»пины»и элементом 37 и задатчцком з8 синхрсиизацпи» выходные усилите пи 3 4. Распределитель 3 3 ссстОит из TpHI I Bра 39 II селектора 40 типа один из четырех у которого ксммутируемые входы

Вц, В, В„= подключены к триггеру

39 и формирователям 35, 36 соответствечно„ьход Б» закорочек ка О", а управляющие вхос1ы А», А подключены к задатчику 38 синхронизации. На вьсходе Ю» селектора сигнал изме1сяется в зависимости от . иовня сигналов на входах В Б, В, Вч и А», А в соо ветствии с таблицей состояний селектора.

3адвтчик 38 предназначен дпя формирования команд управления селектором

40 и состоит из компараторов,41 и 42, фиксирующих знак отклонения величины выходного напряжения. Нв выходе инвертора включены. датчики 43-45 тока нагрузки. Измерительный элемент 37, вклю-З ченный между выходными клеммами инвертора и звдатчиком 38, предназначен для преобразования величин напряжения и тока переменного тока на выходе инвертора в пропорциональный им сигнал постоянного тока.,данного режима работы преобразователя

4п при угле опережения

0 0 0 х х х 0

0 0 1 х .х х 1

1 0 х 0 х х 0

1 0 .х 1 х х 1

О 1 х х 0 х 0

0 1 .х х 1 х 1

1 1 х х х 0 0

1 1 х .х х 1 1

П р и м е ч а н и е: Уровень сигналов, обозначаемых х, может принимать любые значения.

Диаграммы, представленные на фиг. 3, содержат выходное напряжение 43, импульсы 44 фазосмешающего устройства, импульсы 4.5 задающего генератора, сигналы 46 нв выходе триггера распределителя импульсов, выходные сигналы

47 и 48 формирователей 35 и 36, выходные сигналы 49 и 50 компараторов

41 и 42, управляющие сигналы 51 и 52.

Устройство выполнено по многоканаль-ной схеме, в каждом канале .которой формируют два противофазных импульса.

Аналогичным образом устройство может быть выполнено по одноканальному принципу управления тиристорами.

Формирователи 35 и 36 дополнительных серий выполняются на основе компараторов, позволяющих формировать сигналы в определенной фазе (Ящ ® или ,,ею ) по отношению к кривой переменного напряжения 4 3.

Устройство работает следующим образом.

В нормальных режимах работы преобразователя кв выходе фазосмешвюшего блока 32 формируются импульсы, передние фронты которых совпадают с фронтами импульсов 45, в длительность их о( определяется сигналом регулятора (на чертеже не ноказано). Эти импульсы поступают нв синхронизирующий . вход С триггера 39. На входы У и Р триггера нодаются противофвзные сигналы 45. Пержыночение три гера происходит по заднему фронту сигнала 44, соответствующему формировакию импульсов коммутатора при угле опережения „Я>у, задаваемому сигкалом регулятора (нв чертеже не показано). Выходной сигнал 46 триггера и сигналы 48 и 49 от компвраторов 35 и 36, фронты которых соответствуют формированию импульсов коммутатора при углах опережениями„„-„ Я, поступают на коммутируемые входы Вд, В, В= селектора 40. Нв управляющие входы А, А селектора от компаражров 4.1 и 42 задатчикв синхронизации поступают сигналы 49 и 50 величины

1 которых соответствуют логической единице при напряжении 43 близком к номинальному, величины которых соответствуют логической единице. В результате сигнал ка выходе Q y селектора повторяет сигнал 46, а на выходе Я вЂ” инверсный по отношению к 46. В усилителях 34. под действием фронтов сигнала 46 формируются импульсы 51 и 52 управления тиристорвми коммутатора, соответствующие сигналу регулятора для

В динамических режимах работы иреобрвзователя кривые напряжения на коммутаторе 43 и на выходе У смешаются влево и уменьшаются по амплитуде (фиг. 3) после момента 3 у . Поскольку изменения в кривых 43 происходит достаточно быстро, а сигнал регулятора не успевает измеиить задержку 6(, импульсов 44 на требуемую величину, то отклонение напряжения lJ может значительно превзойти допустимую величину.

В данном способе указанный недостаток устракяется путем формирования двух дополнительных серий импульсов

47 и 48. На диаграммах (фиг. 3) показано, что при уменьшении выходного напряжения Up в момент f g срабатывает компвратор 41 и его выходной

7 l сигнал 48 принимает значение "0 .

При TBKHK значениях сигналов (!B Вхо= дах А х и A р селектора HQ его Выхопa (х х появляется сигнал 4S. Ус((ли. ег}п

34 формируют .импульсы управленцH коммутатора в фазе соответствуюп .ей режиму работы инвертора с максимальным углом опережения „фх„0-„.. Напряжение 43 и соответственно Ц„, быст=ро увеличиваются до тех пор, пока в момент f отклонение напояженця не превышает допустимую Величи-ну. Ко»мпаратор 41 и селектор 40 Во,врашаютсч в исходное состояни и сцц- хрониза}хххя импульсов ynpar пе}}ця ко:;."(>»ГУтатОРа ВХХОВЬ О У((!(>(ТВ»(ЯЕ»»Я ()т т»;.»(",.-., ратора 26.

»») РОЖИ МВХ С(ХИТ(!Я НаГРУЗК(Х KPIIBI IЕ «Хапряжен(х(х смещаются вправо ц увели !((В(пот=. ся по..амплитуде после момента с,х „8 этом случае срабатывает компаратор 42 ц его ВЬХхо«ДИЩ си1-нал э0 прцн(11>хает знчение "0 . На,п Од а/ л к»ор появгхяется сигнал 48,,) сххшхтех((х 34 (»)Орм»1(руХОТ и(>хх(ухсьс( управл е(> ия коммутатора . В (3аз е с Сот

Ветствующей режиму работы (х(хвертори

»» с мххххи}>(ах»1>пы}» у1»»0. - 0!lop oiKåíÿÿ что привод»: к быстеому У" х и(-1(:г и(х-0

» (хапрх((ке(хх(1(43 и (х H П )(х дОс »ц IB хши Бе|((1»ХП(х(-(требуемо» О уровня ком -" . ратов 42 и селектор 40 возвраа:..:.-.!от(-. в исходное состояние.

» I,, Поскольку измеххецце е1!BI!pH!KBH

В динамических режимах происходит

»( медленнее изменения тока Dä Tî для увел(хче}пхя быстродействия задатчика

38 способа синхронизапци в изм==оительный элсмепт 37 НОст.„ пает сиГнал,. Прс-. .»(Х порпиоцальный току нагрузки,7(1 .

Таким образом, при откло}(енци Вь-код»

Horo HQ1!piIixeH 111 V,I за п»реда>х!ы доllyc— тимых. величин, управленце тиристорами коммутатора с»существля(ОТ .>т допог}»

НИХ ЕЛIЯIЬI>» CЕР(ХИ ИМГ!УЛЬСОБр > П»»У» 0>(ц.:>Ц»» ровхп(цых с напряжением на коммутат»)ре.

С(х(ххро(хизах}ия их>!пульсов управления с напряжением на коммутаторе обеспечивает работу инвертора с максимальным углом опережения при отрц(Хательцом знаке Отl(лОнеиия ВыхОднОГО (хапрх(жеп(хя или с минимах(ьным углОм — прц HDHOжительном знаке отклонения. }-»езав(хсцМо от быстродействия регулятора в динамических ре((х(хмак происходит резкое

HaweHeI!He угла опережения ц фазы кр.— вой выходного напряжения ццвертора, что обеспечивает значительное умень-:. ш B(!H () Откл 0(! е(хця и L ((строе Босста(хов

Л(ПЦЕ Б Л»ЦЧИНЫ ВЬХХОХ!»(ОГО НППРЯ>КЕНЦХХ до (чом(хнах(ьх О: о урor,; х и приводит к

ЕЕ(>ч»(>P» (ц (K; „.;»»Г. ЕCК(! Х РЕ;КИ Хак, )ормулQ(iço.)pетенця

Способ управц:=-пня стабплизцровапПЬХ,;,I ((к()ерто()ом, содерiK(ашим коммута«*ор компецсатор„зада(ошцй генератор ц датчик тока нагоу (кц. Путем формиро=. !.. .»»™» ДБ i - Еоц»». УП»}>аГ :»>»»>((.ИХ »ХМ(} >ХЫ.ОЬ

От задающего Гецератспа и подачи их н В!H»„B»)f,K:; коммутатэра и компенсатова

»

I! p(»10 у>ху " » >»a>(я !»Q»! "Ства ОеГулцрования

» (хнвертора,. Фор -Q»pyloT две дополнительные сàpHH управля.оцшх цмпульссв синхроциЗ>ИРОБа(1(ХЬХХ С I»ia(HPHIKBI!È ЕМ BB. БЬIХОД-"-

i: 0K :.yÒQTÎ;) >:: (ОДО:OT !(!K (»Q BPIITIGIH (Кок:;х;:-;татopa на Бремя. прц котором отклонение IIQ»HpH(KBHHH будет =îëüøå допус-!

,:>Осеб G и, ., o т л ц ч а (О!

1!;.- и с тем, то., с целью уменьшения, .РOBВХ(а В Б» ГХ }П!>О"Д :ЦB((PЯГКЕ IHИ HХЬВЕ1)т —

-lQ „дц,а>»х("-,ol „" !B>K(х;-.,ках пр(х умень»

",;э(((Вех(",. (!1((ы ВыкоццОГО напря>кения (-хиж:. Дону;""H .»10(! дог охх(хцтгл»ь(хую серию —.- -",:Лощ=-:>,(акс(хмал.—. КО допустимому углу

:)п(> .:эжен((я ко(,плутa»ора. г:.",Иособ по и,. l. o T !H и ч а ю".! (Х С»I ЕМ, ЧТО, С ПЕЛЫО УМЕНЬШЕ— пцх(-) ()(,с кa, ь»ход црм на ря >к е»(цч»хи

Пер. ора В дцпамцче(;ких Режи::::.. (})H

»»!B<:;1(((=хе(>ц,.:;;,, пи»цньх Вьхходпо! l .:,. (Ояже -»

ИЦЯ !BЫ1ЦЕ,"}ОПУСТИМСй ДОПОХХ>ХИТМХЬКу Ю СB

pHK) цххг(ульссв фор(.(хрух»)т B фазе, соотВегству10;.Ией минцмахlьио допустг(х»хому

-:;Глу опережения коммутатора, 4„,)» C T Оойство и;;. и осу шествл е Ххцх(» c rlo

co5B(пс. гп,. .-3, содержащее задающий

IBцеОаTОp» к Быходг(м KCTopol"0 пОдклю чен формирователь импульсов компенсатора, состояп(ий цз последовательно соединсинь(х фазосдвигающего блока, распреД(»»ШТЕ»ХЯ(ИМПу,ПЬСОВ> ХХЬХХОДНОГО УСИЛИТЕЛЯ и фО )мцрОВатель импу 11ьсОБ KCMMYTBTOPQ

»СОСТ О ЯШ(И и Ц З,oc II » До (Q T 1! I.. H O С 0 ЕДЦ 11 ЕН

IBIK фазосдвига(ощего блока pacr(oap..ли»

ТЕ(1)(ИМПУЛЬСОВ и ВЬ(" 01(НО! О УСИХIИТЕЧЯ !

Qz:пхк тока цагруз":.;-:. вь. (Одцые клеммы ерторах:ovìyòà!Ор» ш(пхы переменного тс коммутатора,,измерительный элемент, 0 т л!(ч а ю ILL е == c я тем что ОНО

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

% 259256р кл. Н 02 Р 13/18, 1969.

2. Раскин П. Я. Стабилизированные автономные инверторы тока.на тиристорах N.. Энергия, 1970.

3. Ковалев Ф. И. Стабилизированные автономные инверторы с синусоидапьным выходным напряжением. М., Энергия, 1972.

9 744901 дополнительно снабжено двумя формирс вателями дополнительных серий импульсов и задатчиком синхронизации, при этом входы указанных формирователей подключены к шинам переменного тока коммутатора, а выходы формирователей соединены с входами распределителя импульсов формирователя импульсов коммутатора, к другому входу которого подключен задатчик синхронизапии, подключенный О через измерительный элемент к выходным клеммам инвертора и к датчику тока нагрузки.