Способ одноканального управления вентильным преобразователем и устройство для его осуществления

 

О П И С А Н И Е 748626

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (6! ) Дополнительное к авт. свкд-ву (22) Заявлено 29.0б.78 (21) 2634892/24 — 07 с присоединением заявки,% (28) Приоритет

{51)м. Кл.

Н 02 P 13/16

Веударстванный кемитет

СССР нв делам изобретений и открытий

Опубликовано 15.07.80. Бюллетень М26

{53) УДК621316..727 (088.8) Дата опубликования описания 15.07.80 (72) Автор изобретения

А. И, Пономаренко

Московский ордена Ленина энергетический институт (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ОДНОКАНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике-и . может быть использовано в преобразователях повышенной точности и высокого быстродействия.

Известен способ одноканального управления вентильным преобразователем с использованием напряжения развертки, синхронизированного с одной из фаз сети. Формирование и фазовый сдвиг импульсов.ло этому способу осуществляют только для одной фазы преобразователя. Для остальных фаз многофазного преобразователя формируют импульсы с постоянной задержкой на угол т и — (гав я эг атэс фаэность преобразователя) относительно той фазы, с которой осуществляют синхронизацию (1}.

Основными недостатками этого способа управления являются низкое быстродействие, асимметрия выходных импульсов и относительно большая сложность устройства, реализующего данный способ.

Наиболее близким по технической сущности, к изобретению является способ одноканаЛьного управления, который состоит в том, что формируют путем интегрирования опорного напряжения при нулевых начальных условиях напряжение развертки с периодом —, синхро Ис низированное с моментами естественной ком5 мутации вентилей преобразователя. Сравнивают это напряжение с управляющим напряжением.

В момент нх равенства формируют импульсы.

Для осуществления диапазона управления

А >1r указанные операции повторяют n раз с той лишь разницей, что синхронизация каждой последующей развертки осуществляется импульсами, полученными в моменты равенства напряжения управления и напряжения предыдущей развертки (2}.

Так .как в данном способе формирование напряжения развертки каждый раз осуществляют при нулевых начальных условиях и каждое напряжение развертки сравнивают с напряжением управления для формирования импульсов, то при этом возникает запаздывание, пропорциональное количеству напряжений Pàçâåðòîê, использованных в системе управления, Низкое быстродействие является основным недостатком этого способа управления.

748626

3

Устройство, реализующее способ, содержит блок синхронизации, вырабатывающий импуль-, сы в моменты естественной коммутации вентилей преобразователя, фазосдвигающие элементы s виде генератора линейно-изменяющегося напряжения и узла сравнения, распределитель импульсов. Фазосдвигающие элементы включены последовательно (2) .

Недостатком устройства является относительно большая сложность, обусловленная наличием нескольких фазосдвигающих устройств, и свойственное этому способу низкое быстродействие.

Цель изобретения — повышение быстродействия и упрощение одноканальной системы управления.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления вентильным преобразователем формируют вспомогательное напряжение развертки синхронизированное с сетью, и устанавливают начальные значения основного напряжения развертки -на каждом интервале проводимости

1 равными мгновенным значениям вспомогательного напряжения развертки в моменты равенства управляющего напряжения и основного напряжения развертки, причем продолжительность интегрирования на каждом интервале проводимости устанавливают по моменту равенства этих напряжений.

В качестве вспомогательного напряжения развертки можно использовать напряжение с выхода вентильного преобразователя.

Устройство для осуществления способа снабжено блоком формирования вспомогательного напряжения развертки, синхронизированного с сетью, ключом и нуль-органом, причем нульорган включен между блоком сравнения и формирователем, выход блока формирования вспомогательной развертки подключен через ключ к установочному входу интегратора, управляющий вход ключа подключен к выходу формирователя импульсов.

Узел формирования вспоМогательного напряжения развертки может быть выполнен в виде генератора пилообразного напряжения, синхронизированного с сетью; а также в виде управляемого выпрямителя с аналогичной силовому преобразователю фазировкой.

>20

4

Формируют вспомогательное напряжение развертки (фиг. 1 г), синхронизированное с сетью, и основное напряжение развертки (фиг. 1 в), которое сравнивают с напряжением управления М упр, (фиг. 1 в). В моменты

М > о <3 у о <5 равенства напряжения управления U, р и основной развертки (фиг, 1 в) последнее устанавливают равным мгновенным значениям вспомогательного напряжения развертки (фиг. 1 г) и формируют выходные импульсы (фиг. 1 а), В диапазоне управления К< Х1г m напряжение основной развертки после сравнения с управляющим напряжением продолжает нарастать и затем в моменть1 синхронизации (ust. <,use < фиг. 1 в) устанавливают равным мгновенному значению вспомогательного напряжения развертки. В диапазоне управления Ф 2л m напряжение основной развертки в моменты равенства его напряжению управления Ovnp (ы1„. (о 0фиг. 1в) устанавливают равным мгновейным значениям напряжения вспомогательной развертки (фиг.1в).

Моменту времени i.u t g соответствует угол фазового сдвига М 180 эл.град, т.е, обеспечивается полный диапазон управления для рассматриваемого преобразователя. Напряжение на выходе силового преобразователя имеет вцц, показанный на фиг. 1 д.

В качестве вспомогательного напряжения развертки целесообразно использовать напряжение с выхода вентильного преобразователя или его физической модели (маломощное управляемого преобразователя) (фиг. 2в). Основное напряжение развертки (фиг. 2б) формируют так же, как описано выше. Выходные импульсы для управления шестифазным мостовым симметричным преобразователем показаны на фиг. 2а.

Устройство (фиг. 3) для осуществления способа управления содержит блок 1 формирования вспомогательного напряжения развертки, ключ 2, интегратор 3, блок 4 сравнения, нульорган 5, формирователь 6, распределитель 7 импульсов. Выходы распределителя импульсов подключены к вентилям 8 преобразователя.

Узел формирования вспомогательного напряжения развертки подключен через ключ 2 к установочному входу интегратора 3, на выходе которого формируется основное напряжение развертки.

55

На фиг. 1 и 2 приведены диаграммы, поясняющие формирование и фазовый сдвиг выходных импульсов по данному способу; на фиг. 3 и 4 — схемы устройств, осуществляющих способ управления вентильным преобразователемм.

Рассмотрим данный способ управления на примере трехфазного мостового несимметричного преобразователя.

Устройство на фиг. 4 отличается тем, что блок 1 формирования вспомогательного напряжения развертки выполнен в виде управляе; мого маломощного преобразователя с аналогичной силовому преобразователю фазировкой, выход которого через ключ 2 подключен к установочному входу интегратора 3. Управляемый маломощный преобразователь использу7486 ется также в качестве распределителя выходных импульсов.

Работа устройства (фиг. 3) происходит следующим образом.

При равенстве напряжений управления и и развертки 0 < формируется импульс на вы ходе нуль-органа 5. Далее импульс с выхода нуль-органа 5 поступает через формирователь 6 и распределитель 7 на запуск очередного вентиля преобразователя 8. Одновременно импульс 1о с выхода нуль-органа 5 поступает на управляющий вход ключа 2, который кратковременно замыкается, на выходе интегратора 3 устанавливается начальное напряжение, равное мгновенному значению напряжения на выходе узла 1 15 формирования вспомогательной развертки.

В момент достижения напряжения на выходе интегратора 3 величины напряжения управления снова формируется импульс на выходе нульоргана 5 и все процессы повторяются. Фазовый 2о сдвиг выходных импульсов осуществляется за счет изменения величины управляющего напряжения.

В данном способе управления вентильным преобразователем для формирования выходных 25 импульсов используется всего один сигнал развертки во всем диапазоне управления, т.е. до 180 эл.град., что полностью исключает запаздывание в формировании выходных импульсов при скачкообразном изменении напряжения управления. Повышение быстродействия одноканальных систем управления расширяет область их применения, которая распространяется в этом случае на весьма широкую отрасль народного хозяйства — автоматизированный вентильный электропривод. В пользу широкого применения одноканальных систем управления по предлагаемому способу свидетельствует также значительное упрощение их структуры и ее реализации, особенно при использовании в качестве основного функционального элемента физической модели силовой части преобразователя. В сравнении с известными устройствами управления вентильными преобразователями данное устройство содержит в 2 — 3 45 раза меньшее число компонентов, Формула изобретения

1. Способ одноканального управления вентильным преобразователем, заключающийся в том, что интегрируют опорное напряжение на

26 6 каждом интервале проводимости и полученное основное напряжение развертки сравнивают с управляющим напряжением, полученные им-. пульсы распределяют по вентилям преобразователя, отличающийся тем,что,с целью повышения быстродействия и упрощения, формируют вспомогательное напряжение развертки, синхронизированное с сетью„и устанавливают начальные значения основного напряжения развертки на каждом интервале проводимости равными мгновенным значениям вспомогательного напряжения развертки в моменты равенства управляющего напряжения и основного напряжения развертки, причем продолжительность интегрирования на каждом интервале проводимости устанавливают по моменту равенства этих напряжений.

2.Способпоп.1, отличающийс я тем, что используют в качестве вспомогательного напряжения развертки напряжение с выхода вентильного преобразователя.

3. Устройство для осуществления способа по п. 1, содержащее фазосдвигающий элемент, состоящий из последовательно соединенных интегратора и блока сравнения, и последо вательно соединенные формирователь и распределитель импульсов, о т л и ч -а ю щ е е с я тем, что оно снабжено блоком формирования вспомогательного напряжения развертки, синхронизированного с сетью, ключом и нуль-органом, причем нуль-орган включен между блоком сравнения и формирователем, выход блока формирования вспомогательного напряжения развертки подключен через ключ к установочному входу интегратора, управляющий вход ключа подключен к выходу формирователя.

4. Устройство по п.3, отличаю шее с я тем, что узел формирования вспомогательного напряжения развертки выполнен в виде генератора пилообразного напряжения.

5. Устройство по п. 3, о т л и ч а ю щ ее -с я тем, что узел формирования вспомогательного напряжения развертки выполнен в виде управляемого выпрямителя с аналогичной силовому преобразователю фазировкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Абдулаев А. Н. Системы управления выпрямителями на тиристорах, Автоматизированный электропривод производственных механизмов, Т.З, М., "Энергия", 1966.

2, Авторское свидетельство СССР Р 571869, кл. Н 02 P 13/16, 1976, 748626

Составитель . О. Парфенова

Техред я. Бирчак

Корректор М. Коста

Редактор С. Лыжова

Тираж 783 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ .4378/16

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