Способ управления тиристорным импульсным усилителем мощности

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

OH NCAHNE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о >771849 (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 508890 (22) Заявлено 011178 (21) 2680343/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 15.1080. Бюллетень Мо 38

Дата опубликования описания 151030 (51)М Кла

Н 02 P 13/16

Госуяарствениый коиитет

СССР

Ilo аеас изобретений н открытий (53) УДК 621. 314. .58(088.8) (72) Автор изобретения

В.М. Остреров

Украинский научно-исследовательский институт станков и инструментов (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫИ ИМПУЛЬСНЫМ

УСИЛИТЕЛЕМ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к преобразовательной технике, а именно к способам управления тиристорными импульсными усилителями мощности с широтно-импульсной модуляцией, и предназначено для использования в электроприводах постоянного и переменного тока с тиристорными импульсными усилителями мощности.

По основному авт. св. Р 508890 известен способ управления тиристорным импульсным усилителем мощности, устройства коммутации которого обладают возрастающей коммутационной способностью, заключающийся в том, что в статическом режиме работы нагрузки осуществляют широтно-импульсную модуляцию, а в динамических режимах поддерживают постоянство абсолютных приращений тока нагрузки,на коммутационных интервалах (1) .

Известный способ предусматривает, что постоянство абсолютных приращений тока нагрузки поддерживают повышением частоты коммутации в постоянное число раз.

Недостатком известного способа является низкое быстродействие при реализации способа в одномостовой схеме тиристорного импульсного усилителя мощности. Это обусловлено снижением коэффициента использования напряжения источника питания, уменьшающим как скОрость нарастания тока, так и максимальное значение тока.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Цель достигается тем, что сравнивают текущее значение приращения с заданным и при достижении заданного значения осуществляют дополнительную внетактовую коммутацию.

На фиг. 1 представлена блок-схема реверсивного электропривода, в котором реализуется предлагаемый способ; на фиг. 2 показаны формы импульсов на выходе элементов привода.

Реализация описываемого способа в представленном электроприводе осуществляется следующим образом.

Входной сигнал электропривода поступает на пороговые устройства 1 и 2, которые совместно с генератором 3 тактовых импульсов, соединенным своим выходом "а" с пороговыми устройствами 1 и 2, образуют широтноимпульсный модулятор. Лри одной полярности входного сигнала широтно-им771849 пульсную .модуляцию осуществляет одно пороговое устройство, при другой полярности — другое. Дополнительный ге" нератор 4, частота импульсов котороro в целое число раз превышает частоту тактового генератора, синхронизирует тактовый генератор 3.

Каждое из пороговых устройств 1 и 2 управляет через соответствующий логический элемент И 5 или б, усилитель 7 и 8 импульсов рабочими тирис-. торами импульсного усилителя 9 мощности. Усилитель 7 импульсов управляет тиристорами, обеспечивающими одну полярность выходного напряжения, усилитель 8 импульсов управляет тиристорами, обеспечивающими противоположную полярность выходного напряжения.

Генератор 3 тактовых импульсов другим своим выходом "б" — выходом тактовых прямоугольных импульсов через логический элемент ИЛИ 10 управляет счетным триггером 11.Каждый из выходов счетного триггера 11 управляет через соответствующий импульсный усилитель 12 и 13 тиристором устройства искусственной коммутации импульсного усилителя мощности.

Тиристорный импульсный усилитель

9 с поочередной коммутацией нагружен якорем двигателя 14 постоянного тока, Трансформатор 15, включенный в якорную цепь двигателя, совместно с интегрирующим звеном 16, параллельно интегрирующему конденсатору которого подсоединен управляющий ключ 17, служит для измерения приращения тока якоря в.течение интервала импульса. Логический элемент HJIH 18 управляет положением ключа 17 таким образом, .что в интервале паузы, когда работает устройство искусственной коммутации импульсного усилителя мощности, ключ 17 замкнут и напряжение на интегрирующем конденсаторе в течение интервала паузы снижается до нуля, в интервале импульса ключ 17 разомкнут, на вход интегрирующего звена 16 поступает сигнал, пропорционалъный производной тока якоря, на выход звена 16 — сигнал, соответствующий текущему значении приращения тока в данном такте.

Логический элемент HJIH 18 управляется выходами логических элементов И 5 и б. Сравнение текущего значения приращения тока в интервале импульса с заданным приращением осуществляется двумя пороговыми устройствами 19 и 20, входы которых соединены с выходом интегрирующего звена

16. Выход каждого из пороговых устройств 19, 20 подключен через соответствующий двухвходовой элемент И

21 и 22 к логическому элементу ИЛИ

23, который своим выходом соединен через синхронизирующее звено 24 с входом логического элемента И 25,второй вход логического элемента И 25 соединен с выходом дополнительного генератора 4. Выход логического элемента И 25 соединен со входом логического элемента ИЛИ 10.

На фиг. 2а показаны импульсы напряжения на выходе дополнительного генератора 4, на фиг. 2б — импульсы напряжения на тактовом выходе "б"" генератора 3, на фиг. 2в-импульсы на выходе порогового устройства 1. На фиг. 2 показана форма тока якоря при осуществлении предлагаемого способа, на фиг. 2д — форма напряжения на выходе интегрирующего звена 16, на фиг. 2е — форма импульсов на выходе логического элемента И 5, на фиг.2ж— импульсы на выходе импульсных усилителей 12 и 13 (беэ разделения по каждому из усилителей), на фиг. 2з покаЯ заны только внетактовые импульсы на выходе усилителей 12 и 13, которые были сформированы при сравнении приращений тока, на фиг. 2и — импульсы на выходе синхронизирующего звена

24. На фиг. 2к — импульсы на входе синхронизирующего звена 24.

Полярность входного сигнала электропривода определяет, на выходе какого из пороговых устройств 1 или

2 наблюдается широтно-модулированные импульсы. Сравнение текущего значения приращения тока с заданным осуществляется сравнением выходного напряжения интегрирующего звена 16 с уровнем срабатывания пороговых устройств

19 и 20. На вход интегрирующего звена 16 поступает сигнал от трансформд тора 15, пропорциональный величине а величина сигнала на выходе равна приращению тока, так как в мо40 мент коммутации ключ 17 замыкается и конденсатор интегратора разряжается полностью.

В статических режимах работы привода приращения тока в интервалах коммутации меньше, чем значение, определяемое пороговыми устройствами

19 и 20, поэтому длительность импульсов напряжения на якоре двигателя

14 в точности соответствует длительности импульсов на выходе порогового устройства 1 или 2 широтно-импульсного модулятора, сигнал на выходе логического элемента ИЛИ 23 соответствует. логическому нулю, такой же сигнал на выходе синхронизирующего звена 24, на выходе элемента И 25 логический ноль, симметричный триггер

11 переключается с тактовой частотой, обусловленной работой генератора 3 тактовых импульсов. При этом перед@) ний фронт широтно-модулированного импульса усиливается усилителем 7 или

8 импульсов.и подается в виде импульса на рабочие тиристоры импульсного усилителя 9 мощности, а задний фронт у5 усиливается поочередно усилителями

771849

12 и 13 и подается в виде импульса на тиристоры устройства искусственной коммутации импульсного усилителя 9 мощности.

В интервале импульса при сигнале логической единицы на выходе логического элемента ИЛИ 18 ключ 17 разомкнут, интегрирующее звено интегрирует сигнал, пропорциональный величине — .

СН

В течение времени импульса выходное напряжение интегрирующего звена непрерывно изменяется, повторяя форму изменечия тока в данном такте. По окончайии импульса, в интервале паузы, в то время когда работает коммутирующее устройство, ключ 17 замкнут, конденсатор интегрирующего устройства разряжается до нуля и к очередному такту процесс повторяется.

В динамических режимах скорости роста тока существенно выше, поэтому выходное напряжение интегрирующего звена 16, соответствующее текущему значению приращения тока нагрузки, достигает уровня, соответствующего срабатыванию порогового устройства, ранее, чем закончится широтно-модулированный импульс порогового устройства. При этом на выходе одного из логических элементов И 21 или 22 появляется сигнал логической единицы и выход дополнительного генератора

4 подключается через логические элементы И 25 и ИЛИ 10 ко входу счетного триггера 11. При этом выходной импульс генератора 4 обеспечивает дополнительное внетактовое срабатывание коммутирующего устройства на время работы коммутирующего устройства, .равное длительности импульса генератора 4, логический элемент ИЛИ 10 блокирует через логический элемент

И 5 или 6 выход порогового устройства, и на это же время замыкается ключ

17. Сразу по окончании процесса коммутации опять включается отключенный рабочий тиристор (передним фронтом импульса на выходе логического элемента 5 или 6) и процесс начинается

5 снова. Иаксимальное число дополнительных коммутаций, которые могут быть осуществленЫ в течение одного периода основного тактового генератора 3, равно кратности частот генератора 4 и 3. Для более четкой работы между выходом логического элемента

И 23 и входом логического элемента

И 25 включено синхронизирующее звено

24, обеспечивающее подачу и съем команды только в определенные фиксированные по отношению к периоду дополнительного генератора 4 моменты времени.

Использование предлагаемого способа позволяет повысить быстродействие

20 электропривода, являющегося нагрузкой управляемого усилителя в том случае, когда применяется одномостовой тиристорный усилитель мощности, и не уступает в тех случаях, когда

25 применяется двухмостовой усилитель °

Формула изобретения

Способ управления тиристорным импульсным усилителем мощности по авт. св. Р 508890, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения быстродействия, сравнивают текущее зна35 чение приращения с заданным и при достижении заданного значения осуществляют дополнительную внетактовую коммутацию.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

40 1. Авторское свидетельство СССР

9508890, кл. HP 13/16, 1973.

771849

Фи . g

Составитель О. Наказная

Редактор Т. Лошкарева Техред М.Петко Корректор Н. Бабинец

9аказ 6717/7o Тираж 783 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 5-35, Раушская наб., д. 4/5

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