Устройство для управления реверсивнымвентильным преобразователем

 

Союз Советскик

Социелистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (u>809465 м ; (61) Дополнительное к авт. свид-ву 9 455445 (22) Заявлено 31D877 (21) 2520287/24-07 с присоединением заявки ¹ (51)М. Нл. .

Н 02 Р 13/16//

Н 02 P 5/06

Государственный комитет

СССР

IIo делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 28.02.81..Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 2802.81 (53) УДК 621. 316. 718. .5 (088.8) (72) Авторы изобретения

A.М.Вейнгер, Ю.С.Тартаковский, В.В.Громов н В.Н.Кочнев

Свердловское пуско-наладочное управление Треста Уралэлектромонтаж и Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им. С.М.Кирова (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ РЕВЕРСИВНЫМ

ВЕНТИЛЬНЫМ ПРЕОЕРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к регулируемому электроприводу с питанием электродвигателя от реверсивного вентильного преобразователя с включением вентильных групп по антипараллельной схеме с совместным согласованным управлением и может быть использовано в системах автоматического регулирования электроприводов постоянного тока с высокими требованиями к точности регулирования.

По основному авт. св. 9 455445 известно устройство, содержащее .первый и.второй трехфазные выпрямительные мосты, включенные встречно-параллельно, причет анодная и катодная группы вентилей одного моста управляются от одной система фазоимпульсного управления, а анодная н катодная группы вентилей второго моста управляются каждая от своей системы фазоимпульсного управления, Указанные системы снабжены индивидуальным регулятором тока, т.е. выход каждого регулятора тока соединен со входом системы фазоимпульсного управления своей вентильной группы, тремя датчиками токов,выходы которых соединены со входами регуляторов,общим задатчиком тока нагрузки,который через узлы односторонней проводимости соединен с другими входами регуляторов тока, н задатчиком уравнительного тока, который соединен с третьими входами регуляторов тока. Так как регуляторы токов принимаются пропорционально-интегральными, то в установившемся режиме в таком электроприводе токи всех вентильных групп, а значит, и ток двигателя и уравнительные токи двух уравнительных контуров, имеющихся в преобразователе с антипараллельной схемой, достаточно поддерживаются на заданном уровне.

Однако в переходных режимах в рассматриваемом электроприводе не обеспечивается необходимое для такого класса электропрнводов качества регулирования.

Цель изобретения — обеспечение высокой статической и динамической точности тока нагрузки и уравнительных токов.

Указанная цель достигается тем, что в известное устройство введены трн суммирующих элемента, выход каждого из которых соединен со входом своей системя фазоимт1ульсного управ809465 ления, а входы каждого из суммирующих элементов соединен с выходами не менее чем двух регуляторов тока. Кроме .того, входы суммирующих элементов соединены с выходами регуляторон тока через дополнительно введенные корректирующие звенья.

На чертеже изображена структурная электрическаR õåìà предлагаемого устройства.

Устройство содержит эадатчик 1 тока нагрузки (регулятор частоты вращения двигателя), узлы 2 и 3 Односторонней проводимости, ток va выходе которых, независимо от напряжения на входе, может иметь ".îëüêî одно направление,эадатчик 4 уравнительного тока, )$ пропорционально-интегральные регуляторы 5-7 тока, сумматоры 8-10, системы 1 -13 импульсно-фазового управления,(СИФУ), датчики 14-16 токов вентильнь1х групп 17, 18 и 19, 20 пер- щ

ВОГО И ВТОООГО ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫХ МОСТОВ, образующих ренерсивный вентильный преобразователь, звено 21 компенсации ЭДС двигателя, корректирующие звенья 22-27.

Вы-,îä эадатчика 1 тока нагрузки подключен ко входу регулятора 5 тока двигателя и через узлы ? и 3 односторонней пронодимости, обеспечивающие на их выходе выделение модуля входного сигнала,— ко входам регуляторов

6 и 7 тека. К вторым входам регуляторон б и ", подключен выход задатчика

4 уравнительного тока, а к второму входу регулятора 5 — выход звена 21 компенсации. ЭДС двигателя. Напряжение на выходе этого звена зависит от

ЭДС двигателя. К остальным входам регуляторов 5-7 подключены в качестве обратных связей выходы датчиков 14-16 токов вентильных групп, с помощью ко- gQ торых непосредственно на входах регуляторов Вычисляются фактические значения токов двигателя и уравнительных токов. Выход регулятора 5 через сумматор 8 соединен со входом

СИФУ 11 вентильных групп 17 и 18, выход регулятора. б через сумматор

9 — co Входом СИФУ 12 вентильной группы 19, выход регулятора 7 через сумматор 10 — co Входом СИФУ 13 нентильной группы 20. Вентильные группы

17 и 18 одного ныпрямительного моста имеют оощую СИФУ 11, вентильные группы 19 и 20 второго моста имеют индивидуальные СИФУ вЂ” 12 и 1.3. Соответственно с помощью датчиков 14-16 токов измеряются токи этих вентильных групп.

В .УстройСтве применены корректирующие эненья 22-27, через которые выход каждого из регуляторов соединяется со входами СИФУ других вен Ъльных групп: выход регулятора 5 тока соединен через звено 22 и сумматор 9 со входом СИФУ 12 вентильной группы 19 и через звено 23 и сумматор 10 — со входом СИФУ 13 вентильной $$

i . = i — †(i. + i ). с 3 2

Напряжения U, U < и U qq на выходах регуляторов 5-7 тока определяются соотношени ями:

0><> =j4d (1 1 + 1 > ) + Я/>4 6 d ) 4t g

"Рте =t2 l «>14 1У ("4-4 )1ч (3) 1т7 I: Z I4d I-4 1 4 Р(14441))Ъ где заданное значение тока якорной цепи двигателя; — заданное значение уравнительноного тока через дниra es.ь,, — ЭДС днигателя — передаточные функции соответственно ререгуляторон

5-7 тока и звена 21. ед s i+6 1 7 и 1 21 группы 20, выход регулятора 6 тока соединен через корректирующие звенья

24 и 25 и сумматоры 8 и 10 со входами СИФУ 11 и 13 вентильных групп 17, 18 и 20, выход регулятора 7 через корректирующие звенья 26 и 27 и сумматоры 8 и 9 соединен со входами

СИФУ 11 и 12 вентильных групп 17-19.

Эти дополнительные зненья и соединения выполняются таким образом, что, если имеется задание на изменение тока двигателя, то изменяется одновременно не только ЭДС групп, работающих

В ныпрямительном режиме, но и ЭДС групп, работающих в инверторном режиме, и при изменении тока двигателя уравнительные токи остаются неизменными .

Для выяснения последнего обстоятельства проводят анализ электропривода.

Регулируе1ыми переменными в устройстве являются токи фаэ iq ig u которые определяются токами двигателя и уравнительными токами:

1а 1д

Ь 2 1а У (4)

1С=2(dl +1, где ток якорной цепи двигател я;

1у — уравнительные токи и вентильных группах преобразователя.

Эти токи можно выразить через токи и i вентильных групп

1а= 11+ 111

1 = — 1 — 1

809465

Х «7 2

Я/-ъ I

К и 2Трр

3Zn

2 к„. 2т„р

37. и

7

ti n ар

25

30 г«

1« =w,2 К и 11 К 23 К 1 2 5 26 к 2

40

2.

« к

Zd 7.

Формула изобретения

Уравнения (3) с учетом уравнений (1) и (2) можно записать в виде:

U„к -(«а,-- а Ю2«Е,) I >, 0 Ргь --(1 (7 — 5 Ь ) " 6 .3 рт7. («с) с) 71 где i<>, i g> i j, — заданные значения токов

1С °

Для ЭДС вентильных групп

Кп

Е« = 1U т w>R Uрть 2ь рт7т

« " " Р !

<и

2. = 1> 22 "рт ™ ть 17 1 рт71)

Рр

Кп

3 = $% 13 Орт5 ™15 ОРтЬ т7

1+Т рр

ГДЕ W 1... W2„— ПЕРЕДатОЧНЫЕ фуНКции корректирующих звеньев 22...27;

К„ — коэффициент усиления пэеобразователя;

Т постоянная нремени преобразователя; — оператор Лапласа.

Передаточные функции корректирующих звеньев в этом случае:

Подставляя значения ЭДС групп с учетом выражений для передаточных функций звеньев в выражения для токов получают выражения для регулируемых переменных:

К и . ЕД Е1

+т 1(ав а 5 2к 1 2 45 — — («g — «(,I Wg

2 Кп

«32п «+ТГ 5

Kп

«с (c "c)Wr) z «т где Z „ Z g — соответственно комплексные сопротивления 55 преобразователя и двигателя.

Из выражения (1) определяются токи в регулируемом электроприводе: ю

1аг 60

2

= — — I i,(/

В устройстве имеются три замкнутых контура регулирования токов i g i* и 65 пРичем 1а —— i . Эти контуры независимы друг от друга и, если передаточные функции в соответствии с известной методикой принять в виде: тс в каждом из этих контурсв обеспечено регулирование в соответствии с техническим оптимумом, причем может быть получено предельное быстродействие при соответствующем выборе постоянной времени Т фильтров.

Влияние обратной связи по ЭДС двигателя имеет место, как и в обычных одноканальных системах без уравнительных токов, только в контуре регулирования тока двигателя. Причем при наличии компенсирующей связи по

ЭДС двигателя через звено,21 на вход регулятора 5 тока действие внутренней обратной связи по ЭДС практически не сказывается на качестве регулирснания тока двигателя.

В тех режимах работы, когда заданное и фактическое значения тока двигателя не меняют в переходном процессе своего знака, действие изменений тока двигателя на неличину уравнительных токов 1у и 1у оказынается пол1 ностью скомпенсированным, в электроприводе поддерживается равенство

= У1 = 4З.

Это равенство при изменении знаков заданного и фактического значений токов двигателя несколько нарушается, однако, так как в реальном электроприноде скорость этих изменений определяется относительно медленно действующим (по сравнению с контуром То ка) контуром скорости, то отклонения уравнительных токов 1у„ и iy1 от за- данного значения оказываются весьма незначительными. Данное обстоятельство полнсстью подтверждается при математическом моделирснании подобного электропривода на АВМ.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает высокую точность поддержания регулируемых переменных в статическом и динамическом режимах и предельное быстродействие независимо от его параметров.

1. Устройство для управления реверсивньм вентильным преобразователем по авт. св. Р 455445, o r л и ч а ю щ е е с я тем, что, о целью пс нышения точности регулирования тона нагрузки и уравнитель я;,х гонон, в него

809465

Составитель В. Кузнецова

Редактор М.Митровка Техред С,Мигунова Корректор Н.Бутяга

Заказ 452/73 Тираж 741 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. УжгоРоД, Ул. ПРоектнаЯ, 4 введены трн суммирующих элемента, выход каждого иэ которых соединен со входом. своей системы фаэоимпульсного управления, а входы каждого иэ суммирующих элементов соединены с выходами не менее чем двух регуляторов тока.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,входы суммирующих элементов соединены с выходами регуляторов тока через дополнительно введенные корректирующие звенья.