Устройство для управления выпрямите-лем
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских Социалистических Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 07.05.79 (21) 2763114/24-07 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. К . Н 02 P 13/16 Государствеииык комитет СССР во делам изооретеиий и открытий Опубликовано 30.03.81. Бюллетень № 12 Дата опубликования описания 05.04.81 (53) УДК 621.316..727 (088.8) (72) Автор изобретения Г. И. Волович Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (7I) Заявитель (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПРЯМИТЕЛЕМ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации выходного напряжения вентильного пре-, образователя. Известны асинхронные одноканальные системы управления выпрямителем, содержащие преобразователь напряжения в частоту импульсов, к выходу которого подключена система распределения импульсов управления вентилями выпрямителя. Преобразователь напряжения в частоту включает в себя интегратор и нуль-орган (1) . К недостаткам известных устройств относятся сравнительно большие провалы и выбросы выходного напряжения, а также относительно большое время переходных процессов. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для управления выпрямителем, включающим сглаживающим дроссель и конденсатор на выходе, содержащее преобразователь напряжения в частоту импульсов, первый вход которого через дополнительную обмотку дросселя соединен с выходом выпрямителя, второй вход соединен с источником эталонногб напряжения, а выход — с блоком рас2 пределения импульсов по вентилям выпрямителя (2) . Недостатком устройства является плохое качество переходных процессов при коммутации нагрузки выпрямителя. Это вызвано случайным характером распределения импульсов преобразователя напряжения в частоту при существенном уменьшении или увеличении выходного напряжения выпрямителя по сравнению с заданным значением. Цель изобретения уменьшение выбросов и провалов выходного напряжения, а также сокращение времени переходных процессов. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления выпрямителем снабжено датчиком тока, двухполярным компаратором, функциональным блоком, нуль15 органом, схемой совпадения и двумя ключами, первый из которых включен параллельно первому, а второй — параллельно второму входу преобразователя, причем управляющие электроды первого и второго клю20 чей соединены соответственно с выходами двухполярного компаратора и схемы совпадения, входы которой соединены с выходами компаратора и нуль-органа, входы которого подключены к выходам выпрямителя, 817977 источника эталонного напряжения и функционального блока, вход которого вместе с входом компаратора соединен с датчиком тока, включенным последовательно с конденсатором. На фиг. 1 прсдетавлена схема устройства на фиг. 2 — фазовая плоскость, иллюстрирующая процессы в управляемом выпрямителе; на фиг. 3 — зависимость между входным и выходными сигналами двухполярного компаратора. Устройство для управления выпрямителем 1 с сглаживающим дросселем 2 и конденсатором 3 на выходе содержит преобразователь 4 напряжения в частоту импульсов, состоящий из интегратора 5 и порогового детектора 6, причем первый вход преобразо5 ! о 15 вателя 4 через дополнительную обмотку 7 дросселя 2 соединен с выходом выпрямителя 1, второй вход соединен с источником 8 эталонного напряжения, а выход — с блоком 9 распределения импульсов, В цепь конденсатора 3 включен датчик 10 тока. Устройство снабжено так же функциональным блоком 11, двухполярным компаратором 12, нуль-органом 13, схемой 14 совпадения и двумя ключами 15 и 16, первый из которых включен параллельно первому входу преобразователя 4 напряжения в частоту, а второй — параллельно второму входу преобразователя 4. Управляющие электроды ключей ! 5 и 6 соединены соответственно с выходами двухполярного компаратора 12 и схемы совпадения 14. Входы схемы совпадения 14 3о соединены с выходами нуль-органа 13 и двухполярного компаратора 12. Входы нуль-органа 13 соединены с источником 8 эталонного напряжения, выходом выпрямителя 1 н через функциональный блок 11 с датчиком 10 тока. Вход двухполярного компаратора 12 также соединен с датчиком 10 тока. Устройство работает следующим обраcLu Когда значение — не выходит за пределы заштрихованной области Q (фиг. 2), 4> с3.f определяемой настройкой двухполярного компаратора 12, выпрямитель 1 работает в пропорциональном режиме. В случае, если выходное напряжение U выпрямителя 1 изменяется быстро, например при набросе или сбросе нагрузки, и величина -, — выходит за пределы заштриховансИГ ной области Q, то выпрямитель 1 работает в релейном режиме. Тогда через конденсатор 3 течет значительный по величине ток, пропорциональныи — —. Напряжение, сни- 50 cLU маемое с выхода датчика 10 тока при достижении им по абсолютной величине значения порога срабатывания Л двухполярного ком паратора 12, характеристика вход-выход которого представлена на фиг. 3, заставляет последний переключаться. При этом на первый вход съемы 14 совпадения поступает сигнал разрешения и одновременно замыкается ключ 15, шунтирующий вход преобразователя 4 напряжения в частоту, связанный с выходом выпрямителя 1. Сигнал с выхода датчика 10 тока поступает также на функциональный блок 11, моделирующий уравнение линии переключения, разделяющий области режимов выпрямления с углом с(.= 0 и инвертирования. Если выходное напряжение функционального блока 11, поступающее на первый вход нуль-органа 13, больше, чем разность выходного U и эталонного напряжения Чэ, т. е. фазовая точка находится правее линии переключения у (фиг. 3), то с выхода нуль-органа 13 на второй вход схемы 14 совпадения поступит разрешающий сигнал, что при наличии на ее первом входе рашрешающего сигнала обеспечит замыкание ключа 16, шунтирующего вход преобразователя 4 напряжения в частоту. В результате на входах преобразователя 4 напряжение будет равно нулю и импульсы не будут поступать на управляющие электроды вентилей выпрямителя 1. Это приведет к переходу выпрямителя на время 3 во, где а — частота сети, в режим инвертирования, обеспечивающий возврат избыточной энергии из LC-фильтра выпрямителя в сеть. Если выходное напряжение функционального блока 11 меньше, чем разность выходного U и эталонного напряжения Чэ, т. е. фазовая точка находится левее линии переключения !! (фиг. 2), то на выходе нульоргана 13 будет сигнал иной полярности, чем полярность разрешающего сигнала и ключ 16 будет разомкнут. Поскольку при значительной по абсолютной величине — — ключ ф 15 будет замкнут, на вход преобразователя 4 напряжения в частоту будет поступать большое напряжения Чэ, а не разность Ч вЂ” U, как в номинальном режиме. Это приведет к появлению на выходе преобразователя 4 импульсов высокой частоты, которые будут распределяться блоком 9 распределения импульсов по соответствующим силовым вентилям. Высокая частота импульсов (порядка 10 кГц) гарантирует включение очередного вентиля почти сразу же, как только напряжение на его аноде станет положительным, т. е. выпрямитель будет работать с углом регулированиями= О. Таким образом, работа выпрямителя в двух режимах с высокой частотой импульсов в выпрямительном режиме позволяет уменьшить время переходного процесса и уменьшить выбросы и провалы выпрямленного напряжения. Формула изобретения Устройство для управления выпрямителем, включающим сглаживающий дроссель и конденсатор на выходе, содержащее преобразователь напряжения в частоту импульсов, первый вход которого через дополнительную обмотку дросселя соединен с выходом 817977 Фиг. 1 выпрямителя, второй вход соединен с источником эталонного напряжения, а выход с блоком распределения импульсов по вентилям выпрямителя, отличающееся тем, что, с целью уменьшения выбросов и провалов выходного напряжения выпрямителя, а также сокращения времени переходных процессов, оно снабжено датчикам тока, двухполярным компаратором, функциональным блоком, нуль-органом, схемой совпадения и двумя ключами, первый из которых включен параллельно первому, а второй — параллельно второму входу преобразователя, причем управляющие электроды первого и второго ключей соединены соответственно с выходами компаратора и схемы совпадения, входы которой соединены с выходами компаратора и нуль-органа, входы которого подключены к выходам выпрямителя, источника эталонного напряжения и функционального блока, вход которого вместе с входом компаратора соединен с датчиком тока, включенным последовательно с конденсатором. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Писарев А. Л., Деткин Л. П. Управление тиристорными преобразователями. M., «Энергия», 1975, с. 124. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2542223/24-07, кл. Н 02 P 13/16, 1977. 817977 аи/и Составитель В. Жмуров Редактор Н. Кузнецова Техред А. Бойкас Корректор Л. Иван Заказ 1014/78 Тираж 730 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
