Способ управления автономным инвертором

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ к лвтоескомю свидетельству

Союз Советских

Социалистических

Республик (iii892651 (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 0606.78 (21) 2624890/24-07 с присоединением заявки лй (23) Приоритет

Опубликовано 231281. Бюллетень .% 47 (51)Ч. Кл.

Н 02 Р 1У18

1осударствсииый комитет. (53) УДК 621.314. .26(088. 8) ао делии изобретений и открытий

Дата опубликования описания 23,12.81

В.С. Кодекин, Н.П. Кутлер, А.С. Ленович-,-..

А.Н. Довгопол и А.В. Пузаков (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АВТОНОМНЫМ ИНВЕРТОРОИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для у пра вл ения преобразователем, пит ающимся от источника постоянного напряжения, к которому предъявляются повышенные требования по качеству выходных параметров.

Известен способ управления преобразователем, состоящий в формировании выходного напряжения (ток) из

10 последовательности прямоугольных импульсов, следующих с определенной частотой, длительность которых промодулирована по закону задающего напряжения (1 ).

Известен также способ управления широтно-импульсным преобразователем,, состоящий в том, что из пульсирующего постоянного напряжения источника

20 питания выделяют сигналы основной гармоники, получают из них тактовые импульсы и формируют с их помощью управляющие импульсы (2).

Недостатком известных способов является зависимость выходных параметров напряжения (тока) от параметров источника питания, проявляющаяся в нестабильности выходного напряжения (тока) по амплитуде.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ управления автономным инвертором с поочередным включением силовых элементов, включающий измерение отклонения ° выходного параметра от заданного значения:и формирование с его помощью сигналов переключения (3 1.

В известном способе устраняется влияние изменения параметров источника питания на величину выходного тока, однако в большинстве случаев, например в инверторах переменного напряжения, необходимо регулировать выходное напряжение, в то время как ток является функцией нагрузки.

892651

Кроме того, в этом способе при величине задания на ток менее основных уровней сравнения и отсутствии противо-ЭДС в нагрузке возможно нарушение принятого закона работы (ин" Э вертор выйдет из режима переключений}. Это приведет к возникновению в выходном токе искажений (типа ступенька) при переходе задания на ток через нуль, что в большинстве случа- 10 ев, например в инверторах переменного напряжения, нежелательно.

Цель изобретения - улучшение качества регулирования и повышение КПД, Поставленная цель достигается тем, что в известном способе управления автономным инвертором выделяют сигнал, пропорциональный мгновенному значению выходного параметра, сравнивают его с сигналом задания, в результате чего выделяют сигнал ошибки, непрерывно интегрируют полученный сигнал ошибки, затем сравнивают интеграл сигнала ошибки с одним из двух раэнополярных равных по величине уров- ней сравнения, при превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключения силовых элементов и сигнал переключения уровня сравнения на противополож- о ный по знаку, причем величины уровней сравнения и величину постоянной времени интегратора выбирают иэ условия минимума электрических потерь.

На фиг. 1 показана функциональная схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2-5 - диаграммы напряжений, иллюстрирующие работу устройства, где Ug - напряжение задания, 0и — напряжение на выходе интегратора 3;

U и U q - напряжения сравнения, 0 и U» - напряжение источников питания, U1S>, - выходное напряжение инвертора. .Устройство, реализуницее предлагае- 4> мый способ, состоит из узла 1 выделения ошибки, узла 2 выделения сигнала выходного параметра, интегратора 3, компаратора 4 с узлом 5 задания уровней сравнения, силовых элементов 6 so и 7 и выполнено следующим образом: один из входов узла l выделения ошибки подключен к источнику входного сигнала, другой вход - к выходу узла 2 выделения сигнала выходного парамет- Ss ра, а выход - ко входу интегратора 3, выход интегратора 3 подключен к одному иэ входов компаратора 4, другой ° вход которого подключен к выходу узла 5 задания уровней сравнения со входом, соединенным с выходом компаратора и входами силовых элементов

6 и 7, выходы силовых элементов 6 и 7 подключены к выходному зажиму и входу узла 2 выделения сигнала выходного параметра.

Сущность способа заключается в следующе м.

Задающий сигнал U> подают на один иэ входов узла 1 выдвления ошибки, где сравнивают с сигналом, пропорциональным мгновенному значению выходного параметра, поступившим из узла

2 выделения сигнала выходного параметра. Полученный при этом сигнал ошибки подают на вход интегратора 3.

Интеграл сигнала ошибки с выхода интегратора 3 подают на один из входов компаратора 4, на другой вход которого подают напряжение сравнения с выхода узла 5 задания уровней сравнения. При превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключения, которым воздействуют на силовые элементы 6 и 7.

Кроме того, полученный сигнал направляют в узел 5 задания уровней сравнения, где при этом происходит изменение напряжения сравнения на про. тивоположное flo знаку значение.

Мгновенное значение выходного напряжения U> может принимать лишь значения U и О, соответствующие напряжениям источников питания, как показано на фиг. 2, так как силовые элементы б и 7 работают в режиме ключа.

Под воздействием сигнала переключения с выхода компаратора 4 силовые элементы 6 и 7 изменяют свое состояние и знак выходного напряжения меняется на противоположный. Выходное напряжение подают на вход узла 2 выделения сигнала выходного параметра.

При изменении знака выходного напряжения изменяется знак и величина сигнала ошибки на выходе узла 1 выделения ошибки. Интегратор 3 воспринимает сигнал ошибки, в результате чего напряжение на выходе интегратора начинает изменяться с противоположной по знаку производной. Дальнейшие процессы аналогичны процессам в промежутках времени t u

Среднее значение выходного напряженил устройства линейно зависит от

89265 1

25 величины задающе го си гнала, стати" ческая ошибка при этом равна нулю, т. е. система обладает астатизмом первого порядка по управляющему воздействию, причем задающий сигнал может 5 быть как постоянным, так и переменным.

Максимальная частота переменного задающего сигнала определяется значениями t и t2, т.е. частотой переключения, которая должна быть не менее чем на порядок выше частоты задающего сигнала.

Величины напряжений U+ и 0» не влияют на значение выходного напряжения устройства, т.е. система инвариантна а к возмущающему воздей ст вию со стороны источников питания.

На фиг. 4 приведена диаграмма на-. пряжений, иллюстрирующая работу устройства при U имеющем отрицательную полярность, а на фиг. 5 - диаграмма при знакопеременном U).

Включение интегрирующего звена в прямой канал формирования управляющих импульсов позволяет устранить влияние изменения параметров источников питания и нагрузки на параметры вы" Зр ходного напряжения, т.е. выполнить систему инвариантной к возмущающим воздействиям со стороны источников питания и нагрузки, что дает возможность применять инверторы, реализующие предлагаемый способ в самых различных уст 55 рой ст вах.

Ь

Применение способа управления позволит повысить качественные показатели преобразователей.

Формула изобретения

1. Способ управления автономным инвертором, состоящий в том, что выделяют сигнал ошибки выходного пара" метра от заданного значения и формируют с его помощью сигналы переключе" ния, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества регулирования и повышения КПД, выделяют сигнал, пропорциональный мгновенному значению выходного параметра, сравнивают его с сигналом задания, в результате чего получают сигнал ошибки, не" прерывно интегрируют полученный сигнал ошибки, затем сравнивают интеграл сигнала ошибки с одним из двух разнополярных равных по величине yposней сравнения, при превышении интегралом сигнала ошибки уровня сравнения вырабатывают сигнал переключения силовых элементов и сигнал переключе" ния уровня сравнения на противополож" ный по знаку, причем величины уровней сравнения и величину постоянной времени интегратора выбирают из условия минимума электрических потерь..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 474095, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.

2: Авторское свидетельство СССР

N 537430, кл. H 02 P 13/16, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

У 433616, кл. Н 02 P 13/18.

892651

Составитель О. Парфенова

Редактор В. Лазаренко Техред A. Ац Корректор С. lileкмар

»»»

Заказ l l 277/82 тир 733 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1l3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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