Способ фазового управления вентильным преобразователем и устройство для его осуществления

 

1 7 и j в. и Е.А.Старченко-, изобретения

О.Н.Антоненко, В.А.Барский О.И.Водолажче (7I) Заявитель (54) . СПОСОБ ФАЗОВОГО УI{РАВЛЕНИЯ ВЕ11ТИЛЬНЫИ

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ И УСТРОЙСТВО

Д3И EIO ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в системах управления вентильными преобразователями, а также в электроприводе.

Известен одноканальный способ f фазового управления вентильным преобразователем, основанный на том, что момент зажигания каждого вентиля задается двумя дискретными величинами, одна из которых определяется номером соответствующей фазы, отсчитанным от номера фазы, приня» той за,первую, а вторая определяется законом регулирования и выражена количеством импульсов, следуюtf щих с частотой, кратной частоте анодного напряжения, отсчитанным от мо- мента перехода через нуль анодного напряжения этого вентиля ll), 20

Однако ввиду того, что реально генератор хронирующих импульсов и питающая сеть поддерживают свои частоты с определенной погрешио стью, кратность их частот на самом деле не выдерживается, что приводит к снижению -точности фазосдвига.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ фазового управления вентильным преобразователем, заключающийся в том, что сигнал управления сравнивают с pas" вертываемым во времени сигналом, синхронизированным с фазой напряжения питающей сети при угле естественного зажигания вентиля A=0 эл. град. каждые 3 эл. град. и изменяющимся во времени по линейному закону на интервалах между соседними импульсами управления, формируют в момент равенства этих сигналов импульс управления преобразователем и одновременно уменьшают развертывающий сигнал на величину, соответствующую углу управления щ- эл. град. 721.

35

3 904189

Недостатком этого способа явля- .ется накопление ошибки в определении момента формирования управляю,щего импульса за счет ухода часто" ты генератора хронирующих импульсов так, что по истечении нескольких периодов напряжения питающей сети ошибка в фазе импульса управления превышает допустимую и далее непредвиденно изменяется. 30

Способ осуществляют устройством,. содержащим генератор хронирующих импульсов, счетчик, совмещающий функции делителя частоты на YA цифровой компаратор, схему выделения раз" ности фаз импульсов сетевой синхронизации .и импульсов вертильного преобразователя, содержащую дифференциальный делитель, фильтр и усилитель постоянного напряжения.

Симметрия импульсов вентильного ! преобразователя достигается введением в контур регулирования большой постоянной времени указанного фильтра, что не отражает действительных временных соотношений между импульсами сетевой синхронизации и выходными импульсами фазосмещающего устройства. Поэтому работа такого устройства не отражает заданный закон регулирования вентильного преобразователя.

Цель изобретения — повышение точ ности момента формирования импульса управления и повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в способе фазового управления вентильным преобразователем корректируют величину развертыва40 ющего сигнала в моменты его синхронизации с фазой питающей сети путем замены текущей величины развертывающего сигнала эталонными значениями в функции сигнала управления

1 рэ(<,) Жт (t- ), l7l ) Ь > где 1--1,2, 3,..., — номер участка диапазона управления.

Такой способ может быть осуществлен устройством, содержащим счетчик хронирующих импульсов, выход которого подключен к накапливающему входу сумматора, к вычитающему входу которого подключена через блок селек- ции ячейка блока памяти, к корректирующему входу сумматора подключены через блок селекции другие ячейки

4 блока памяти, выход сумматора подключен к выходу блока селекции сигнала управления, выход компаратора соединен со входами сдвигающего регистра и блока селекции, выходы блока синхронизации подключены к блоку селекции и счетчику, а генератор хро" нирунщих импульсов соединен со входами счетчика, сумматора, компаратора, блока селекции и блока памяTH °

На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема устройства, реализующего предлагаемыи способ управления, для случая, когда а=6; на фиг.2графики в функции времени, где Од линейное напряжение сети Су — импульсы синхронизации в угле естественного зажигания одного из вентилей о< =О; К вЂ” процесс накопления (счета) хронирующих импульсов (для наглядности часть процесса показана в дискретном изображении, часть в непрерывном); К>, К, — процесс формирования развертывающего сигнала Кр и сравнения его с разрешенным сигналом управления К „ (тонкими линиями показаны идеальные пилообразные развертывающие сигналы,. необходимые для управления вентильным преобразователем); U<,...,UG импульсы управления вентильным преобразователем.

Устройство, реализующее способ управления вентильным преобразователем, для случая, когда п =б, содержит (фиг. 1) генератор 1 хронирующих импульсов, счетчик 2 хронирующих импульсов, блок Э постоянной памяти с четырьмя ячейками памяти (c4 ; с4, „; Ц,, "Гщ) блок 4 селекции сигнала управления, цифровой компа" ратор 5, сумматор 6, сдвигающий регистр 7 и блок 8 синхронизации.

Фаэовое управление вентильным преобразователем производят в моменты равенства разрешенного сигнала управления и развертывающего во времени сигнала Кр (как показано на фиг. 2 в момент t ) . Одновременно сбрасывают развертывающий сигнал на величину, соответствующую углу управления щэл. град, после чего

Ar. продолжают изменение развертываю" щего сигнала до нового сравнения и, соответственно, до формирования нового импульса управления. Через каждые З зл. град. производят син6

Продолжение

Сигнал таблицы

Фазность

Ill

Эталон развер ки Кр3 мер астка управления, К апазо»

Ф t

Необходимо отметить, что при сбросе развертывающего сигнала на величину тп в момент выработки очередного импульса управления в районе малых углов управления Q О)

35 при малой фазности преобразователя (tII a) величина развертывающего сигнала меняет знак(момент времени Q на.фиг. 2) а при коррекции

40 развертывающего сигнала согласно таблице эталонные величины К асегда положительны. Это предопределяет при реализации предлагаемого способа чппавлення вентчл!тжм пре45 (образователем использование средств. вычислительной техники, в частности в качестве сумматора — применение арифметического логического устройства, производящего алгебраическое

50 сложение и т.п.

Сигнал управления в цифровой форме К подается на вход блока 4 селекМ ции, подключаемого поочередно к ячейкам блока 3 памяти с содержимым минимального угла управления dL

S5 максимального угла управлениг. Сс!вох, углов g„ tt 4 . Один из выходов бло, 1! ка 4 селекции, содержащий сигнал управления в разрешенном диапазоне

Фазность,Сигнал

Номер участка диапазона, Эталон развертки э КР3 управления, Кс о (э<%

М (3 в (ь) 5 904189 хрониэацию развертывающего сигнала с фазой напряжения питающей сети в угле естественного зажигания вентилей OC =O sa. град. и производят коррекцию величины развертывающего сигнала, для чего сбрасывают текущее значение развертывающего сигнала до нуля, если сигнал управления соответствует углу С1, щэл. град. (моменты времени после t+ íà t0 фиг. 2) заменяют развертывающий сигнал сигналом в, если сигнал управления соответствует углу

+!It(e(щ (момент времени t0 на

4z ! иг. 2); заменяют его сигналом 4 в tS если сигнал управления соответствует углу 0 !@ сс4ф„(мо! ент времени С на фиг. 2) .

После коррекции развертывающего сигнала продолжают линейное из- Z0 менение развертывающего сигнала.

Уменьшение ошибки в определении момента формирования импульса управления достигается путем сброса в моменты синхронизации текуще- 25 го значения развертывающего сигиала вместе с накопленной в кей ошибкой, обусловленной уходом частоты хронирующих импульсов, и заменой

его эталонной величиной, соответ-. ствующей О, I > + эл. град. в зависимости от величины сигнала управления. Ири этом одновременно с повышением статистической точности управления преобразователем система становится устойчивой, что существенно повышает надежность работы вентилького преобразователя.

Принцип коррекции величины развертывающего во времени сигнала может быть применен для вектильных преобразователей любой фазности.

Значения эталонных величин для коррекции развертываюл,его сигнала Крэ в функции фазности 1и преобразователя для различных оигналов управления . К! приведены в таблице.

904189 8

4 К 4 К подключен к первому входу цифрового компаратора 5, второй вход Кр которого соединен с выходом .сумматора 6.

Второй и третий выходы блока 4 5 селекции, содержащие сигналы в цифровой форме, соответствующие углам

®и ф (или )4) подключены соответ-, ственно к вычитающему и суммирующему входам сумматора 6, причем вто" 1О рой выход (-, Ц блока 4 селекции записывается в регистр сумматора по сигналу формирования импульсов управления U1., а третий выход. Я или 1- по сигналу синхронизации

Су, для чего соответствующие сигналы управления U „ è (j. поданы на вход блока 4 селекции. На накапливающий вход Кн сумматора 6 подан выход счетчика 2 хронирующих импульсов генератора 1, причем сброс содержимого счетчика 2 (а также сумматора 6) и последующий запуск счетчика производятся по сигналу синхронизации Сс. Выход компаратора 5 сое- >5 динен со входом сдвигающего регистра

7, BbIxoPbl котоРого (04, 0У,..., 0 ) включают формирователи импульсов управления в каналах вентильного преобразователя (не показаны) . Вы- 50 ход генератора 1 соединен со Ьходами счетчика 2, сумматора 6, компаратора 5, блока 4 селекции и блока

3 памяти.

Обработка цифровой информации про-55 изводится внутри дискретных промежутков времени, задаваемых генератором 1 хронирующих импульсов, и определяющих разрешающую способность фазосмещающего устройства. 40

Так, при восьмиразрядном представ— лении двоичных чисел достигается разрешающая способность ЛЮ(1 эл.град.

Сигнал управления Кч, поочередно сравниваясь в блоке 4 селекции с сиг- 45 наламиащ,д и К ®,блока 3 памяти, ограничивается так, что Кс (К 4.

4,. К „,и в компараторе 5 сравнивается с развертывающим сигналом K+ квазилинейного с учетом дискретности 5в вида (фиг. 2). В момент равенства сигналов Кос и Ко Лоомиоуется импульс управления О в очередном канале вентильного преобразователя, а развертывающий сигнал Кр Вбрасывается в сумматоре 6 на г путем подачи

2 55 на его вычитающий вход числа из блока 4 селекции (по сути, это сигнал п из блока 3 памяти в дополнительном коде). После этого продолжается накопление содержимого сумматора 6 по входу Км вследствие накопления счетчиком 2 хронирую-. щих импульсов от генератора 1.

Так продолжается работа устройства с частотой f„ генератора 1 хронирующих импульсов вплотЬ до поступления импульса синхронизации (у. В момент синхронизации вентильного преобразователя с питающей сетью содержимое счетчика 2 и сумматора 6 сбрасывается до нуля импульсом синхронизации Су, в конце этого же дискретного промежутка времени в сумматор вводится из блока

3 памяти посредством 1лока селекции число - или П в функции величины управляющего сигнала К и включается счетчик 2 хронирующих импульсов, после чего цикл вычислений повторяется с частотой, до формирования очередного импульса управления.

11ериодический процесс коррекции амплитуды развертывающего сигнала позволяет устойчиво функционировать системе управления вентильным преобразователем с заданной точностью фазосдвига.

Формула изобретения

Способ фазового управления вентильным преобразователем, заключающийся в том, что сигнал управления сравнивают с развертываемым во времени сигналом, синхронизированным с фазой напряжения питающей сети при угле естественного зажигания вентиля OL -=-0 эл; град. каждые

Ф эл. град. и изменяющимся во времени по линейному закону на интервалах между соседними импульсами управления, формируют в момент ра-. венства этих сигналов импульс управления преобразователем и одновременно уменьшают развертывающий сигнал на величину, соответствующую углу управления,эл, град., о тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения точности момента формирования импульса управления и повышения надежности, корректируют величину развертывающего сигнала в моменты его синхронизвции с фазой питающей сети путем saмены текущей величины развертываю9 щего сигнала эталонными значениями в функции сигнала чпоавлення

KpS(C) Г4 (1- 1)

Е>Э1 где 1 1 2,3,..., ф- — ломер участка диапаэона управления.

2. Устройство для фазового управления вентильным преобразовате» лем, содержащее генератор хронирующих импульсов, соединенный со входами счетчика хронирующих импульсов и компаратора, блок синхронизации, выход которого подключен к счетчику, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности момента формирования импульса управления и повыжения надежности, оно снабжено блоком селекции, блоком памяти, сумматором и сдвигающим регистром, причем выход счегчика хронирующих импульсов подклю« чен к накапливакнцему входу сумма904189 l0 тора, к вычитающему входу которого подключена через блок селекции ячей" ка блока памяти, к корректирующему входу сумматора подключены через блок селекции другие ячейки блока памяти, выход сумматора подключен к входу компаратора, второй вход которого подключен к выходу блока селекции, выход компаратора соеди1ф. нен со входом сдвигающего регист" ра и блока селекции, выходы блока синхронизации подключены к блоху селекции и сбрасывающему входу сумматора, а генератор хронирующнх импульсов соединен со входами сумматора, блока селекции и блока памяти.

Источники -информации, принятые во внимание прн экспертизе рр 1. Авторское свидетельство СССР

В 191681, кл. 21 4й 12/03, 1967.

2. Патент ФРГ 9 2364452, кл. Н 02 М 1/08, 1974.