Способ управления преобразователем переменного напряжения

 

(72) Автор изобретения

А. В. Карасев

t:

Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовательной технике, и может бьиь использовано, например, в тиристорных, транзисторн диодных или других полностью управляемых устройствах ключевого типа, осуществляющих импульсное регулирование напряжения на первичной стороне трансформатора.

Известен способ управления преобразователем переменного напряжения, путем импульсной или амплитудно-импульсной модуляции питающего напряжения с пс мощью ключевых и вспомогательных элементов и системы управления Г1) .

Недостатком этого способа является инерционность.

Наиболее близким прецпагаемому является способ управления преобразователем переменного напряжения путем амплитул о-импульсной модуляции вхо ъного напряжения переключателями, связанными с первичной. обмоткой трансформатора, по которому контролируют пара2 метр, характеризующий степень намагни чивания TpaR MaTopa и, в соответствий с его значением, корректируют время включенного состояния переключателей (2 .

K недостаткам известных способов ow носятся их инерционность и неработоспособность; т.е. низкая надежность.

Item изобретения - повышение надеж ности и быстродействия регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе состояние переипочателей меняют путем исскуственного включения соответствующих ключей переключателя в момент равенства параметра, характеризующего степень намагяИ чивания трансформатора наперед заданной величине, при этом, при переводе переключателей в состояние 1, соответствующее более низкому уровню выходного напряжения, в качестве наперед заданной величины используют разность между максимально допустимым значением пара метра, характеризующего степень намаь-, 1

3 9363 ничивания трансформатора и значением вопьтсекундного интервала от модули рованного напряжения дпя промежутка времени с момента изменения состояния переключателя до конца этого полупери ода, определенного заранее дпя всех возможных моментов перехода по извесъ ному значению питающего напряжения и параметрам импульсной модуляции, а прк переводе ключей в состояние, соотг ветствующее нулевому значению выходного напряжения, в качестве наперед эа данной величины используют максимал но допустимое значение параметра, харак» териэующего степень насыщения траноформа тора.

На фиг. 1 приведены временные дии раммы, поясняющие способ; на фиг. 2 - блок-схема устройства.

Позиции 1-5 (фиг. 1) соответству от диаграммам импульсной модуляции, 611 — амплитудно-импульсной. На фиг. Х показаны кривая 1 питающего напряжения, кривые 2, 6 и 7 сигнала, характеризующего параметры нагрузки; кривые

3 и 8 сигнала, характеризующего степень намагничивания трансформатора; кривые 4 и 10 контролируемого параметра; кривые 5 и 11 напряжения на трансформаторе; кривая 9 заданной величины.

Блок-схема сопержит источник пита ния 121 переключатель 13, трансформатор 14, нагрузку 15, блок контроля параметров нагрузки 16, блок задания режима нагрузки 17, блок формирования управляющего сигнала 18, блок формирования вида модуляции 19, блок формирова- . ния сигнала перехода на более высокий уровень напряжены 20, блок формирования сигнала перехода на более низкий уровень напряжения 21, блок контроля

40 степени намагничивания трансформатора

22, блок задания ограничивающих величин 23, блок сравнения 24.

Пример . Рассмотрим реализацию предлагаемого способа в однофазном регуляторе переменного напряжения (фиг. 2) при импульсной и амплитудноимпулвсной модуляции.

Напряжение питания модупируется переключателем в соответствии с алга ритмом управления 2, 6 и 7, вырабатываемым контуром контроля параметров нагрузки. Если при этом степень намат ничивания трансформатора или трансформаторов, питаемых от модулированного напряжения 5 к 11 и, характеризуемая одним из параметров, например, индукцией, напряженностью, магнитным пото

66 4 ком, намагничивающим током и т.п. (4, 10) ипи пропорциональный этим параметрам вольъ секундный интеграл, не превышает наперед заданных величин (штриховая линия на фиг. 1.4 и фиг. 1 9), то вид модуляции целиком и полностью определяетск кривыми 2, 6 и 7. В противном случае, в момент равенства контролируемых параметров (4, 10) и заданных величин, контуром контроля блоки 12, 13 и 14, фиг. 2) вырабатывается сигнал 3 и 8, воздействующий на испол нительный орган, и значение модупируемого напряжения уменьшаетск. Если при этом напряжение становится равным нулю (фиг. 1.5), то увеличение степени намат ничивания стали трансформатора прекращается, т.е. предотвращаетск режим гпубокого насыщения и возрастания намаг ничивающего тока, вызывающего токовые перегрузки элементов исполнительного органа. В этом случае ограничение может производиться на уровне максимально до пустимого значения измеряемого параметра. Аналогично при смене полярности мо дулируемого напряжения,. которая приводит к уменьшению степени намагничивания, Однако если реализуется амплитудно-импульсная модуляция, то переход к нулевому значению не целесообразен, так как он связан со значителы ыми искажениями напряжений и токов и ухудшением энергетических показателей. B этом случае можно осуществить переход к меньшему значению напряжения, т.е. уменьшить скорость изменения степени намагничивания, учитывая при этом дополнительную величину перемагничквания

Ь6 при более низком значении напряжения, Величина аВ определяется вольт-секундным интегралом от модулированного напряжения с момента перехода до конца попуперкода. Очевидно, что чем больше интервал времени с момента перехода до конца попупериода, тем больше величина а8. Величина этого интеграла дпя любого момента перехода может быть вычислена заранее по известному значению питающего напряжения ввиду модуляции к заложена в систему управления в аналоговой или цифровой форме, а мо» жет вычисляться в каждом попупериоде модуляции, например, путем интегрирования питающего напряжения.

Естественным требованием к исполнительному органу, реализующему данный способ является его полная управляемость, т,е. в случае применения тиристорных

5 9363 ключей необходимо наличке узла принудительной коммутации.

Реализация предлагаемого способа позволяет получить регулирующее к преобразующее устройства, работающее беэ токовых перегрузок, связанных с насыщением стала трансформаторов, питаемых от нкх. Прк этом:быстродействие регулкрованкя останется максимально возможным. Способ позволяет предотвратить на- 1î сыщенке независимо от вила причин, приводящих к нему, а именно в режимах пуска, динамики, действия факторов нескм т метркк, сбоев системы управления, провалов сети, что позволяет шкре внедрять д подобные устройства в производство.

Формула Изобретения.Способ управления преобразователем переменного напряжения путем амплитудна-импульсной модуляции вхо аого напряжения переключателямк, связанными с первичной обмоткой трансформатора, по . которому контролируют параметр, характеризующий степень намагничивания трансформатора, в соответствии с его значением корректируют время включенного состояния переключателей, о т л к ч аю m и и с я тем, что, с целью повышения надежности к быстродействия состояние переключателей меняют путем искусм ственного включения соответствующих

66 6 ключей переключателя в момент равексьва параметра, .характеризующего степень намахничквания трансформа тора наперед заданной величине, прк этом, прк переводе переключателей в состояние, соответствующее. более низкому уровню выходного напряжения, в качестве наперед заданной величины используют разность между максимально допустимым значением параметра, характеркзующего степень намагнкчкванка чрайсформатора, к значением волы секунжого интеграла от модулированного напряжения rms проякутка времени с момента изменении состояния переключателя до конца этого полуперкода, определенного заранее дпя всех возможных моментов перехода по

Известному значению питающего напряжения и параметрам импульсной модуляции, а прк переводе ключей в состояние, соответствующее нулевому значению выход ного напряжения, и качестве наперед заданной вели хкны используют максимально допустимое значение параметра, характе ркэующего степень насыщения трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание прк экспертязе

1. Гельман M. В. Лохов С. В., Тирксторные регуляторы переменного напряжения. М.,;Знергия, 1975, с. 4-10.

2. Авторское свидетельство СССР

Ж 692054, кл. Н 02 Р 13/16, 1976, 936366

t

I ! !

Составитель И, Головинова

Реоектор Л. Авраменко текрек И. Генку, Kqppemmp М. Поко

Заказ 4253/73 Ткрвж 721 Поднотное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по .делам. изобретений. и. открытий113035, Москва, 5, Раушская,наб„дв- 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4