Устройство для управления инвертором

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (i>i 961098

Союз Советских .Социалистическик

Республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2. 02. 81 (21) 3244198/24-07 с присоединением заявки № (5! )М. Кл.

Н 02 Р 13/18

Рвударстыиные комитет

CCCP ае аелеи вэабрвтений и открытнй (23) Приоритет

Опубликовано 23.09.82. Бюллетень № 35 (53) УДК 621.316..727(088.8) Дата опубликования описания 23.09.82 б " М "

А. Н. Савоськин, В. E. Коваль и А.А. Ефремов (72) Авторы изобретения у „.. . ч(М

ИИ Р&;Ыйь .

Московский ордена Ленина и ордена Трудового Красущ,,)7 ОА

Знамени институт инженеров железнодорожного (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ИНВЕРТОРОМ

Изобретение относится к управлению статическими преобразователями и может быть использовано для автоматического регулирования инвертором на постоянство угла запаса.

Известен регулятор углов запаса вентилей многофазного преобразователя, который содержит для каждой фазы измеритель рассогласования по углу запаса, соединенный с датчиком величины фазового тока и линейного напряжения, блок логики, преобразователи длительности, импульсов в амплитуду, формирователь закона регулирования и фазоимпульсный преобразователь jl 1.

Угол запаса в регуляторе. зависит от величины рассогласования между заданным и текущим углами запаса, величины постоянного тока и линейного напряжения, при этом учет величины постоянного тока вносит в контур регулирования углов запаса статическую ошибку за счет увеличения .

2 уставки угла запаса инвертора. Регулирующее воздействие по току нагрузки целесообразно вводить в регулятор напряжения преобразователя.

Кроме того, измерение напряжения встречает значительные трудности при параллельной работе нескольких преобразователей с близкими фазами углов инверторной коммутации (наличие двух или более,рекуперирующих электровозов на фидерной зоне) изза сильного искажения формы питающе» го напряжения, которое иыеет место в условиях эксплуатации.

Наиболее близким к предлагаемому по техническим средствам и достигаемому результату является устройство, регулирования угла запаса, содержащее элемент сравнения, один щ вход которого соединен с выходом задатчика угла запаса, а другой - с выходом датчика угла запаса, регулятор, подключенный одним входом к вы:ходу элемента сравнения, а выходом ..

3 96 к входу фазоимпульсного преобразователя.

Регулятор формирует импульсы зажигания игнитронов инвертора с фазой, зависящей от коммутирующего напряжения и величины постоянФэго тока (2) °

Недостатком известного устройства является."T9 что введение в регулятор сигнала, пропорционального величине тока нагрузки не только не эффективно, но .и снижает быстродействие контура регулятора.

Кроме того, измеренное значение коммутирующего напряжения не является достоверной информацией из-..за сильного искажения питающего напряжения, вызванного рекуперацией электровозов, работающих на этой же фидерной зоне, Измерение коммутирующего напряжения в предыдущем полупериоде питающего напряжения неизбежно приведет к появлению динамической; ошибки в контуре регулирования и как следствие, развитие колебательного процесса и возможное опрокидывание инвертора.

Цель изобретения - повышение точности поддержания заданного значения угла запаса инвертора.

Цель достигается тем, что в устройстве управления .инвертором, содержащем элемент сравнения, один вход которого соединен с выходом задатчика угла запаса, а другой — с выходом датчика угла запаса, регулятор угла запаса, один вход которого соединен с выходом элемента сравнения, а выход — с фазоимпульсным преобразователем, выход фазоимпульсно"

ro преобразователя соединен с вторым входом регулятора угла запаса.

Такая структура устройства управления инвертором позволяет осуществить регулирование на постоянство угла запаса в зависимости от величины рассогласования между заданным и текущим углами запаса с учетом фазы угла сткрытия тиристоров преобразователя.

При этом искажения формы питающего напряжения, возникающие при параллельной работе зависимых инверторов, не оказывают заметного влияния на характер протекания переход" ных процессов в системе авторегулирования, На фиг. l представлена структурная схема устройства; на фиг. 21098 4 диаграмма, поясняющая его работу на фиг. 3 - один из вариантов выполнения регулятора устройства.

Структурная схема управления инвертором содержит задатчик 1 угла запаса, блок 2 сравнения, датчик 3 угла запаса, регулятор 4, фазоимпульсный преобразователь 5, инвертор 6, В каждом полупериоде питающего на>0 пряжения в блоке 2 осуществляется сравнение заданного значения угла запаса d, поступающего от задатчика

1 и текущего значения угла запаса

Ф, поступающего от датчика 3, и выл я вление рассогласования по у глу запаса Ьд =d>-dT °

Регулятор 4 формирует сигнал, пропорциональный фазе угла отпирания тиристоров f3 и зависящий от ве 0. личины рассогласования ad, и текущего значения фазы управляющего импульca р> предыдущего полупериода. фазоимпульсный преобразователь 5 осуществляет преобразование выходной величины регулятора 4 (аналоговый сигнал или код ) в фазоимпуль;сную информацию, предназначенную для отпирания тиристоров инвертора 6, причем выход преобразователя

30 соединен с входом регулятора 4.

Для точной отработки рассогласования ьо", коррекцию фазы управляющего импульса р необходимо осуществлять с учетом косинусоидального характера анодного напряжения на тиристорах преобразователя (фиг. 2). При этом желательно сохранять равенство площадей S1 и

1 Ф 2

40 б = и ° к 1)ginh)td&t

m К+1

1 Ф

S = U, 01п widest, 2 m {К)

Ь где „„, 0 -амплитудные значеU (к) тп(к+1) ния напряжения, питающего инвертор, в К и К+1 зонах ре- гулирования.

При равенстве указанных площадей

2 tg

55 ц В1п mt d ut = U (t).slnmtx

hl (K+1)

YTl

11 3

xdwt, откуда:

„,+„) (-co ìt2 ñoÂùС1)= "т(к) х (-cos u) t++ cos Aty ), Причем в соответствии с фиг. 2, введем обозначения.

1

UJt = Л-о"„ з Jl P<

Ш1„= Л- 1 тогда. п1 (К+1)

О

1-cos(Ji-сР )+сов (Л+о )1=

33

m(K)

=-cos (Jl- f6„)icos (У-f3<) (coe с -сова )=cosy„-cosy, Ю (К+1) м(к)

cos(p„tap)=cosy + " " cosd Um (K) п1 К+1 сов (д" 1дс ) мвтп(к)

Преобразовав, получим выражение для корректирующего сигнала. rn К+11

+ЬР=аГССОВ СО5 „" COS Or —

1 Um(K)

Ю К+1) — — 006 (d> t lid )

Ощ(l )

Таким образом, при регулировании ,.на постоянство угла запасаб =const корректирующий сигнал является функцией двух параметров: 4P f (д с,f3).

На фиг. 3 представлена структурная схема примера конкретного исполнения регулятора 4, который в данном случае основан на цифровом способе обработки информации. Регулятор 4 содержит реверсивный двоичный счетчик 7, логические элементы И 8

961098

Формула изобретения

55 Устройство для управления и нвертором, содержащее..-элемент сравнения, один вход. которого соединен с выходом задатчика угла запаса, а другой - с выходом.,датчика угла запаса, регулятор, подключенный одним вхо" дом к выходу элемента сравнения, а выходом - к входу фазоимпульсного преобразователя, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности поддержания заданного значения угла запаса инвертора, выход фазоимпульсного преобразователя сое.динен с вторым входом регулятора.

-Источники информации, :принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 337070, кл. Н 02 P 13/16, 1959.

2.. Патент Великобритании В 1.071.679 кл. Н 2 F, 05. 12. 62.

1D

15 ю

25 эе

6 ,и 9, генераторы 10 переменной частоты, у которого период следования импульсов зависит от значения фазы угла отпирания f5 тиристоров. Пере:менная частота на выходе генератора 10 выбирается исходя иэ условий ра<венства площадей 5 „ и Sg (фиг. 2) и используется для частотной модуляции временного интервала ЬФот блока 2 с помощью логических элементов

8 и 9.

Широтно-модулированный сигнал рассогласования ьФс учетом величи" .ны фазы управляющего импульса р (т.в. -. модулированный определенной частотой) поступает на суммирующий или вычитающий вход счетчика 7 в соответствии со знаком. Для данного исполнения регулятора 4 необходимо испольэовать преобразователь 5 код - фазоимпульс" ная информация.

Предлагаемый закон управления по- . зволяет снизить колебательность о при переходных процессах, сохранив быстродействие регулятора. Это, в с свою очередь, дает возможность повысить количество (дЬ 203) и качество рекуперируемой энергии за счет снижения уставки угла запаса о. инвертора.