Устройство для управления трехфазным преобразователем частоты с непосредственной связью

 

Союз Советсиик

- Социаликтичесиик

Реслублии

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 15. 04.81(21) 3304894/24-0 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень ¹ 47

{51}М. Кл.

Н 02 Р 13/16

Н 02 P 13/30

}Ьвударстюньй квинтет

CCCP ао делен изобретений н открытий

{ З) УДК 621.314.. .27(088.8) Дата опубликования описания 03 . 01.83 (72) Авторы изобретения

E.À. Подъяков, В. В. Иванцов, В.

С.А. Харитонов, И.В. Неждан нов, (7l ) Заявитель (g4) УСТРОЙСТВО pre Zt1WeIIEHW ТРЕХфА Н6 Н

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕИ ЧАСТОТ61 С НЕПОСРЕДСТВЕННОЙ

С ВЯ366

2 цепь обратной связи по напряжению преобразователя обладает узкой полосой пропускания.

Наиболее близким к предлагаемому по техническому исполнению является устройство для управления трехфазным .преобразователем частоты с непосредственной связью, содержащей в каждой фазе блок импульсно"фазового управления, первый вход которого предназна чен для подключения к источнику напряжения., выход соединен с выводом для подключения к преобразователю, задающий элемент, выход которого со" единен с первым входом первого сумматора, датчик тока нагрузки, второй сумматор и фильтр Т.2).

Однако известное устройство обладает узкой полосой пропускания цепей обратной связи, что снижает качество работы всего устройства, малый коэффициент усиления и незначительный диапазон регулирования отрицательной обратной связи по постоянным составляю1

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при построении устройств для управления преобразователями час" тоты с непосредственной связью с естественной коммутацией, применяемыми в централизованных .системах электроснабжения подвижных объектов, где предъявляются повышенные требования к надежности и качеству выходно- щ го напряжения.

Известно устройство для управления трехфазным преобразователем частоть с непосредственной связью, содержащее интегральное звено, суммиру" тз ющий элемент, пропорциональное звено и блок импульсно-фазового управления (1 3.

Однако это устройство обладает неудовлетворительным качеством регу-. лирования выходного напряжения преобразователя в статических и динамических режимах, так как отсутствуют обратные связи по токам нагрузки, а

О П И С А Н И Е 983971

ИЗОБРЕТЕНИЯ

3 98397 щим токов в режиме короткого замыкания нагрузки, что снижает качество регулирования в динамических режимах.

Указанные недостатки и сложность устройства приводят к уменьшению надежности, Цель изобретения — повышение надежности путем улучшения качества процессов регулирования в статических и динамических режимах.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабжено общим для всех фаз источником постоянных напряжений и в каждой фазе пропорциональным, пропорционально-интегральным и пропорционально-дифференциальным зве ньями, третьим и четвертым сумма,торами, двумя детекторами и усилите;

:лем-ограничителем, причем вход пропорционально-дифференциального звена предназначен для подключения к выходному напряжению преобразователя, выход через первый вход второго сумматора и пропорционально-интегральное звено соединен со вторым входом пер25 вого сумматора и входом фильтра, вы. ход датчика тока нагрузки соедийен со вторым входом второго сумматора и через пропорциональное звено — с третьим входом первого сумматора, вы.ход фильтра через соответствующий детектор соединен с первыми входами третьего и четвертого сумматоров, вторые входы которых. соединены с соответствующими выходами источника по- 35 стоянных напряжений, а выходы перво-, го, третьего и четвертого сумматоров через, усилитель-ограничитель соединены со вторым входом блока импульснофазового управления. ю

На фиг. 1 дана функциональная схема устройства; на Фиг. 2 — временные диаграммы.

Устройство содержит генератор 1 питающего напряжения, источник 2 постоянных напряжений, блоки 3 задания, блоки 4-6 импульсно-фазового управления, преобразователи 7-9 частоты с непосредственной связью, силовые

Фильтры 10-12; датчики 13-15 тока на- О грузки, нагрузки 16-18 преобразователей, сумматоры 19-24, усилителиограничители 25-27, детекторы 28-33, фильтры 34-36, сумматоры 37-39, пропорциональные звенья 40-42, пропор- 55 ционально-интегральные звенья 43-45, сумматоры 46-48, пропорционально-дифференциальные звенья 49-51. Фазные

1 4 преобразователи 7-9 подключены к генератору 1 и через силовые фильтры 10-12 питают нагрузки 16-18.

Преобразователи 7-9 управляются устройством, которое работает следующим образом.

Синусоидальные напряжения блоков 3 задания, поступающие на входы сумматоров 37-39, являются основными сигналами„ задающими выходные напряжения преобразователя. На входах сумматоров 37-39 синусоидальные напряжения складываются с выходными сигналами пропорциональных звеньев 40-42 и пропорционально-интегральных зве-! ньев 43-45. Выходные напряжения пропорционально-интегральных звеньев 4345 представляют собой сумму сигналов отрицательных обратных связей по напряжению преобразователя, поступающему на нагрузки 16-18, и току нагрузки, который фиксируется датчиками 13-15. Эти напряжения содержат в своем частотном спектре высокочастотные и низкочастотные составляющие напряжений преобразователя и низкочастотные составляющие токов нагрузки. Выходные сигналы звеньев 4345 являются корректирующими, устраняют постоянные составляющие в напряжениях преобразователя и токах нагрузки и улучшают форму напряжений преобразователя.

Применение в цепях отрицательной обратной связи по напряжениям последовательно соединенных пропорциональ- . но"интегральных звеньев 43-45 и пропорционально-дифференциальных звеньев 49-51 позволяет получить астатическую систему первого порядка и существенно расширить полосу пропускания обратных связей в области высоких частот, что делает возможным повышение эффективности коррекции формы, качества регулирования в переходных процессах и практически полное подавление постоянных составляющих напряжений преобразователя, так как при таком включении постоянные составляющие в напряжениях преобразователя подавляются полностью независимо.от их величин в сигналах задания.

Введение отрицательной обратной связи по токам нагрузки через пропорционально-интегральные звенья 4345 позволяет подавлять постоянные и субгармонические составляющие в токах в режимах короткого замыкания на5 983971 б грузки, когда цепи отрицательной об- щих на входы блоков 4-6, что- привоРатной связи по напряжению преобра- дит к генерации дополнительных со,зователя не работают, так как напря ставляющих в напряжениях преобразова" жения на нагрузках в этом случае Рав телей 7-9, ликвидирующих постоянные, составляющие в токах нагрузки. Ha входы сумматоров 37-39 .через На фиг. 2 графически иллюстриру пропоРциональные звеыьЯ .40- 2 постУ ется работа усилителей-ограничите-. дают также сигналы положительной об- пей 25-27 фильтров 34-36 и детектоУ ратнои связи по токам нагрузки ° Введе" ов 28-33 в статическом режиме ние положительной обратной связи не- 1о,(фиг. 2 а,б ) и в режиме короткогО 3аобходимо для улучшения качества регу- @ ка„ия ф„г 2 а в 1 диа „Раммы по лиРованиЯ напРЯжениЯ ПРеобРазователЯ казывают, что в нормальном Режиме

/ . -в переходных режимах. Эффект возбужде- работы цепи, содержащие,.фильтры 34ниЯ за счет положительной обРатной 36 детекторы 28-33 и сумматорь; 19 свЯзи УстРанЯетсЯ пУтем введениЯ от- 1 24 не влияют на выходные сигналы рицагельной обратной связи по токам усилителей-ограничителей, а в режинагРУзки с пРопорционально-интеграль мах короткого замыкания нагрузки они ными звеньями 43 45. : автоматически вступают в работу, т.е»

Выходные сигналы сумматоров 37-39 происходит изменение структур цепей поступают через управ,пяемые усилите 2в отрицательной обратной связи по сум" ли-ограничители 25-.27 на входы boo ме сигналов напряжений преобразова" ков импульсно-фазового управления. В нагрузки.

cTBTHwecKoM режиме- усилители"orpaHN» таким образом, устройство улучшачители 25-27 выполнЯют фУнкцию пРо- ет качество выходных напряжений пре.поРЦиональных РегУлЯтоРов и не ис" т образователя частоты в статических кажают форму выходных сигналов сум- - Режимах, что обеспечивается широкой маторов 37-39. В Р ж м х коротко"о за полосой пропускания цепей отрицательмыканиЯ нагРУзки выхоДнье гналы - ной обратной связи по напряжениям

Усилителей-.ограничителей .25-27 Увели преобразователя, улучшает качество !

О регулирования выходных сигналов првной обратной связи по напряжениям пре- образователя частоты в динамических обРазователЯ УменьшаютсЯ и огранйчи- режимах за счет введения цепей половаются на уровнях, соответствующих жительной и отрицательной обратных минимальным углам управления выпрями- связей по токам нагрузки, что позво- тельных и- инверторных вентильных ком- ляет повысить надежность работы пре35 плектов преобразователей 7-9. В этом об азова еля режиме резко уменьшается коэффициент. усиления и диапазон работы цепей отрицательной обратной связи по по- Формула изобретения стоянным составляющим токов нагрузки.

Этот недостаток устраняется с помо- Устройство для управления трехфазщью фильтров 34-36, детекторов 28-33 ным преобразователем частоты с непо- и сумматоров 19-24. С помощью фильт- средственной связью, содержащее,в кажров 34-36 выделяются постоянные со- дой фазе блок импульсно"фазового упставляющие выходных сигналов пропор . Равления, первый вход которого пред45 ционально-интегральных звеньев 43-45, назначен для подключения к источнику которые подаются на выходы суммато-, питающего напряжения, выход соединен ров 19-24 через детекторы 28, 30, 32 с выводом для подключения к преобра(в случае положительного значения ) или зователю, блок задания, выход коточерез детекторы 29, 31, 33 в случае . .рого соединен с первым входом первоSO отрицательного значения постоянных го сумматора, второи сумматор, фильтр составляющих сигналов. и датчик тока нагрузки, о т л и ч а "

В результате суммирования постоян- ю щ е е с я тем, что, с целью повыных составляющих с выходными сигнала-. шения надежности путем улучшения ка-. ми источника 2 происходит уменьшение . чества регулирования в статических одного из уровней ограничения усили- и динамических режимах, оно снабжено .

55 телей-ограничителей 25-27,,при этом общим для всех фаз источником постоян появляются постоянные составляющие ных напряжений и в каждой фазе пров напряжениях Qp, ОЕ, О, поступаю-, порциональным, пропорционально-ин7 983971 8 тегральным и пропорционально-дифферен- тор соединен с первыми входами.. третьциальным звеньями, третьим и четвер- его и четвертого сумматоров, вторые тым сумматорами, двумя детекторами и входы которых соединены с соответстусилителем-ограничителем, причем вход вующими выходами источника постоянных пропорционально-дифференциального s напряжений, а выходы первого, треть.звена предназначен для подключения его и четвертого сумматоров через к выходному напряжению преобразовате- усилитель-ограничитель соединены с ля, выход через первый вход второго вторым входом блока импульсно-фазово сумматора и пропорционально-интеграль- го управления. ное звено соединен с вторым входом 10 первого сумматора и входом фильтра, Источники информации, выход датчика тока. нагрузки соединен принятые во внимание при экспертизе с вторым входом второго сумматора и 1. Авторское свидетельство СССР через пропорциональное звено - с тре- Н 615590, кл. Н 02 Р 13/16, 1978. ,:тьим входом первого сумматора, выход 5 . 2. Авторское свидетельство СССР фильтра через соответствующий детек- У 663063, кл. Н 02 Р 13/16, 1979.

983971

Составитель В. Миронов

Рецактор Н. Егорова . Техреду ЕХаоитончик Корректор С„.Г)екнуло

Заказ 9952/72 Тираж 721 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0) Москва, Ж-35 Ра шская наб. д, 4/g

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