Устройство для управления преобразователем Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

ш

1чЭ

о

4

sj

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в преобразовательной технике для упра ления многофазными выпрямителями,ра ботающими в условиях автономных сетей, к которым предъявляются повыше ные требования к качеству вьшрямите ного напряжения. Известно устройство для формирования угла управления статическим преобразователем, содержащее последовательно включенные интегратор, сумматор, нуль-орган и распределитель импульсов, один из входов сумматора подключен к выходу датчика периода сетевого напряжения L1 I-. Недостатки этого устройства зависимость выходного напряжения преобразователей, управляемых такими системами, от колебаний частоты и фазы сетевого напряжения и высокий уровень неканонических гармоник, обусловленных несимметрией на пряжений сети. Объясняется это тем, что работа устройства управления . независима от сетевого напряжения, поэтому колебание частоты и особенно фазы последних приводит к колебаниям углов управления преобразователем, а следовательно, к колебаниям выпрямленного напряжения. Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для управления преобразователем, содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сброса, нуль-орган и распредели тель импульсов, причем выход распре делителя подключен к управляющему входу ключа сброса, первый вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, вторые входы интегратора и нуль-органа подключены к источ-.. нику смещения, третий вход интегратора предназначен для подключения к выходу преобразователя L2 Недостатки известного устройства зависимость выходного напряжения преобразователя от колебаний частоты и фазы сетевого напряжения и высокий уровень неканонических гармоник, обусловленных несимметрией напряжений питающей сети. Цель изобретения - повьппение ка чества выходного напряжения преобра зователей путем снижения влияния колебаний частоты и фазы сетевого напряжения. Поставленная цель достигается тем, что устройство для управления преобразователем, содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сброса, нуль-орган и распределитель импульсов, причем выход распределителя подключен к управляющему входу ключа сброса, первый вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, вторые входы интегратора и нуль-органа подключены к источнику смещения, третий вход интегратора предназначен для подключения к выходу преобразователя, снабжено усилителем и фильтром, причем выход усилителя подключен к третьему входу нуль-органа, неинвертирующий вход усилителя предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, а инвертирующий - для подключения через фильтр к выходу преобразователя. На чертеже приведена схема предлагаемого устройства. Устройство состоит из последовательно соединенных интегратора.1, нуль-органа 2, распределителя 3 импульсов, преобразователя 4, а также усилителя 5, выход которого подключен к одному из входов нуль-органа, неинвертирующий вход - к источнику управляющего сигнала, а инвертирующий - к выходу преобразователя через фильтр 6. Устройство работает следующим образом. Интегратор 1 и нуль-орган 2 образуют генератор импульсов частоты пульсность преобразователя, f - частота напряжения питающей сети. Частота 2 изменяется управляющим сигналом и сигналом обратной связи, представляющим собой выходной сигнал преобразователя, который выполняет функцию фазового детектора, так как углы управления преобразователя определяются разностью фаз напряжения сети и управляющих импульсов. Таким образом, рассматриваемая структура может быть представлена как система с фазовой автоподстройкой частоты (.ФАПЧ ). Наличие интеграторов в такой системе устраняет статическую ошибку слежения за частотой, однако в виду постоянньпс флуктуации частот питающей сети, характерных для автономных сетей, имеет место динамическая ошиб3ка, выражающаяся в колебаниях выпрямленно1о напряжения. Величина диыамической ошибки определяется часто той и амплитудой флуктуации, углом включения вентилей и постоянными времени интегрирова.ния и в реальных системах достигает единиц процентов величины выпрямленного напряжения. Бьтрямленное напряжение, содержап1ее низкочастотные колебания и неканонические гармоники, подается через фильтр 6 на вход усилителя 5. Постоянная времени фильтра выбирается такой. , чтобы низкочастотные колебания и неканонические гармоники выпрямленного напряжения проходили через него без фазовых искажений, а канонические, обусловленные дискретностью преобразователя, подавались в максимальной степени. На входе усилителя 5 среднее значение выпрямленного напряжения компенсируется управляющим сигналом и на его выходе сигнал определяется лишь низкочастот .ными колебаниями выпрямленного напряжения. Этот сигнал поступает на вход нуль-органа и корректирует моменты появления импульсов генератора и, следовательно, углы управления вентилей таким образом, что в выпрям ленном напряжении низкочастотные колебания и гармоники компенсируются. Вследствие этого качество выпрямленного напряжения улучшается. Степень повышения качества вьтходного напряжения преобразователя может быть определена, если для нахождения коэффициента пульсации выпрямленного напряжения воспользоваться формулой 77 где среднеквадратичное значение канонических 1армопик выпрямленного напряжения; gfCsg- математическое ожидание и среднеквадратичное отклонение С-и низкочастотной помехи, воздействующей на преобразователь и переходящей в выпрямленное напряжение. В преобразовательных установках с высоким качеством:вьшрямленного напряжения ( малой величиной Kf, составляющая )легко снижается пассивными Или активными сглаживающими фильтрами до требуемой величины. Составляюи;ис гПп|6 пассивными фильтрами не снижаются. Они снижаются путем симметрии управляющих импульсов систем управления, снижением несимметрии напряжений сети, обеспечением инвариантности систем управления к колебаниям частоты. Применение обних обратных связей для снижения т,(э также малоэффективно, так как их уровень значительно ниже среднего значения выходных параметров . В рассматриваемой структуре цепями обратной связи выделяются лишь составляющие, т.е. ,mg,dg ,что позволяет в 20-30 раз повысить степень их подавления замкнутой структурой без воздействия на средние значения. Таким образом, применение предла- . гаемого устройства позволяет повысить качество выходного напряжения путем снижения влияния колебаний частоты и фазы сетевого напряжения на величи ну выпрямленного напряжения преобразователя и умены ения уровня неканонических гармоник вследствие компенсации последних.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ, содержащее последовательно включенные интегратор с ключом сброса, нуль-орган и распределитель импульсов, причем выход распределителя подключен к управляющему входу ключа сброса, первый вход интегратора предназначен для подключения к источнику управляющего напряжения, вторые входы интегратора и нуль-органа подключены к источнику смещения, третий вход интегратора предназначен для подключения к выходу преобразователя, отличающ е ее я тем, что, с целью повышения качества выходного напряжения, оно снабжено усилителем и фильтром, причем выход усилителя подключен к третьему входу нуль-органа, неин§ вертирующий вход усилителя предназначен для подключения к источнику О) управляющего напряжения, а инвертирующий - для подключения через фильтр к выходу преобразователя.