Устройство для раздельного управления группами вентилей преобразователя Советский патент 1984 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к преобразо нательной технике, в частности к управлению статическими преобразоваЬелями, и может найти применение в , системах вентильного электропривода постоянного тока. Известны устройства управления .вентильным преобразователем, в которых импульсы управле 1Я вырабатываются, когда сигнал задания сравни вается с опорным сигналом, как правило, косинусоидальным или пилообра ным Л . Недостаток данных устройств ,-. ухудшение точности и быстродействия в области прерывистых токов, . Наиболее близким к изобретению по технической сущности явля.ется уст ройство для управления преобразователем, содержаще фазосдвигаюощй бл.ок, выход которого предна,значен для подключения к вентильному преобразователю, вход подключен к выходу сумматора, один из входов которого предназначен для подключения сигнала управления, корректирующий интегр тор с ключом сброса, выход которого подключен к другому входу сумматора датчик состояния тиристоров вентильного преобразователя, подключенный к управпякидему входу ключа сброса корг ректирукщего интегратора, датчик ЭДС двигателя, датчик выходного напряжения, нуль-орган, дополнительный интеграторс ключом сброса, причем входы нуль-органа подключены к выходам датчика напряжения и датчика ЭДС двигателя, выход дополнительного интегратора подключен к входу коррек тирующего интегратора, для у транения неопределенности состояния нуль органа снабженное двумя элементами 2И, элементом НЕ и элементом 3 ИЛИ 2 Однако для известного устройства характерна недостаточная линеаризация статической характеристики преобразователя из-за несоответствия коэффициента квадратичной аппроксимации постоянной величины на входе дополнительного интегратора всему ди апазону изменения углов управления. Кроме того, ввод в устройство сигналов, пропорциональных ЭДС двигателя и выходному напряжению требует сложных устройств гальванической развязки для исключения попадания силового напряжения в цепи управления, что снижает надежность устройства. Датчик ЭДС при работе двигателя с изме няющимся магнитным потоком представляет соб.ой сложное и инерционное устройство, вносящее дополнител ную погрешность. Наличие переключения в корректирующем канале неизбежно ведет к повышению помех в канале регулирования и снижению надежности. Цель изобретения - повышение точности линеаризации статической характеристики и надежности устройства. Для достижения поставленной цели в устройство для раздельного управления группами вентилей преобразователя, содержащее фазосдвигакяций блок, (выход которого предназначен для подх ключения к вентильному прёобразовате лю, вход подключен к выходу сумматора, на один из входов которого подается сигнал управления, датчик состояния тиристоров вентильного преобразователя, введены цифроаналоговый преобразователь, регистр, счетчик, Я6-триггер режима, формирователь управляюцих импульсов, ключ прерывистого режима, генератор эталонной частоты, выход которого через первый вход ключа прерывистого режима подключен к вычитающему входу счетчика, один из выходов которого соединен с первым входом регистра, второй выход с R -входом RS -триггера режима, выход -которого соединен с вторым входом ключа прерьшистого режима и первым входом формирователя управляю-. 1ЦИХ импульсов выходы которого соединены с управляющими входами регистра и счетчика, вход цифроаналогового преобразователя соединен с выходом регистра, а выход - с вторым входом сумматора, выход датчика состояния тиристоров соединен с третьим входом ключа прерывистого режима, вторым входом формирователя управляющих импульсов и 5 -входом RS -триггера режима, причем в качестве ключа прерывистого режима используется трехйходовый элемент И-НЕ. . На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства;на фиг,2 - временные завис:ймости мгновенных значений напряжения вентильного преобразователя в режиме непрерывных (о) и прерывистых () то-, ков} на фиг. 3 - временная диграмма работы устройства на фиг. 4 - пример реализации формирователя управляющих импульсов.

Устройство содержит сумматор 1, азосдвигающий блок 2, выход котороо служит для подключения к вентильому преобразователю 3, питающему лектродвигатель 4, датчик 5 состоя- j ния тиристоров, триггер 6 режима, фор ирователь 7 управляющих импульсов, ключ 8 прерывистого режима, генератор 9 эталонной частоты, счетчик 10, регистр 11 цифроаналоговый преобра- to эователь 12, причем выход генератора 9 эталонной частоты соединен через ключ 8 прерьгоистого режима с вычитающим входом счетчика 10, выходы которого объединены с входами ре- fj гистра 11, вьщод 13 обнуления - с R -входом триггера 6 режима,5 -вход которого, объединенный с пербыми входами формирователя 7 управлякнщих импульсов и ключа 8 прерывистого ре- jg koiMa, соединен с выходом датчика 5 состояния тиристоров, выход 14 триггера 6 режима соединен с вторыми входами ключа 8 прерывистого режима и формирователя 7 управлягацих импуль- 25 сов, выход 15 которого соединен с yri равляющим входом Запись регистра 11, а выход 16 - с управляющим входом Запись счетчика 10, входы цифроаналогового преобразователя 12jобъединены с выходами регистра 11, а выходы - с вторым входом сумматора 1 .

Устройство работает следующим .образом. .

Для абсолютной линеаризации внешней характеристики вентильного пре-. образователя необходимо подать импульс управления с такой задержкой, чтобы разность заштрихованных площадей (фиг. 2) под графиками мгновенных значений напряжения на выходе вентильного преобразователя в режи-г ме непрерывных а и прерывных б токов равнялась нулю:...

l jt СИДП

I E(pjn9iniu))ju)t-j E(((, оuj+tj

где Еф - амплитудное значение фазового напряжения питания 50 вентильного преобразоватеЧ ля;

(«) - круговая частота сети питания; .

tj - длительность протекания ка на интервале вентильноети;

hi - фазность преобразователя

.

Разделив обе части уравнения на Е , подставив выражение для Ж ,

взяв интеграл, получаем

Uj,.arc5in 5inii;+tj4ot-j -2ein6tco5f ei+.

Для линеаризации статической характеристики вентильного преобразователя увеличивают заданный угол на величину ii , где

/г . д- «--fJ И m 2

Ошибка линеаризации при этом не превьшает значения

6-apC5irtUin Ot- -) C05 J-o(.

Поэтому в режиме прерьшистых токов датчик 5 состояния тиристоров логическим сигналом 1, соответствующим наличию тока в якорной цепи, открывает ключ 8 прерывистого режима который разрешает прохождение импульсов эталонной частоты с генератора 9 на вычитающий вход счетчика 10, в котором предварительно записано число / m . По окончании интервала проводимости, чему соответствуе изменение сигнала на выходе датчика 5 состояния тиристоров на логический О, запрещанщего прохождение импульсов генератора 9 через ключ 8 прерывистого режима, д сч | тчике 10 формируется число d . так

|т 2

как частота импульсов генератора 9 выбирается такой, чтобы за интервал Cj i на вход счетчика 10 поступило число ,импульсов, соответствующее j/2.

(«.li.nn.,x ч i 1),

где Ц - разрядность счетчика 10.

По срезу сигнала датчика 5 состояния тиристоров формирователь 7 управлякщих импульсов формирует два импульса, разнесенные по времени: импульс 15 записи в регистр, по которому величина переписывается в регистр 11, и импульс 16 записи в счетчик числа fl|ni подготавливающий счетчик к следующему интервалу вентильности. Цифровой код числа А преобраэу51ется в цифроаналоговом преобразователе 12 в аналоговый сигнал, прогорционапьный & , который в сумматоре 1 складьшается с заданным углом ot открывания вентилей. На следующем ин тервале вентильности устройство работает .аналогично описанному. При использовании цифрового фаэосдвигающего устройства 2 отпадает необходимость использования цифроаналогового преобразователя 12, так как в этом случае возможно непосредственное суммирование цифровых кодов В режиме непрерывных токов длительность протекания тока больше , поэтому за период 21(/т из счет чика 10 считывается предварительно записанное число и на его выходе 13 обнуления появляется импульс, поступакщий на Я -вход триггера 6 ре жима и устанавливающий на его выходе 14 логический сигнал О, который за прещает поступление через ключ 8 импульсов эталонной частоты генератора 9 на вход счетчика 10. По срезу сиг-нала 14 на выходе триггера 6 режима форм1фователь 7 управляющих импульсов формирует импульс 15 записи в ре гистр 11 числа О, находящегося в счетчике 10, и импульс 16 записи в счетчик 1.0 числа . На выходе хщфроаналогового преобразователя 12 ,. .- . , 1 6 нулевой сигнал, угол отпирания вентилей определяется только заданным значением ot . При возврате в режим прерывистых токов, в момент начала бестоковой паузы, сигнал на выходе датчика 5 состояния тиристоров, а значит, и на 5 -входе триггера 6 режима становится нулевым, устанавливая тем самым на выходе 14 триггера 6 режима логический сигнал 1, и устройство работает аналогично описанному. Формирователь вырабатывает импульсы управления счетчиком 10 и регистром 1 1 по перепаду из логической 1 в О любого из двух сигналов,поступающих с выходов Сдатчика 5 состояния тиристоров и триггера 6 режима. По срезу сигнала, поступающего на элемент ИЛИ 17 (фиг, 4), на двух элег мёнтах задержки фронта выполненных на вентиле 18, коцденсаторе 19, элементе И-НЕ 20 и вентиле 21, конденсаторе 22, элементе И-НЕ 23, и элементах 24 и 25 формируются два управляющих импульса 15 и 16 разнесенные по времени записи в регистр и записи в счетчик соответственно, которые после инверторов 26 и 27 поступают на выходы формирователя 7 управляющих импульсов 7.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗДЕЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ ГРУППАМИ ВЕНТИЛЕЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержа:1цее фазосдвигающий блок, выход которого предназначен для подключения к вентильному преобразователю, вход подключен к выходу сумматора, на один из входов которого подается сигнал управления, датчик СОСТОЯШ1Я тиристоров вентильного преобразователя, о т л и чающееся тем, что, с целью повьшения точности линеаризации V статической характеристики .и надежности устройства, в него введен цифроаналоговый преобразователь, регистр, счетчик, RS -триггер режима, формирователь управляющих импульсов, ключ прерывистого режимаj генератор эталонной частоты, выход которого через первый вход ключа прерывистого режима подключен к вычитающему входу счетчика, один из выходов которого соединен с первым входом регистра, второй выход - с R .-входом Ч5-т4)иггера режима, выход которого соединен с вторым входом ключа прерывистого режима и пе(вым входом формирователя управлякщих импульсов, § выходы которого соединены с управлякицими входами регистра и счетчиО) ка, вход цифроаналогового преобразос вателя соединение выходом регистра, а выход - с ,вторым входом сумматора, выход- датчика состояния тирис,торов сбединен с третьим входом ключа прерывистого режима, вторым вхо|дом формирователя управляющих им:пульсов и 5 -входом R5-триггера рес ш ч жима, причем в качестве ключа прерывистого режима использован трехвходовый элемент И-НЕ. s9 9)

13

12

11

в В

aVe7

r

8

14

тл

фиг. J

Фиг.4