Устройство для управления инвертором Советский патент 1986 года по МПК H02M7/48 

осуществляется ДТ 13. Если заданная и фактическая вольтсекундные площади не равны, то на выходе ЭС 2 формируется сигнал на вход ИЭ 3 и вызывает соответствующее изменение длительности сигналов на вьпсоде ТК 12. Введенные узлы и новые связи обеспечивают повышение энергетических поИзобретение относится к электро - технике, .в частности к преобразовательной технике, и может быть исполь зовано для управления преобразователем в инверторном режиме, преимущественно на электроподвижном составе однофазно-постоянного- тока в режиме рекуперативного торможения.

Цель изобретения - повышение энергетических показателей и устойчивости работы инвертора за счет повьппе- ния точности определения момента окончания процесса коммутации.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства, подключенного к преобразовательному агрегату инвертор-трансформатор i на 4мг. 2 - диаграммы напряжений на выходах элементов устройства.

Устройство содержит последовательно соединенные задатчик Г напряжения смещения, элемент 2 сравнения, интеГрйруняций элемент 3, ,фазосмеща- ющий эдтемент 4, элемент 5 совпадения интегрирующий элемент 6, блок 7 фазового управления, распределительный блок 8, блок 9 выходных усилителей, выпрямительный мост 10, измерительный трансформатор П, транзисторный ключ 2, датчик 13 тока, блок 14 перемножения , ключевой элемент 15, бло 16 интегрирования, нуль-орган 17, триггер 18, силовой трансформатор 19 инвертор 20. Блок 9 выходных усилителей подключен к силовым тиристорам инвертора 20.

Для формирования сигнала, пропорционального заданному значению угла . запаса инвертора, вход моста 10 чере измерительный трансформатор 11 соединен с обмоткой силового трансформатора 19 и транзисторным ключом 12,

казателей :за счет уменьшения заданного значения угла запаса,что определяется устранением статической ошибки при регулировании,При малых , значениях угла запаса повышается устойчивость инвертора в результате инвариантности устройства , 2 ил.

один вход, которого соединен с выходом выпрямительного моста 10, другой- с выходом фазосмещающего элемента А, а выход - с другим входом элемента 2 сравнения. Формирование сигнала, соответствующего окончанию коммутации, осуществляется датчиком 13 тока, включенным в рассечку вторичной обмотки силового трансформатора I9, блоком 14 перемножения, один вход которого соединен с выходом датчика 13 тока, другой. - с выходом измерительного трансформатора -И, а выход через последовательно соединенные ключевой элемент 15, блок 6 интегрирования и нуль-орган 17 - с взводящим входом триггера 18, причем сбрасывающий вход триггера 18 соединен с выходом блока 7 фазового управления, а выход - с вторым входом элемента 5 совпадения и управляющим входом ключевого элемента 15. Устройство соединено с инвертором 20 и силовым транс(3юрматором 19.

Устройство работает следующим образом. ...,

Задатчик 1 напряжения смещения . формирует сигнал U, пропорциональ-, 1ШЙ вольтсекундной площади питающего. напряжения в интервале от момента окончания коммутации до конца полупериода. Сигнал U(. в элементе 2 сравнения сопоставляется с напряжением U|, пропорциональным фактическому значению этой вольтсекундной площади. Сигн;1л и формируется посредством транзисторного ключа 12, для чего на его питающую шину подается напряжение с выпpя штeльнoгQ моста 10, пропорциональное. питающему напряжению. С . приходом на управляющий вход транзисторного ключа 12 по31

ложйтельного управляющего импульса Ug фаэосмещающего элемента 4 он запирается и на элемент сравнения подается напряжение U. При осутствии импульса Ug транзисторный ключ насыщен и напряжение U на его выходе р.авно нулю. .

Если заданная и .фактическая вольт секундная площади не равны между собой, то на выходе элемента 2 сравне- ния формируется сигнал, пропорцио- нальный рассогласованию, который подется на вход интегрирующего элемента 3. Изменение сигнала на выходе интегрирующего элемента 3 вызывает соот- ветственное изменение длительности выходных сигналов Uy фазосмещающего элемента 4 и соответствующее изменение длительности сигналов U на выходе транзисторного кл)ча 12. Устойчи- вое состояние в схеме наступает в сл ,чае, если за полупериод площади напряжения Vf и UK равны. Сигнал Vg подается с фазосмещающего элемента 4 На вход элемента 5 совпадения, -где он сравнивается с сигналом Uy, соответствующим длительности коммутации. На основании временного сравнения сигналов Uu и Ug выделяется сигнал иЦ, соответствующий рассогласованию между заданным и фактическим значениями угла запаса инвертора. Разностны сигнал ди с выхода элемента 5 совпадения подается через интегрирующий усилитель 6 на вход блоке 7 фазового управления, изменяя фазу отпирающих импульсов на его выходу таким образом, чтобы/ 8.+.

При этом формирование сигнала U« осуществляется на основе информации о текущих значениях тока х-ррИ напряжения . трансформатора. Энергия W., идущая на воздание магнитного поля трансформатора, равна

(1)

Поэтому энергия на изменения полярности магнитного потока трансформатора при инвертировании составляет

t-

W, (t).(t) t .. + |ц (t).i,p(t)dt .(2) .

Ч .-

Учитывая 1индуктивно-активный характер нагрузки, пренебрегаем изме- .нением тока Ij за время коммутации

, следовательно, потокосцепле- ние до начала процесса коммутации и в его конце равно

a,p yt,),) et,j,rj.. (3)

Так как W ,

то из

(3)

еледует, что энергии на уменьщение потока к моменту tj до нуля (W,-) и его ново го образования к моменту ) равны,

т.е. ii

W,W или/ U,p(t)-i,p(t)dt- И --t.

-J (t),(t)

ч

(4)

0 520- 25 30 .

0

5

0

5

Таким образом, интегральное значение произведения тока и напряжения трансформатора за период коммутации равно нулю, что позволяет достаточно точно определить момент окончания коммутации.

Для формирования сигнала Uw на блок 14 перемножения подаются сигналы, пропорциональные i, с датчика 13 тока и U-rp измерительного трднсформатот ра 11. Выходной сигнал блока 14 перемножения через ключевой элемент 15 и блок 16 интегрирования подается на вход нуль-органа. При равенстве выходного напряжения блока 16 интегрирования нулю ; что соответствует моменту окончания коммутации, на выходе нуль-органа формируется импульс с фазой oi VI. Этот импульс подается .на сбрасывающий вход триггера 18, установленного перед этим в исходное состояние импульсом с фазой об у , сформированным блоком 7 фазового управления, Таким образом, на выходе триггера 18 формируется сигнал Uy, пропорцион аль- ный по длительности процессу коммутации, который подается в.элемент З-Сов- падения . Сигнал U подается также на управляющий вход ключевого элемента 15, .что приводит к размыканию его контактов и подаче сигнала с выхода блока 14 перемножения на вход блока 16 интегрирования. .

Энергетические показатели инвертора повышаются за счет уменьщения заданного значения угла запаса 5« .

Возможность снижения S. определяется устранением статической ошибки п ри регулировании. Кроме того, повьщ1ается устойчивость инвертора при мальпс значениях Oi в результате

S 1

инвариантности устройства и искажения питаюшаго напряжения и кривой тока трансформатора. Повышается качество регулирования инвертора на постоянство угла запаса за снет более высокой точности определения мо- мента окончания процесса коммутации.

Формула изобретения

Устройство для управления инвертором, содержащее последовательно соединенные задатчик напряжения смещения, элемент сравнения, интегрирующий элемент, синхронизировайный с сетью фазосмещающий элемент, первый вход элемента совпадения, интегрирующий усилитель , блок фазового управления, распределительный блок и блок выходных усилителей, а также выпрямительный мост, вход которогст через измерительный трансформатор соединен с вторичной обмоткой силового трансформатора, и транзистор

380 .

ный ключ, один вход которого соединен с выходом выпрямительного моста, другой - с-выходом фазосмещающе- го элемента, а выход - с другим вхо5 дом элемента сравнения, о т л и чающееся тем, что, с целью повьш ения энергетических показателей и устойчивости работы инвертора,оно снабжено датчиком тока, блоком пере0 множения, ключевым элементом, блоком инте.грирования, нуль-органом и триггером, причем датчик тока подключен к вторичной обмотке силового трансформатора, ОДК1Н вход блока перемноже5 ния соединен с выходом датчика тока, другой - с выходом измерительного трансформатора, а выход через последовательно соединенные ключевой элемент блок интегрирования и нуль-ор0 ган - с ВХОДЯЕ1ИМ входом триггера, сбрасывающий вход триггера соединен с выходом блока фазового управления, а выход - с вторым входом элемента совпадения и втравляющим входом ключевого элемента.

V5.f

Составитель В.Бунаков Редактор Е.Копча , Техред Л.Олейник Корректор А. Обручар

Заказ 3608/51 Тираж 631Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вторичными источниками питания. Цель изобретения ,повьшение энергетических показателей и устойчивости работы инвертора. Устройство содержит задатчик смещения 1, элемент сравнения (ЭС) 2, интегрирующий элемент (ИЭ) 3, фа- зосмещающий элемент 4, элемент совпадения 5, интегрирующий злемент 6, блок фазового управления 7, распределительный блок 8 и блок выходных усилителей 9, а также выпрямительный мост (ВМ) 10, измерительный трансформатор (ИТ) 11, транзисторный ключ (ТК) 12 и силовой трансформатор (Тр) 19. В устройство введены датчик тока (ДТ) 13, блок перемножения 14, ключевой элемент 15, блок интегрирования 16, нуль-орган 17 и триггер 18. Для формирования сигнала, пропорционального заданному значению угла запаса инвертора, вход ВМ 10 через ИТ 11 .соединен с обмоткой ТР 19. Формирование сигнала, соответствующего окончанию коммутации. О & (Л с tputj