Устройство для управления и стабилизации параметров выходного напряжения преобразователя Советский патент 1990 года по МПК H02P7/48 

1

(21)4382773/24-07

(22)25.02.88

(46) 23.03.90, Бкш. № 11

(71)Черниговский филиал Киевского политехнического института им.50-летия Великой Октябрьской социалистической революции

(72)А.И.Денисов, В.В.Гордиенко, В.П.Войтенко и А.А.Шмаров

(53) 621.316.717 (088.8)

(56) Авторское свидетельство СССР

№ 1274094, кл. Н 02 М 7/48, 1983.

Электронная техника в автоматике. Сб.статей./Под ред. Ю.И.Конева. - М.: Радио и связь, 1983, вып.14, с.89, рис. 1.

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ И СТАБИЛИЗАЦИИ ПАРАМЕТРОВ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями в переходных режимах. Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик вентильного преобразователя в переходных режимах работы и расширение его функциональных возможностей. С этой целью в установившемся режиме работы сигнал ошибки поступает с выхода блока 3 сравнения на вход корректирующего блока

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями в переходных режимах. Цель изобретения - улучшение энергетических характеристик вентильного преобразователя в переходных режимах работы и расширение его функциональных возможностей. С этой целью в установившемся режиме работы сигнал ошибки поступает с выхода блока 3 сравнения на вход корректирующего блока 5. Откорректированная ошибка накладывается в сумматоре 8 на модулирующую функцию. По полученному закону производится широтно-импульсная модуляция для выработки управляющего воздействия. В переходных режимах работы, когда сигнал ошибки резко возрастает, срабатывает пороговый 4, а на первый вход сумматора 8 подается постоянная составляющая с выхода цифрового фильтра 6, величина которой формируется по значению откорректированной ошибки в моменты квантования. При этом широтно-импульсная модуляция производится по закону, определяемому модулирующей функцией (обычно синусоидальной) с постоянной составляющей в спектре. 3 ил.

ел ел

N9 Ю

СО

Изобретение относится к электро- технике и может быть использовано для управления вентильными преобразователями в переходных и установившихся режимах.

Целью изобретения является улуч- шение энергетических характеристик вентильного преобразователя в переходных режимах работы и расширение его функциональных возможностей.

На фиг.1 представлена функциоцаль- ная схема устройства для управления и стабилизации параметров выходного напряжения преобразователя; на фиг.2- диаграммы работы устройства в установившемся режиме; на фиг.З - диаграмма работы в переходном режиме работы.

Устройство для управления и стабилизации параметров выходного напряжения вентильного преобразователя 1 содержит (фнг.1) датчик 2 обратной связи, выход которого подключен к первому входу первого блока 3 сравнения, на второй вход которого подается эталонное напряжение, а выход первого блока 3 сравнения связан с входами порогового элемента 4 и корректирующего блока 5, цифровой фильтр 6, переключающий элемент 7, управляющий вход которого соединен с выходом порогового элемента 4, первый вход - с выходом корректирующего блока 5 и первым входом цифрового фильтра 6, второй вход связан с выходом цифрового фильтра 6, а выход переключающего элемента 7 подключен к первому входу сумматора 8, генератор 9 пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом второго блока 10 сравнения, генератор II модулирующей функции, связанный выходом с вторым входом сумматора 8, задающий генератор 12, первый, второй и третий выходы которого подключены соотве гстнс-н- но к входам генератора 9 пшюобра нюстен постоянна/1 гост авчяюшая с ныхода цифрового фильтра б, величина которой формируется по значению откорректированной опибки в моменты квантования. При этом широтно-импульсная модуляция производится по закону, определяемому модулирующей функцией (обычно синусоидально) с постоянной составляющей в спектре. 3 ил.

5

п

Q 5 «

го напряжения, оператор, II модулирующей функции и к второму входу цифрового фильтра Ь, причем выход сумматора 8 связан с втмрым входом второго блока 10 сравнения, ч етч выход через формирователь 13 ПМПУПЬСОВ подключен управляющему в -члг- вентильного преобразователя I .

Устройство ркюгае-i слет.ую ид1м образом.

В установившемся режиме работы сигнал с датчика ) обратной связи, пропорциональный выходному напряжению вентильного преобразователя 1 (или «е его среднему значению за 1/4, i/2, I или несколько периодов - в зависимости от требуемой реализации) сравнивается в блоке 3 сравнения с эталонным напряжением соответствующим сiабилизироваиному режиму работы преобразователя (фиг.2). Сигнал ошибки AU с выхода блока 3 сравнения поступает на вход корректирующего блока 5, который вырабатывает управляющее воздействие AU по заданному закону регулирования (например, пропорцийнальио-интегрально-диффе- ренциалыюму) . В установившемся режиме работы сигнал ошибки Д11 не превышает порогового значения, и выход порогового элемента 4 установлен в состояние, при котором выход цифрового фильтра 6 отключен, а выход корректирующего блока 5 подключен через переключающий элемент 7 к первому входу сумматора 8. В сумматоре 8 происходит наложение откорректированной ошибки Д О, стремящейся к нулю в режиме стабилизации на модулирующую функцию ((с), поступающую с выхода генератор модулирующей функции 11, причем, как правило, в качестве модулирующей функции используется синусоида. Блок 10 сравнения осу- чествпяет операцию вычитания полученной суммы модулирующей функции f (t) и откорректированной ошибки JU из пилообразного напряжения .игпц , поступающего с генератора 9 пилообразного напряжения. По полученной разности b ,-L u -f (t) формирователь 13 импуль I Ч Н

сов формирует управляющие импульсы Uy для вентильного преобразователя 1 . Таким образом, в установившемся режиме работы генератор 9 пилообразного напряжения, блок 10 сравнения и формирователь импульсов производят широтно-импульсную модуляцию по закону, определяемому функцией f(t), по- ступающей с выхода сумматора 8 и, как правило, являющейся синусоидой в режиме стабилизации. Задающий генератор 12 тактирует генератор 9 пилообразного напряжения, генератор 10 мо- дулирующей функции, работающие на разных частотах, а также цифровой фильтр 6.

В переходных режимах работы сигнал ошибки системы возрастает по ам- плитуде и в общем случае может быть произвольной формы. Вследствие этого в динамике закон широтно-импульсной модуляции резко отличается от заданного, что приводит к ухудшению спект- рального состава выходного напряжения вентильного преобразователя из-за увеличения в спектре доли гармонических составляющих, близких к основной.

Для улучшения энергетических показателей в переходных режимах и расширения функциональных возможностей устройства к первому входу сумматора 8 подключается не выход корректирую- ще г о блока 5, а выход цифрового фильтра 6. Это обеспечивается переключающим элементом 7 по сигналу с выхода, порогового элемента 4, который срабатывает при превышении ошибки ди порогового значения дип, что характеризует переходный режим работы. При этом (фиг.З) значение выходного сигнала цифрового фильтра 6 связано с входами соотношением

AU(t)

ди(кт)-кк

KTtet (К+1)Т

К„ - коэффициент передачи пропор- 55 ционального регулятора, входящего в состав цифрового фильтра; t - текущее время;

Т - период квантования, определяемый задающим генератором 12; , 1, 2 ...

В результате на выходе сумматора 8 в переходных режимах имеется модулирующая функция с наложенной на нее постоянной составляющей, величина которой формируется по ошибке регулирования в моменты времени к Т и изменяется с каждым периодом Т, причем период квантования целесообразно выбирать из ряда /2, где Т, - период модулирующей функции; , 2, 3 Таким образом, спектр выходного напряжения в переходных режимах работы отличается от спектра в режиме стабилизации, в основном, величиной постоянной составляющей, что улучшает энергетические показатели вентильного преобразователя, которые являются функциями спектрального состава, а также расширяет его функциональные возможности.

Устройство обеспечивает лучший спектральный состав выходного напряжения в переходных режимах работы и позволяет за счет этого улучшить энергетические характеристики и снизить влияние вентильного преобразователя на питающую сеть. Кроме этого, устройство позволяет стабилизировать выходное напряжение заданной формы (синусоидальное, треугольное, трапецеидальное), что расширяет его функциональные возможности.

Формула изобретения

Устройство для управления и стабилизации параметров выходного напряжения преобразователя, содержащее датчик обратной связи, вход которого предназначен для подключения к выходу преобразователя, выход соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого предназначен для подключения к источнику эталонного напряжения, выход соединен с входом корректирующего блока, генератор пилообразного напряжения, выход которого соединен с первым входом второго блока сравнения, выход которого через формирователь импульсов управления предназначен для подключения к управляющему входу преобразователя, отличающееся тем, что, с целью улучшения энергетических характеристик преобразователя в переходных режимах работы и расширения функциональных возможностей, введены пороговый элемент, переключающий элемент, цифровой фильтр, сумматор, генератор модулирующей функции и задающий генератор, причем вход порогового элемента соединен с выходом первого блока сравнения, выход - с управляющим входом переключающего элемента, первый вход которого соединен с выходом корректирующего блока, второй вход - с выходом цифрового фильтра, вход которого соединен

ли,

AU.

№

А... у/%

v

Фиг 2

Редактор Г.Гербер

Составитель А.Меркулова

Техред А. Кравчук Корректор М.Самборская

Заказ 336

Тираж 453

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

22908

с выходом корректирующего блока, выход переключающего элемента соединен с первым входом сумматора, второй вход которого соединен с выходом генератора модулирующей функции, а выход соединен с вторым входом второго блока сравнения, тактирующие входы генератора пилообразного напряжения, генератора модулирующей функции и цифрового фильтра соединены с соответствующими выходами задающего генератора.

10

м

при. №&V

7

/j

Фиг.3

Подписное