Способ управления преобразователем электрической энергии Советский патент 1990 года по МПК H02M7/537 

ного сигнала датчика тока, ломаная 4 пропорциональной составляющей и условно тока первого канала и ломаная 5 интегральной составляющей сигнала датчика тока, На диаграмме 1.3 изображены ломаная б суммы пропорциональной, интегральной и дифференциальной составляющих и пунктирные линии 7 и 8 уровней управляющего сигнала, соответствующих включению и отключению второго канала, На диаграмме 1.4 представлена ломаная 9 процесса коммутации энергии ключевыми элементами второго канала. Кроме того, на диаграммах 1.1 и 1.3 показаны с помощью отрезков ломаных 10-12 выходное напряжение коммутируемой энергии второго канала и с помощью отрезков 13-15 - выходной ток первого канала для случая, когда интегральная и дифференциальная составляющие сигнала датчика тока не используются.

Устройство для осуществления предлагаемого способа управления двухка- нальным преобразователем электрической энергии постоянного напряжения в напряжение или ток заданной формы (фиг.2) состоит из каналов 16 и 17 преобразования электрической энергии, подключенных к нагрузке параллельно через датчик 18 тока и датчик 19 выходного напряжения и (или) тока. Обработка задающего и выходного сигналов, а также сигнала датчика тока осуществляется с .помощью процессора 20 цифровой обработки аналоговых сигналов. Управление работой устройства преобразователя и взаимодействие с внешними устройствами возложено на контроллер 21.

Устройство работает следующим образом.

Задающий сигнал в цифровой форме через контроллер 21 и внутреннюю магистраль или в аналоговой форме непосредственно поступает на соответствующие входы процессора 20. В случае необходимости задающий сигнал преобразуется в цифровой код (чтение Xi) и далее усиливается, фильтруется и заносится на один из рабочих регистров процессора 20 в виде выборки QX). Далее аналогично осуществляется выборка YI сигнала обратной связи (чтение YI). После этого вычисляется разностный сигнал QXi - -Yi, который, например, в аналоговой форме подается на управляющий вход канала 16 преобразователя. В процессе воспроизведения разностного сигнала опрашивается датчик 18 тока (чтение In). После каждого опроса атчика 18 тока производится диагностика преобразователя (контроль U,n 1-макс) с целью возможного отключения преобразователя в случае аварии (конец). Далее вычисляется пропорциональная, дифференциальная, интегральная составляющие выходного сигнала датчика 18 тока и их сум- ма (вычисление Sn)

s,v(in+w §inT+z V

k 0Т /

где V,W,Z - соответствующие весовые коэффициенты составляющих сигналов датчика 18 тока канала 16 преобразователя;

Т - период тактов опроса датчика 18

5

k 0,1,2,...,п - номер опроса датчика 18 тока.

После получения значения суммы Sn в соответствии с ее знакоги определяется (поQ лярность PSn 0) напряжения Dm. коммутируемого в нагрузку каналом 17, и в случае необходимости устанавливается признак (коммутация -Urn) отрицательной полярности. Затем производится сравнение поg лученного значения суммы Sn с верхним пороговым значением SMaKC суммарного сигнала датчика 18 тока (Sn SMBKC) и, в случае выполнения неравенства, по внутренней магистрали выдается команда на включе-

Q ние соответствующего (+Um или -Um) ключевого элемента (включение Um) канала 17 преобразователя. В противном случае значение суммы Sn сравнивается с нижним пороговым значением SMHH суммарного

с сигнала датчика тока (Sn SMMH). Здесь в результате сравнения может быть осуществлено отключение соответствующего ключевого элемента (+ Um или -Um) канала 17 преобразователя (отключение Um) или вып ход на анализ затрат времени после последнего 1-го опроса задающегб и выходного сигналов преобразователя (интервал RI RIMSKC).

Такой анализ необходим для тактирос вания опроса входных и гыходных сигналов процессора 20 в соответствии с частотными характеристиками пропускания как всего преобразователя, так и отдельных его каналов. При этом в зависимости от затрат Ri в

П виде числа тактов, прошедших после последнего 1-го цикла обработки соответствующих переменных процессора, производится либо повторение цикла опроса задающего Хм и выходного YI+I сигс налов преобразователя, либо продолжение обслуживания каналов. В последнем случае осуществляется проверка предельной частоты коммутации обслуживаемого канала (канал Rn RnMaxc), т.е. по истечении времени, достаточного для запирания того или

иного ключевого элемента канала 17, устанавливается признак разрешения включения ключевого элемента канала 17. Кроме того, проверяется длительность интервала интегрирования после последнего пере- ключений канала 17 и в случае превышения величины интервала, заданного, например, в виде константы, осуществляется сброс результатов интегрирования. Накопление дальнейших значений интегральной состав- ляющей происходит в результате последующих опросов выходного сигнала датчика 18 тока. После каждого включения.(включе- ние Urn) и отключения (отключение Um) канала 17 преобразователя осуществляется сброс результатов опроса и определения Sn суммарного сигнала (сброс переменных).

Использование предлагаемого способа управления преобразователем электриче- ской энергии позволяет уменьшить потери энергии в преобразователе на верхних частотах коммутации втооого канала преобразователя при одновременном расширении полосы пропускания сигналов этого канала. Кроме того, снижаются i потери, врзникаю- щие в моменты перехода вь1ходного на- рфяжения (тока) через нуль и при малых значениях выходного напряжения.

Применение в преобразователе элект- рической энергии элементов цифровой обработки аналоговых сигналов и цифрового управления позволяет осуществить дополнительные функции, такие как диагностика преобразователя, коррекция его параметров и комплексирование с управляющей ЭВМ..

Формула изобретения

1. Способ управления преобразователем электрической энергии, содержащим первый и второй каналы преобразователя электрической энергии, соответственно непрерывный и импульсный, выходная энергия которых суммируется на общей

нагрузке, состоящий в том, что формируют сигнал задания, измеряют выходной ток преобразователя, формируют и подают на первый канал сигнал регулирования, равный усиленной разности сигнала задания и измеренного выходного тока преобразователя, формируют опорный сигнал, измеряют выходной ток первого канала и в моменты его равенства опорному сигналу формируют и подают импульсы переключения второго канала, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД путем уменьшения потерь в преобразователе электрической энергии, измеренный выходной ток первого канала дифференцируют и интегрируют, формируя этим дифференциальную и интегральную составляющие соответственно, измеренный выходной ток первого канала, -дифференциальную и интегральную составляющие с соответствующими весовыми коэффициентами суммируют и суммарный сигнал используют для формирования импульсов переключения второго канала, причем дифференциальный и интегральный сигналы составляющих ограничивают путем фильтрации в них верхних и нижних частот соответственно, интегральную и дифференциальную составляющие в момент формирования импульса переключения второго канала устанавливают в исходное состояние.

2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что измерение выходного тока первого канала и формирование интегральной и дифференциальной составляющих и их суммы осуществляют с частотой, превышающей в два и более раз предельную частоту формирования импульсов переключения второго канала.

3.Способ по п.1,отличающийся тем, что формирование импульсов переключения второго канала осуществляют с частотой, не выше предельной частоты коммутации этого канала.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение КПД путем уменьшения потерь электрической энергии. Способ управления преобразователем состоит в том, что постоянное напряжение преобразуют в напряжение (ток) в соответственно с задающим сигналом по двум каналам преобразования. С помощью первого канала осуществляют непрерывное усилие мощности, с помощью второго канала - ограничение мощности первого канала соответствующей коммутацией энергии и суммированием выходной энергии каналов. Для этого ток первого канала измеряют, а сигнал, пропорциональный току, используют для управления вторым каналом. Коммутацию энергии вторым каналом осуществляют по релейному закону. Новым в способе является введение дифференцирования, интегрирования сигнала тока первого канала и суммирования с пропорциональной составляющей. С помощью суммарного сигнала управляют вторым каналом. Составляющие сигнала тока первого канала и их сумму определяют вновь на каждом интервале переключения второго канала, а интегральную составляющая и не должна быть больше заданной величины. Составляющие сигнала тока первого канала и их сумму определяют с частотой, в два или более раз превышающей предельную частоту коммутации второго канала. Управление вторым каналом осуществляют с частотами не выше предельной частоты коммутации второго канала. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.