Устройство для линеаризации регулировочной характеристики тиристорного преобразователя Советский патент 1991 года по МПК H02M1/08 

Фиг.1

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорными преобразователями.

Целью изобретения является повышение точности линеаризации регулировочной характеристики тиристорного преобразователя,

На фиг, 1 изображена функциональная схема устройства линеаризации регулировочной характеристики тиристорного преобразователя; на фиг. 2 - регулировочная характеристика нелинейного звена; на фиг. 3 - принципиальные схемы возможного выполнения нелинейного звена и согласующего блока; на фиг. 4 - принципиальные схемы возможного выполнения порогового усилителя и сумматора; на фиг. 5 - регулировочная характеристика порогового усилителя. Устройство линеаризации регулировочной характеристики тиристорного преобразователя содержит (фиг. 1) нелинейное звено 1, согласующий блок 2, пороговый усилитель 3, сумматор 4 с тремя входами и датчик 5 ЭДС нагрузки. Первый вход сумматора 4 соединен с выходом нелинейного звена 1, второй - с выходом порогово о усилителя 3, а третий вход подключен к выходу датчика 5 ЭДС нагрузки. Вход нелинейного звена 1 соединен с выходом согласующего блока 2, вход которого объединен с входом порогового усилителя 3 и является входом устройства, а выход сумматора 4 - выходом устройства линеаризации.

Нелинейное звено 1, согласующий блок 2, линейный усилитель 3 и сумматор 4 (фиг. 3 и 4} могут быть выполнены на основе серийно выпускаемых операционных усилителей, резисторов и диодов.

Датчик 5 ЭДС нагрузки в простейшем случае может представлять собой тахогене- ратор, механически связанный с валом дви- гателя, являющегося нагрузкой тиристорного преобразователя. Регулировочная характеристика нелинейного звена 1 (фиг. 2) является обратной статической регулировочной характеристикой тиристорного преобразователя в режиме прерывистых токов его нагрузки, т. е. произведение динамических коэффициентов усиления нелинейного звена и тиристорного преобразователя постоянно. Максимальное значение выходного напряжения нелинейного звена 1( УиЗмакс) соответствует гранично- непрерывному току и выбирается как можно более высоким, насколько позволяет максимальное выходное напряжение операционного усилителя, на котором собрано это нелинейное звено. При этом согласование значений 11нЗмакс и требуемого напряжения

на выходе сумматора 4 (Uc), соответствующего гранично-непрерывному току тиристорного преобразователя, производится выбором весового коэффициента суммирования на первом входе сумматора 4.

Коэффициент согласующего блока 2 выбран таким, чтобы при изменении входного напряжения устройства (UBx) от нуля до величины, соответствующей гранично-непрерывному току тиристорного преобразователя (Uex rp.), выходное напряжение согласующего блока соответствовало бы значению инзмакс на характеристике нелинейного звена 1 (фиг. 2).

Ширина зоны нечувствительности порогового усилителя 3 равна значению входного напряжения UBx rp., соответствующего гранично-н,епрерывному току тиристорного преобразователя.

Горизонтальный участок характеристики нелинейного звена 1 (фиг 2) и линейный участок характеристики порогового усилителя 3 (фиг 5) соответствуют режиму непре- рывного тока нагрузки тиристорного

преобразователя.

Коэффициент наклона линейного участка характеристики порогового усилителя 3 определяется требуемым значением коэффициента пропорциональности между средним током нагрузки тиристорного преобразователя и напряжением UBx.

Линеаризация регулировочной характеристики тиристорного преобразователя производится по двум каналам, первый из

которых содержит согласующий блок 2 и нелинейное звено 1 и обеспечивает линеаризацию регулировочной характеристики тиристорного преобразователя в режиме прерывистого тока. Второй канал, содержащий пороговый усилитель 3, обеспечивает работу тиристорного преобразователя в режиме непрерывно о тока его нагрузки.

Выходное напряжение сумматора 4 является напряжением управления, поступающим в систему импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя, Устройство линеаризации регулировочной характеристики тиристорного преобразователя работает следующим образом.

0 Напряжение UDx, являющееся входным напряжением устройства, поступает одновременно на вход согласующего блока 2 и вход порогового усилителя 3 (фиг. 1), имеющего линейную характеристику с зоной не5 чувствительности (фиг. 5).

Выходное напряжение согласующего блока 2 (исб) поступает на вход нелинейного звена 1. При нулевых значениях сигнала Uox и сигнала с датчика 5 ЭДС нагрузки (Ue)

выходное напряжение устройства Ue также равно нулю.

При нарастании напряжения UBX в диапазоне от нуля до DBX гр, соответствующем зоне прерывистых токов тиристорного преобразователя, выходное напряжение согласующего блока 2 исб изменяется от нуля до Uc6 гр, выходное напряжение нелинейного звена 1 - от нуля до Уизмакс, а выходное напряжение порогового элемента 3 равно нулю, так как его регулировочная характеристика имеет зону нечувствительности шириной ± UBX гр.

Выходное напряжение нелинейного звена 1 Унз поступает на первый вход сумматора 4. При этом коэффициент пропорциональности между средним током нагрузки тиристорного преобразователя и входным напряжением UBx постоянен, что обеспечивает линейность регулировочной характеристики тиристорного преобразователя в режиме прерывистых токов.

При дальнейшем нарастании входного сигнала UBX приращение выходного напряжения нелинейного звена 1 11нз прекращается, а выходное напряжение порогового усилителя 3, поступающее на второй вход сумматора 4, начинает линейно увеличиваться, обеспечивая работу тиристорного преобразователя в режиме непрерывного тока нагрузки.

Напряжение управления, поступающее с выхода сумматора 4 (Ue) на вход системы импульсно-фазового управления, пропорционально сумме двух сигналов. Первый из них нелинейно зависит от UBX и определяет величину тока нагрузки тиристорного преобразователя, заданную напряжением UBx.

Второй сигнал, пропорциональный сигналу Ue на выходе датчика 5 ЭДС нагрузки, является сигналом положительной обратной связи по ЭДС нагрузки,

Напряжение Ue, определяемое величиной ЭДС нагрузки, и исполнением системы

импульсно-фазового управления тиристорного преобразователя, поступает на третий вход сумматора 4, обеспечивая при этом независимость характеристики тиристорного преобразователя от ЭДС нагрузки.

Таким образом, введение в устройство линеаризации регулировочной характеристики тиристорного преобразователя согласующего блока, порогового усилителя и сумматора с соответствующими связями позволяет повысить точность устройства за счет того, что линеаризация регулировочной характеристики тиристорного преобразователя в различных его токовых режимах производится в раздельных каналах.

Этим достигается использование всего диапазона изменений напряжений каждого канала для каждого режима тока нагрузки

тиристорного преобразователя, что позволяет более точно реализовать необходимый вид характеристики нелинейного звена, линеаризующий регулировочную характеристику тиристорного преобразователя в

режим.е прерывистого тока

Формула изобретения

Устройство для линеаризации регулировочной характеристики тиристорного преобразователя, содержащее датчик ЭДС нагрузки преобразователя и нелинейное звено, отличающееся тем, что, с целью повышения точности линеаризации и расширения функциональных возможностей, в него введены согласующий блок, пороговый усилитель и сумматор, выход которого является выходом устройства, первый вход соединен с выходом датчика ЭДС нагрузки,

второй вход соединен с выходом порогового усилителя, третий вход соединен с выходом нелинейного звена, вход которого соединен с выходом согласующего блока, вход которого является входом устройства и соединен с входом порогового усилителя.

U из паке.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для управления тиристорными выпрямителями. Цель изобретения - повышение точности линеаризации регулировочной характеристики вентильного преобразователя. Это достигается тем, что в устройство введен сумматор 4 с тремя входами, на которые кроме сигналов с датчика ЭДС нагрузки 5 и нелинейного звена 1 подается сигнал с порогового усилителя 3, вход которого объединен с .входом нелинейного звена. 5 ил.

-UtЈ.ep

Фаз, 2

Фиг.З

Uc6

зр

-Uнз паке

-UBxrp

ФигА

Vffx