Способ управления мостовым следящим инвертором с выходным LC-фильтром Советский патент 1991 года по МПК H02M7/48 

О)

ел

Од

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра (напряжения или тока)о

Цель изобретения - уменьшение коммутационных потерь за счет снижения частоты переключении и улучшение динамических характеристик,,

На чертеже представлена структура следящего преобразователя, управляющего по предлагаемому способу„

Преобразователь содержит подключенный к источнику 1 напряжения вен- тильный коммутатор 2, через фильтрующую индуктивность соединенный с емкостью LC-фильтра З или нагрузкой 40 Коммутатор (например, мостовой инвертор) выполнен на управляемых вентилях в качестве которых могут быть использованы транзисторы или запираемые тиристорьи Информация о переменных состояниях с датчиков 5 - 7 и сигнал задания по выходной переменной из блока 8 задания принимается вычислителем 9, выдающим импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 20

Способ управления преобразователем состоит в следующем,

Вычисляется рассогласование 641) (разность выходной переменной и .задания на некоторый интервал времени вперед, равный в данном случае длительности такта модуляции h.

При вычислении прогноза предполагается, что очередное переключение происходит в момент t (отсчет времени ведется от момента последнего переключения) о В результате блок вычисления генерирует переключательную функцию s(t), однозначно определяющую позицию коммутатора и моменты переключений, тсе„ смены позиции. Пер- вой активной позиции s +1 соответствует такое состояние коммутатора, когда включены один вентиль анодной группы и один вентиль катодной группы мостовой схемы; при второй активной позиции s -1 включены другие вентили анодной и катодной групп; при позиции зануления s О включаются два вентиля анодной и катодной группы,, В процессе работы мостового инвертора к нагрузке прикладывается на пряжение источника питания соответственно со знаком V или - , а в позиции зануления выходное напряжение

коммутатора равно нулю. Переход из одной позиции в другую осуществляется, когда прогноз рассогласования принимает нулевое или минимальное значение

s -sign 5„

Вычисление прогнозируемого значения рассогласования производится по формулам, полученным в результате решения системы дифференциальных уравнений для преобразователя с трехпо- зиционной ЫИМ„ Прогноз представляется суммой составляющих, одна из которых определяется текущими значениями переменных состояния (свободная составляющая f), а другая - ожидаемыми позициями коммутатора (вынужденная составляющая w):

5 f + ,

где s принимает -значения +1, -1, 0„ Прогноз рассогласования при от-

Р еживании тока определяется по фор- ле

Ј i(h - t).-Т,

где i(h-t)i - (h-t) среднее значение тока за интервал прогноза (t, h); u - входное напряжение; е - напряжение на нагрузке; L - индуктивность фильтра; i - задание по току. При выходе из активной позиции в позицию зануления функции прогноза совпадает со свободной составляющей

Ј f i - i - (h - t).

Двум возможным позициям при движении из состояния зануления соответствует пара функций прогноза:

б f + s -W :

i i

w о

2L

(h-t),

Свободная составляющая f находится внутри зоны (+w0; -WQ); монотонно сужающейся при изменении локального времени t; при достижении f одной из границ зоны происходит переключение:

f + WQ О f - wfl О

s « 1; s -1,

При применении предлагаемого способа примерно вдвое снижаются массо- габаритные показатели фильтра и, следовательно, повышается КПДС Применение способа эффективно при построении системы, к которым предъявляются высокие эксплуатационные требования (например, работа с нелинейной нагрузкой, хорошая динамика, высокий КПД и др)о

Формула изобретения

Способ управления мостовым следящим инвертором с выходным LC-фильт- ром, заключающийся в том, что формируют сигнал iу задания по току, измеряют входное напряжение и и выходной ток it задают интервал времени длигде L - индуктивность выходного фильтра, вычисляют разность и сумму свободной и вынужденных составляющих, контролируют значения свободной составляющей и вычисленных разности и суммы, и в момент времени, когда выполняется условие f 0 переключают вентили из первой активной позиции в позицию зануления, в момент времени, когда выполняется условие , вентили переключают из позиции занутельностью h, равной предположительной длительности такта модуляции выходного напряжения инвертора, устанавливают первую активную позицию вентилей, при которой включены один вен- 25 ления во вторую активную позицию, тиль анодной и один вентиль катодной в момент времени, когда выполняется групп, вторую активную позицию, при условие Ј Z 0, вентили переключают из

второй активной позиции в позицию эануления, а в момент времени, когда выполняется условие f + w 0, вентили переключают из позиции зануления

которой включены другие вентили анодной и катодной групп, и позицию за-

нуления, при которой включены оба вентиля анодной или катодной группы, и переключают вентили из одной пози30

в.первую активную позицию„

5

0

щш в другую, отличаю щи нс ч тем, что, с целью уменьшения коммутационных потерь и улучшения динамических характеристик, одновременно с выполнением каэдого переключения начинают отсчет локального времени t, вычисляют свободную составляющую f и вынужденную составляющую w прогноза рассогласования по формулам f i(h - t) - i ;

w u(h - t)/2L,

где L - индуктивность выходного фильтра, вычисляют разность и сумму свободной и вынужденных составляющих, контролируют значения свободной составляющей и вычисленных разности и суммы, и в момент времени, когда выполняется условие f 0 переключают вентили из первой активной позиции в позицию зануления, в момент време5 ления во вторую активную позицию, в момент времени, когда выполняется условие Ј Z 0, вентили переключают из

ни, когда выполняется условие , вентили переключают из позиции зануления во вторую активную позицию, в момент времени, когда выполняется условие Ј Z 0, вентили переключают из

30

в.первую активную позицию„

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления преобразователем с заданной кривой выходного параметра (напряжения или тока)„ Цель изобретения - уменьшение коммутационных потерь за счет снижения частоты переключений и улучшение динамических характеристик. Преобразователь содержит вентильный коммутатор 2, подключенный к источнику напряжения 1 и через фильтрующую индуктивность - к нагрузке 4 или емкости LC-фильтра З. Коммутатор (например, мостовой инвертор) выполнен на управляемых вентилях, в качестве которых могут использоваться транзисторы или запираемые тиристоры „ Управление преобразователем осуществляется вычислителем 9, принимающим информацию о переменных состояниях с датчиков 5-7, сигнал задания по выходной переменной из блока 8 задания, и выдаюцим импульсы управления через промежуточный усилитель 10 на коммутатор 2а Вентильный коммутатор 2 преобразователя устанавливается в три позиции, соответствующие определенному состоянию вентилей (две активные и позиции зануления), а переход из одной позиции в другую осуществляется по результатам вычисления про- гнозируемого значения рассогласования выходной переменной 1 или S (Л