Устройство для управления многофазным вентильным преобразователем Советский патент 1992 года по МПК H02M7/12 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в ведомых вентильных преобразователях, предназначенных для электропривода постоянного или переменного тока.

Известно устройство для управления многофазным вентильным преобразователем, в котором количество каналов управления, и количество узлов сравнения вдвое меньше числа тиристоров. Уменьшенное число каналов управления потребовало применение распределителя импульсов, так как каждый канал формирует импульсы для двух тиристоров в двухфазном преобразователе или для четырех тиристоров в шестифазном преобразователе. Недостатком этого устройства является то, что при работе на двигатель ухудшается точность отработки сигнала задания тока в режиме прерывистых токов, где характеристика преобразователя оказывается сугубо нелинейными.

Наиболее близким к изобретению является устройство, содержащее источники основного и дополнительного опорного сигнала, при этом в него введен блок линеаризации, который формирует опорный сигнал по закону, соответствующему зависимости среднего значения прерывистого тока преобразователя от текущего угла управления. В такой многоканальной системе управления каждый канал содержит последовательно включенные блок линеаризации, компаратор, формирователь импульсов; импульсы управления распредеVI Ю

J СЛ СЛ

ляются по тиристорам с помощью распределителя. Недостаток такого устройства заключается в сложности настройки, в асимметрии импульсов управления,,обусловленной неидентичностью всех каналов управления, что приводит к снижению точности отработки сигнала задания.

Цель изобретения - увеличение точности отработки сигнала задания, увеличение надежности и уменьшение габаритов.

Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено двумя группами аналоговых коммутаторов, двумя дополнительными сумматорами, общим компаратором и вторым распределителем, причем выходы источника основного опорного напряжения соединены с информационными входами одной группы аналогичных коммутаторов и входами многоканального компаратора, выходы источника дополнительного опорного напряжения соединены с информационными входами другой группы аналоговых коммутаторов, входы блока линеаризации соединены с выходами обеих групп аналоговых коммутаторов и выходом второго дополнительного сумматора, входы которого соединены с выходами аналоговых коммутаторов, управляющие входы которых соединены с выходом первого распределителя, выход блока линеаризации соединен с входом общего компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, входы первого распределителя соединены с выходами второго распределителя и формирователя импульсов, выходы второго распределителя соединены с усилителями мощности.

На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - схема блока лианеризации; на фиг.З - временные диаграммы, поясняющие принцип работы предлагаемого устройства.

Устройство (см.фиг.1) содержит источник 1 основного опорного напряжения, ис- точник 2 дополнительного опорного напряжения, формирователь 3 селекторных зон, две группы аналоговых коммутаторов А и 5, дополнительный сумматор 6, блок 7 линеаризации, многоканальный компаратор 8, общий компаратор 9, формирователь 10 импульсов, распределители 11 и 12, усилители мощности 13, при этом распределители 11 и 12 объединены в блок 14 распределителей, и дополнительный сумматор 15. Блок 7 (см.фиг.2) содержит первый, второй, третий сумматоры 16-18, нелинейный преобразователь 19, элемент 20 ИЛИ, четыре входа 21-24 блока линеаризации, выход 25 блока линеаризации. На первый вход 21 поступает основное опорное напряжение источника 1, которое получается на выходе аналогового коммутатора 4. На второй вход 22 поступает дополнительное опорное напряжение от источника 2, которое получается на выходе аналогового коммутатора 5. На третий вход 23 поступает управляющее напряжение Uy, пропорциональное гладкой составляющей выходного напряжения (с обратным знаком), формиру0 емое источником управляющего напряжения (на фиг.1 не показан). На четвертый вход 24 поступает напряжение, пропорциональное мгновенному значению выходного напряжения вентильного преобразователя

5 Ubn, получаемое на выходе сумматора 6. Это напряжение пропорционально линейному напряжению (в мостовых схемах) или фазному напряжению (в нулевых схемах преобразователя). Входы первого сумматора 16

0 соединены с входами 21 и 23, входы второго сумматора 17 соединены с входом 22 и выходом преобразователя 19, входы третьего сумматора 18 соединены с входами 23 и 24, вход преобразователя 19 соединен с выхо5 дом сумматора 16, входы элемента 20 соединены с выходами сумматоров 17 и 18.

Блок линеаризации работает следующим образом.

Выходное напряжение блока линеари0 зации КБЛ (см.фиг.З) состоит из трех участков с разными углами наклона. На верхнем участке с наибольшим углом наклона, соответствующем непрерывному току вентильного преобразователя, разность основного

5 опорного напряжения и управляющего напряжения Uy положительна, и коэффициент передачи нелинейного преобразователя 19 наибольший. Указанная разность напряжений получается на выходе сумматора 16 и,

0 проходя через нелинейный преобразователь 19, суммируется с дополнительным опорным напряжением в сумматоре 17. Образовавшаяся сумма напряжений проходит через элемент 20 на выход 25 блока линеа5 ризации. В режиме прерывистого тока разность основного опорного напряжения и управляющего напряжения Uy становится отрицательной, а нелинейный преобразователь 19 уменьшает коэффициент передачи,

0 что приводит к уменьшению угла наклона выходного напряжения блока линеаризации ивл (средний участок в кривой ивл на фиг.З). В области малых значений прерывистого тока разность напряжений ()

5 становится больше, чем напряжение с выхода сумматора 17. Указанная разность проходит через элемент 20 на выход 25 блока линеаризации, что приводит к второму излому в напряжении UBA и появлению третьего участка в кривой UBA. Полученное таким образом результирующее опорное напряжение на выходе 25 линеаризирует передаточ- ную характеристику вентильного преобразователя.

Устройство при управлении трехфазным мостовым преобразователем, работающим на двигатель, работает следующим образом.

Источник (см.фиг.I) формирует три ко- синусоидальных опорных напряжения ООНд, ООНв и ООНс (по числу фаз питающей сети) (фиг.З). Источник 2 формирует три синусоидальных опорных напряжения ООНд, ООНв, DOHc (см.фиг.З). Многоканальный компаратор МК содержит три компаратора. На вход каждого компаратора поступает одно из основных опорных напряжений и через сумматор 15 управляющее напряжение Uy, пропорциональное ЭДС вращения двигателя, и напряжение смещения Уем. На выходах многоканального компаратора МК формируются импульсы (МКд, МКв, МКс на фиг. 3), фронты которых совпадают с моментами равенства соответствующего основного опорного напряжения сумме напряжений Uy+UCM (моменты VL V2, Va, V4, Vs, Ve на фиг.З). Из этих импульсов распределитель 11 формирует неперекрывающиеся импульсы Р1д, . Pic (см.фиг.З). Во время действия этих импульсов аналоговые коммутаторы 4 и 5 пропускают на выход одноименное опорное напряжение. Например, в. интервале действует импульс . На выходе аналогового коммутатора 4 появляется напряжение ООНд, а на выходе аналогового коммутатора 5 - напряжение ООНд.

Таким образом, на выходе коммутатора

4действует напряжение UAKI, обведенное на фиг.З утолщенной линией и состоящее из отрезков трех напряжений, ООНд, ООНв, ООНс. На выходе аналогового коммутатора

5действует напряжение Удка, обведенное на фиг.З утолщенной линией и состоящее из отрезков напряжений ООНд, ООНв, DOHc.

Из напряжений UAKI и 11дк2, взятых в определенных пропорциях, на выходе сумматора 6 получается напряжение U0. пропорциональное линейным напряжениям (см.фиг.З, кривая U0). Из трех напряжений - основного (UAKI), дополнительного (Удка) опорных напряжений и напряжения Uc, пропорционального линейному напряжению, блок 7 формирует результирующее опорное напряжение КБЛ (ем.фиг.2). Принцип формирования описан выше. Общий компаратор 9 вырабатывает импульс управления в момент равенства результирующего опорного напряжения ОБЛ сигналу задания 13, пропорциональному току задания. Импульс

управления стандартизируется формирователем 10 а затем распределяется распределителем Р2 по соответствующим усилителям 13, выходы которых соединены

с управляющими электродами силовых тиристоров. Работой распределителей 11 и 12 блока 14 управляет формирователь 3.

Предлагаемое устройство позволяет уменьшить общее количество аналоговых

элементов и число подстраиваемых элементов, упростить настройку, повысить надежность, уменьшить разброс углов включение тиристоров и, тем самым, повысить точность отработки сигнала задания. В устройстве оба распределителя 11 и 12 выполнены как одно целое в виде программируемого постоянного запоминающего устройства (блок 14). Замена распределителей 11 и 12 на единый блок позволяет уменьшить общее количество элементов, повысить надежность, упростить технологию изготовления.

Формула изобретения

Устройство для управления многофазным вентильным преобразователем, содержащее источники основного и дополнительного опорных напряжений, первый распределитель импульсов, усилители мощност выходы которыхиспользова- ны в качестве выходов устройства, многоканальный компаратор, формирователи селекторных зон, определяющих возможный диапазон углов управления,

источник управляющего напряжения, пропорционального гладкой составляющей выходного напряжения вентильного преобразователя, источник сигнала задания тока, пропорционального требуемому

выходному току вентильного преобразователя, блок линеаризации, состоящий из трех сумматоров, нелинейного преобразователя и элемента ИЛИ, входы элемента ИЛИ соединены с выходами второго и третьего сумматоров,входнелинейного

преобразователя соединен с выходом первого сумматора, выход нелинейного преобразователя соединен с входом второго сумматора, первый, второй и третий входы

блока линеаризации соединены соответственно с первыми входами первого, второго и третьего сумматоров, четвертый вход блока линеаризации соединен с вторыми входами первого и третьего сумматоров и

выходом источника управляющего напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения точности отработки сигнала задания тока, увеличения надежности и уменьшения габаритов, оно снабжено двумя группами аналоговых коммутаторов, двумя дополнительными сумматорами, общим коммутатором, вторым распределителем, формирующим импульсы неперекрывающихся зон, фронты которых совпадают с фронтами соответствующих зон многоканального компаратора, источником сигнала смещения, причем выходы источника основного опорного напряжения соединены с информационными входами одной группы аналоговых коммутаторов и входами многоканального компаратора, другие входы которого соединены с выходом первого дополнительного сумматора, входы которого соединены с источником сигнала смеще- ния и источником управляющего напряжения, выходы источника дополнительного опорного напряжения соединены с информационными входами другой группы аналоговых коммутаторов и входами

формирователя селекторных зон, первый, второй и третий входы блока линеаризации соединены соответственно с выходами первой и второй групп аналоговых коммутаторов и выходом второго дополнительного сумматора, входы которого соединены с выходами аналоговых коммутаторов, управляющие входы которых соединены с выходом второго распределителя, входы которого соединены с формирователем селекторных зон и выходом многоканального компаратора, выход блока линеаризации и источник сигнала задания тока соединены с входом общего компаратора, выход которого соединен с входом формирователя импульсов, входы первого распределителя соединены с выходами второго распределителя и формирователя импульсов, выходы первого распределителя соединены с усилителями мощности.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в частотно-регулируемом электроприводе. Цель изобретения - надежность, снижение трудоемкости изготовления, увеличение точности отработки сигнала задания. Многофазные выходы источников 1 и 2 основного опорного напряжения (ООН) и дополнительного опорного напряжения (ДОН) с помощью аналоговых коммутаторов 4 и 5 поочередно подключается к входам блока 7 линеаризации, на другие входы которого поступает напряжение с выхода сумматора 6, пропорциональное линейному напряжению сети, и напряжение управления Uy, пропорциональное ЭДС вращения двигателя. Работой коммутаторов 4 и 5 через распределитель 11 управляет многоканальный компаратор 8, который срабатывает в момент равенства опорного напряжения, снимаемого с источника 1 с суммой напряжений управления Uy и смещения UCM. В момент равенства сигнала задания тока з и выходного напряжения блока 7 общий компаратор 9 вырабатывает импульс управления, который, перейдя через формирователь 10 импульсов, с помощью распределителя 12 передается на соответствующие усилители мощности 13,адалее- на тиристоры преобразователя. 3 ил. СО

I

Vi

Фиг.1

u

БЛ

u,fl

N N

Kt п о n. п

о

S

S

X

Редактор Т. Шагова

г J

Составитель В. Миронов

Техред М.МоргенталКорректор И. Муска

S

S

X

ir

№