Способ управления инвертором тока Советский патент 1992 года по МПК H02M7/48 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления инвертором тока, работающим в режиме прерывистых токов.

Известен способ управления инвертором тока в прерывистом режиме путем подачи управляющих импульсов, соответствующих заданному углу опережения включения вентилей инвертора, по которому в период отсутствия инвертируемого тока до заданного угла опережения интегрируют разность выходного и входного напряжений инвертора, а после заданного угла опережения интегрируют разность отрицательного значения выходного и входного напряжений инвертора и в момент равенства нулю интегрированного напряжения формируют импульсы управления вентилями инвертора.

Недостатком данного способа является то, что он не обеспечивает достаточную надежность и точность выходного напряжения при работе инвертора на высоких частотах (до 20 кГц).

В качестве прототипа выбран способ управления инвертором тока, работающим в режиме прерывистых токов, заключающийся в том, что задают моменты формирования импульсов управления в режиме непрерывного тока и формируют импульсы управления, измеряют входное Uex и выходное 1)вых напряжения инвертора и вычисляют разность (Dux - 11)вых1) входного и модуля выходного напряжений, фиксируют интервал отсутствия входного тока инвертора и запрещают формирование импульсов уприавления в заданные моменты на этом

VI

го

00

ю J о

интервале, при этом на каждом полупериоде работы инвертора вычисляют значения входного тока инвертора

(UBx- llWDdt, где Li - индуктивность входного реактора инвертора,

далее контролируют знак вычисленного значения Вх, указанную фиксацию интервала отсутствия входного тока проводят при отрицательных значениях вычисленного тока lex, формируют импульсы управления в момент перехода вычисленного тока вх от отрицательных значений Вх в момент формирования импульсов управления.

Недостатком известного способа является то, что он не обеспечивает стабильности эффективного значения напряжения на выходе, так как определение момента формирования импульса управления происходит не путем измерения действительного эффективного значения наприяжения на выходе инвертора, а путем сравнения и анализа косвенных параметров.

Целью изобретения является повышение стабильности эффективного значения напряжения на выходе инвертора, что позволяет, например, в блоке накала тиратрона, входящего в состав эксимерного лазера в качестве коммутирующего элемента, повысить стабильность выходного напряжения блока накала, а следовательно, повысить стабильность и надежность работы тиратрона, что улучшает параметры работы лазера.

Указанная цель достигается тем, что задают моменты формирования импульсов управления в режиме непрерывного тока и формируют импульсы уприавления, измеряют выходное наприяжение Увых, фиксируют начало бестоковой паузы и интервал отсутствия входного тока инвертора и запрещают формирование импульсов управления на этом интервале, причем на каждом полупериоде работы инвертора в момент окончания управляющего импульса вычисляют величину квадрата измеренного значения выходного напряжения 112Вых и величину квадрата эффективного значения выходного напряжения инвертора за один полупериод

т

о

U эфф

l-JuLxdt,

о

где К и Т - постоянные интегрирования, задают эталонное значение эффективного напряжения Уэт и коэффициента передачи Кэт, рассчитывают длительность бестоковой паузы Тп между полупериодами по формуле

ТП Т

Цэфф - Кэт 11эт Кэт Ugr

начинают отсчет рассчитанной длительно- сти в зафиксированные моменты начала бестоковой паузы, после окончания которой формируют очередные импульсы управления.

На фиг.1 изображена блок-схема уст- ройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства и способ в режиме прерывистых токов.

Устройство, реализующее способ, со- держит (фиг.1) датчик 1 выходного напряжения инвертора, выход которого соединен с входом квадрата 2, который, в свою очередь, соединен с интегратором 3, выход которого соединен с одним из входов сумматора 4, на другой вход которого подается эталонное напряжение от источника 5 эталонного напряжения через, инвертор 6, выход сумматора 4 подсоединен к одному из входов компаратора 7, к другому входу которого ° подсоединен выход времязадающего интегратора 8, на один из входов которого подается эталонное напряжение от источника 5. Выход компаратора 7 соединен с входом генератора 9 управляющих импульсов, вы- ход которого соединен с входом интегратора 3 и времязадающего интегратора 8, а также с входом распределителя 10 импульсов управления.

Способ осуществляется следующим об- 5 разом.

Сигнал (фиг.2а) с датчика 1 поступает на вход квадратора 2 и далее в виде 02Вых на вход интегратора 3, после которого уже на выходе интегратора 3 появляется сигнал

K-}uLx(t)dt,

о

т

где К kvK2- произведению коэффициентов передачи датчика 1 (ki) и квадратора 2 (k2);

Т - время интегрирования, определяемое длительностью полупериода выходного напряжения инвертора.

Сигнал и2эфф поступает на один из входов сумматора 4, на другой вход которого подается от источника 5 эталонного напряжения через инвертор 6 напряжение Уэт. В результате на один из входов компаратора

7 поступает напряжение U эфф - Уэт, а на другой вход - выходное напряжение 1)инт (фиг.2в) времязадающего интегратора Ь, который начинает интегрировать напряжение 1)эт в момент времени ц (фиг.2в). Выходной импульс компаратора 7 формируется в момент ts, когда выходное наприяжение Кинт времязадающего интегратора 8 превысит величину выходного напряжения 112эфф - 1)эт сумматора 4. Таким образом происходит определение интервала бестоковой паузы Тп между полупериодами работы инвертора:

ТП Т

Уэфф - Кэт Цзт Кэт Уэт

где Кэт- коэффициент передачи эталонного напряжения.

Сигнал управления Uynp (фиг.2б) ключевыми элементами инвертора тока формируется с помощью генератора 9 управляющих импульсов в момент появления выходного импульса компаратора 7 (гз на фиг.2), далее этот сигнал поступает на вход распределителя 10 импульсов управления, с выхода которого - к инвертору. В результате при изменении нагрузки и, соответственно, величины напряжения 1)2эфф изменяется и длительность бестоковых пауз Тп между полупериодами, таким образом сохраняется стабильность эффективного значения напряжения на выходе инвертора тока.

Формула изобретения Способ управления инвертором тока, заключающийся в том, что задают моменты формирования импульсов управления в режиме непрерывного тока и формируют импульсы управления, измеряют выходное

0

5

напряжение Увых, фиксируют начало бестоковой паузы и интервал отсутствия входного тока инвертора и запрещают формирование импульсов управления на этом интервале, отличающийся Тем, что, с целью повышения стабильности эффективного значения напряжения на выходе инвертора, на каждом полупериоде работы инвертора в момент окончания управляющего импульса вычисляют величину квадрата измеренного значения выходного напряжения и2вых и величину квадрата эффективного значения выходного напряжения инвертора за один полупериод и2эфф:

и2Эфф - г/и1ыхсН I п

где К и Т - постоянные интегрирования, задают эталонное значение эффективного напряжения 1)эт и коэффициента передачи Кэт, рассчитывают длительность бестоковой паузы Тп между полупериодами по формуле

ТП Т

Ц|ФФ - Кэт Цэт Кэт U3T

начинают отсчет рассчитанной длительности в зафиксированные моменты начала бестоковой паузы, после окончания которой формируют очередные импульсы управления.

Фиг.2

Сущность изобретения: задают моменты формирования импульсов управления в режиме непрерывного тока и формируют импульсы управления. Измеряют выходное напряжение инвертора. Фиксируют интервал отсутствия входного тока инвертора. Запрещают формирование импульсов управления в заданные моменты на этом интервале. На каждом полупериоде работы инвертора вычисляют величину квадрата измеренного значения выходного напряжения инвертора и используют его для вычисления величины квадрата эффективного значения выходного напряжения инвертора. Задают с помощью эталонного напряжения желаемую величину эффективного значения выходного напряжения инвертора и тем самым определяют длительность бестоковой паузы между полупериодами. Формируют импульсы управления в моменты окончания бестоковых пауз. 2 ил. (Л С