Адаптивный пи-регулятор для управляемых выпрямителей Советский патент 1975 года по МПК H02P5/12 H02P13/16 

1

Изобретение относится к области силовой преобразовательной техники и автоматизировап1101 о вентильного электропривода.

Известны адаптивные ПИ-регуляторы, служащие для управления фазой огпирающи.х импульсов управляемых выпрямителей, работа1он1 х на активно-нндуктгшную нагрузку с протпво-э.д.с., которые в зависимости от режима тока изменяют свон параметры (коэффнннйнт успления н постоянную времени). Потребность в гакн.х регуляторах обусловлена наличием режима прерывистых токов, при котором коэффициент усиления управляемого выпрямителя резко падает но сравнению с режимом непрерывного тока. Изменяется н структура контура регулирования за счет изменеиия электромагнитной постоянной времени цепи нагрузки. Этот режим существенным образом ухудшает переходные процессы в замкнутой системе автоматического регулирования. В некоторых случаях, как, например в двухконтурных системах регулирования скорости двигателя постоянного тока (система с ПИ-регуляторами тока и скорости), может наступить потеря устойчивости в этом режиме.

Известное устройство имеет сложную структуру. Кроме того, оно имеет и другой недостаток, заключающийся в наличии переключений, которые неизбежно ведут к повышению уровня помех в канале регулирования и снилсеиию надежности. Так как изменение параметров регулятора происходит в функции истинного тока нагрузки, то адаптация осуществляется с некоторым заиаздыванием, что неблагоприятно сказывается ia качестве процессов.

Изобретение свободно от указанных недостатков, содерй-сит один операционный усилитель, а адаптация осуществляется не в функцин истинного зиачення тока, а в функции заданного, что дает даже некоторое опережение.

Это достигается благодаря подключению корректирующей цепочки к средней точке иелинейного делителя напрялчения, нелинейное плечо которого подключено к выходу усилителя, а линейное - к выходу датчика э.д.с. иагрузки. На фиг. 1 показана схема такого устройства; на фиг. 2 - график процесса измеиения напряжения управления Uy при ступенчатом изменении сигнала на входе.

Устройство состоит из операционного усилителя 1, корректирующей цепочки , нелинейного делителя напряжения, состоящего из стабилитронов 4, резисторов 5 и 6 и датчика э.д.с. нагрузки 7.

В качестве нелинейного звена могут быть использованы стабилитроны, шунтированные

резистором, полупроводниковые кремниевые

дноды, варисторы и т. д. В качестве датчика э.д.с. - тахогенератор, тахометрический мост или операционный усилитель, на вход которого подается разность напряжения якоря двигателя и сигнала, пропорционального току двигателя.

Благодаря наличию нелинейного делителя напряжения в цепи обратной связи уснлителя I модуль комплексного коэффициента усиления всего устройства зависит от коэффициента передачи этого делителя, который в свою очередь зависит от разности напряжений (f/y-f/e), задающей величину и полярность тока нагрузки. При /у - коэффициент передачи делителя минимальный, а коэффициент усиления устройства максимальный.

Штрих-пунктирная линия на фиг. 2 соответствует отсутствию нелинейного делителя, штриховыми линиями показан ход кривой f/y при различных сигналов t/c. Из чертежа видно, что скорость изменения Ly различна на разных уровнях t/y, что соответствуюет разным коэффициентам усиления всего устройства (или различным постоянным интегрирования ПИ-регулятора).

Зона нелинейного изменения , как это и требуется для компенсации нелннейностн характеристик управляемого выпрямителя в режиме прерывистых токов смещается но оси Ly в зависимости от величины fVe - выходного напряжения датчика э.д.с. нагрузки. Если коэффициент передачи этого датчика выбрать равным обратной величине коэффициента усиления выпрямителя для зоны непрерывного тока, то получим соответствие разности (t/y-f/e) току нагрузки. При этом для нулевого тока нагрузки () должно выполняться равенство U, Ue, а зона повышенных скоростей изменения Uy должна соответствовать зоне углов управления выпрямителем в режи.ме прерывистых IOKoti. Последнее обеспечивается соответствующим выбором напряжения

пробоя стабилитронов 4. Таким образом, в пpeДv aгaeмoм устройстве возможна компенсация нелинейности характеристик преобразователя в режиме прерывистого тока во всем диапазоне изменения э.д.с. нагрузки.

Предмет изобретения

Адаптивный ПИ-регулятор для управляемых выпрямителей, содержащий операциониый усилитель, RC-цець обратной связи, датчик э.д.с. нагрузки выпрямителя, резисторы и нелинейное сопротивление, отличающийся тем, что, с целью упрощеиия и повыщения надежности, RC-цепь обратной связи подключена к общей точке последовательного соедииення дополнительного резистора и нелинейного сопротивления, выполненного, например, в виде встречно-последовательно включенных стабилитронов, зашунтированных резистором,

причем дополнительный резистор подключен к выходу датчика э.д.с. нагрузки, а нелинейное сопротивление - к выходу операционного усилителя.

(риг. 1

..-Заий upPj-JtiiSiicтыл inoKoS

UcffJ

сриг.2