Способ слежения за выходным током вентильного преобразователя Советский патент 1976 года по МПК H02P13/16 

Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике и может быть использовано для управления вентильным преобразователем со слежением по току при работе на двигатель постоянного или переменного тока.

Известны способы слежения за током, основанные «а выработке импульсов управления нуль-органами в момент равенства сигнала, пропорционального разности заданного тока и тока нагрузки, опорному сигналу 1, 2. Такие системы применяются как в собственно частотно-токовых системах, в которых основным заданием является задание на ток 1, так и в системах подчииенного регулирования 2, в которых контур регулирования по току является вспомогательным, подчиненным контуром регулирования.

Известные устройства при слежении по мгновенному значению неточны, а слежение по интегральному принципу обладает запаздыванием и неустойчиво.

Известно устройство, в котором при слежении за выходным током преобразователя на вход каждого нуль-органа подают, кроме опорного сигнала и сигнала, пропорционального разности заданного тока и тока нагрузки, также и сигнал, пропорциональный интегралу от указанной разности 3.

2

Недостаток известного способа заключается в ухудшении точности слежения при быстрых изменениях управляющего сигнала (например, при увеличении частоты и амплитуды сипусоидального сигнала), когда начинает проявляться инерционность интегрирующей цепи, постоянная .времени которой выбирается сравнительно большой из соображений устойчивости .

Целью изобретения является увеличение точности слежения и расщирение области устойчивой работы.

Для этого в предлагаемом способе на вход каждого нуль-органа подают дополнительный

синусоидальный сигнал с частотой питающей сети, с нулевой фазой отпосительио соответствующих точек естественного зажигания вентилей и с амплитудным значением, пропорциональным среднему значению пульсаций тока

нагрузки при нулевой модуляции.

На фиг. 1 изображена блок-схема управления, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 - эпюры токов и напряжений.

Блок-схема управления содержит сумматор

1, усилитель 2, фазосдвигающее устройство 3, каждый канал которого имеет нуль-орган 4, клеммы 5, на которые подают напряжение от источников опорного сигнала /ош клеммы 6, на которые подают напряжение от дополнительных источников опорного сигнала /дош f ловую часть преобразователя 7 и двигатель 8, и весовые Сопротивления 9. На вход сумматора 1 подают два сигнала, один из которых пропорционален заданному току 1з, а другой - току нагрузки in- Разность этих сигналов после усиления усилителем 2, подают на нуль-органы 4 фазосдвигающего устройства 3, число каналов которого равно числу фаз преобразователя т. На вход каждого нуль-органа 4 подают также опорный косинусоидальный сигнал ton (фиг. 2, в) и дополнительный синусоидальный сигнал 1доп (фиг. 2,8). В примере блок-схемы (фиг. 1) применена схема параллельного суммирования, т. е. суммирования токов, протекающих через весовые сопротивления 9. Импульс управления, вырабатываемый нуль-органом 4, подают на соответствующий тиристор вентильного преобразователя 7, питающий двигатель 8. Влияние дополнительного сигнала на увеличение точности и устойчивости слежения можно оценить следующим образом. Импульс управления вырабатывается, когда выходной ток нуль-органа ино (фиг. 1) станет равным нулю. Согласно же фиг. 2, в это условие можно сформулировать так: имлульс управления вырабатывается, когда усиленный сигнал k- (/3- -in) станет равным сумме опорного и дополнительного сигналов. В установившемся режиме ток нагрузки в моменты коммутации имеет одно и то же значение, которое обозначено /о на (фиг. 2,6). Величина дoп в момент коммутации пропорциональна среднему значению пульсаций тока нагрузки (/п) при любом угле управлеЭто означает, что среднее значение тока нагрузки равно заданному току, т. е. слежение осуществляется точно. Нагрузка преобразователя - двигатель и сглаживающий реактор - может быть нредставлена в виде последовательных соединенных противо-Э.Д.С. (Ео), индуктивности (L) и активного сопротивления. В реальных схемах индуктивное сопротивление на частоте пульсаций во много раз больше активного сопротивления. Поэтому при Качественных оценках тока пульсаций можно пренебречь активным сопротивлением. Тогда мгновенное значение тока пульсаций на межкоммутационном интервале изображено на (фиг. 2, а, б). В этом случае среднее значение пульсаций тока нагрузки является синусоидальной функдней угла управления. Частота дополнительного синусоидального сигнала (фиг. 2, в) равна частоте питающей сети (со), его амплитуда пропорциональна среднему значению пульсаций тока нагрузки при нулевой модуляции (угол управления равен 90°), а фаза равна 6 нулю, если отсчитывать ее от точек естественного зажигания вентилей (изображено на фиг. 2 в). Итак, значение дополнительного сигнала в момент выработки имлульса управления пропорционально среднему значению пульсаций тока нагрузки -при любых углах управления, так как обе величины имеют одну и ту же синусоидальную зависимость от угла унравления. Ноэтому точность слежения будет сохраняться при любых углах управления, Поскольку источник дополнительного сигнала является элементом программной системы, а не обратной связи, и не содержит фильтров с большой постоянной времени, то он не будет вносить дополнительной задержки в определении среднего значения тока нагрузки, Поэтому точность слежения будет высокой и в динамических режимах. Таким образом, предложенный способ слежения за током в вентильных нреобразователях увеличивает точность слежения, расширяет область устойчивости работы и, кроме того, делает преобразователь линейным ло своим динамическим свойствам во всем диапазоне углов управления, Формула изобретения Способ слежения за выходным током вентильного преобразователя, состояший в том, что вырабатывают импульсы управления нульорганами в момент равенства сигнала, нропорционального разности заданного тока и тока нагрузки, опорному сигналу, отличающ и и с я тем, что, с целью увеличения точности слежения и расширения области устойчивой работы, на вход каждого нуль-органа подают дополнительный синусоидальный сигнал с частотой питающей Сети, с нулевой фаЗОЙ относительно соответствующих точек естественного зажигания вентилей и с амплитудным значением, нропорциональным среднему значению пульсаций тока нагрузки при нулевои модуляции. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Бродовский В. Н., Иванов Е. С. Приводы с частотно-токовым управлением, М., «Энергия, 1974 г., стр. 124-128. 2.Писарев А. Л., Деткин Л. П. Управление иристорными преобразователями, М., «Энерия, 1975, стр. 172-184. 3.Грабовецкий В. Г., Абрамов А. Н. и др. Обобщенные критерии выбора замкнутых ситем раздельного управления ТНЧ, следящих а напряжением или током, отчет НЭТИ, тап 15.2 по теме А-29-70 «Разработка сеии тиристорных преобразователей частоты...; . Новосибирск, 1974 г. № 7100390 (гос. реистрации), № 355529 (инвентарный), стр 1-62 (прототип).