Устройство импульсно-фазового управления вентильными преобразователями Советский патент 1978 года по МПК H02P13/16 

(54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛЬСНО-ФАЗОВОГО УПРАВЛЕНИЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯМИ

1

Изобретение огносигся к обпасги электротехники и может быть использовано для управпения вентильными преобразонагалякш с высокой степенью стабилизации заданого напряжения.

Известны системы импульсно-фазового управпения (СИФУ), построенные по вернгикальному принципу.

Одна на известных СИФУ содержит . входнсю устройство, фазосдвигаюшее устройство и формирователь управляющих имн пупьсов. Входное устройство суммирует входные сигналы и преобразует сигнал в величину, удобную для управления фазЕ сдввгаюшим устройством. Фаз осдвигающее устройство смещает во времени импульсы управления по отношению к положительным значениям анодного напряисения на вентиле. Формирователь генерирует импупьсы, поступающие в цепь управления вентйля P.J .

Наиболее близким к предложенному по технической сущности является ycтpoйc1 -. во, каждый канал которого содержит нуяь индикатор, на вход которого подаются

сравнивающиеся выходные сигналы генератора пикообразного напряжения и иоточника .управляющего напряжения/дифференцирующий конденсатор и формирователь импульсов 2.

Недостатком этого устройства являет ся нелинейносгь регулировочной Ьсарактвристнки и повышенная асимметрия управляющих импупьсов. Кроме того, абсопю1 ная погрешность по углу управпения таких устройств при выдаче i первого импупьса в динамическом режиме может достигать величины ДЛк эл.град., где 1П-фааность вентильного првобразоватепя.

Целью изобретения является попучение прямолинейной регулировочной характериотики, улучшение симметрии управп.${юишх импульсов и уменьшение абсолютной погрешности по угпу управпения в динамике.

Это достигается тем, что предложенное устройство снабжено пропорционально-интегральным усилителем, к интегрирующему входу которого подсоединена цепь o6paiv. но связи, и блоком смешения напряженвя

задания по амплитуде, п :шчем BbixoA ntx педнего соединен со входом бпока формиро вания импупьсов через коммутатор, к управляющему входу которого присоединен через нупь-индикатор выход пропорционапь но-интеграпьного уснпитепя. На фиг. 1 показана функциональная схе ма предпоженного устройства, на фиг. 2 график диапазона изменения угла управления при-работе преобразователя в установившемся режиме ( Uj CohSt )f на фиг.3-график пся решности по углу управлекия в зависимости от скачкообразного изменения от U до U напряжения задания. , Предложенное устройство содержит пропорционально-интегральный усилитель 1 (ПИУ), содержащий операционный усилитепь 2 с конденсатором 3 в цепи обрат ной связи, а также резистор 4, шунтируе- мый конденсатором 5. Пропорционально-ин тегральный вход ПИУ 1 соединен с источников напряжения задания U., а интегр9ПЬ ный вход мерез резисторы 6 и 7 - с нагрузкой и источником напряжения смешения U соответственно. ..Выход ПИУ 1 через нупь-индикатор 8 соединен с управ ляющим входом коммутатора 9. Второй вход коммутатора 9 связан с блоком 10 ввода смещения напряжения задания по ам плитуде, а выход коммутатора 9 соединен со входом бпока 11 формирования импульсов. Выходы блока 11 формирования импульсов соединены с силовым блоком 12 вентильного преобразователя, а также через схему Р-ШИ 13 и одновибратор 14 с коммутатором 15, шунтирующим конденсатор 3. Устройство работает следующим образом. В блоке 10 ввода смещения напряжения задания по амплитуде напряжение заДания и о суммируется с постоянным напряжением ди . Величина этого напряжения соответствует изменению угла управления на Лс. Щ: эл градус. (где m-фазность вентильного преобразователя). Для расс 1атриваемого в качестве примера трехфазного двухполупериодного выпрямителя , а ДС1.ЗО эл.град. С выхода блока 1О ввода смещения Ua по амплитуде сигнал задания п-одается на комму та тор 9 и ждет его замыкания. Момент замыкания коммутатора 9 опредепяется ПИУ 1, который корректирует угол упра&лениясА- на 1лс.К пропорциональнее-интегральному входу ПИУ 1 подается напр задания U, а ко входу интегрирования подаются напряжения смешенияУ д и обратной связи U о.С. Еспи под дейс пирх/1 агиу сигналов нешояжение на выход ПИУ 1 превышает величину опорного на- пряженияи Р нуль-индикатор 8 срабатывает и логический сигнал, появившийся на его выходе, включает коммутатор 9.Скорректированный по фазе сигнал подается на блок 11 формирования импупьсов, где пос,ле встречи с очередной пилой Г в соответ ствуюшем канале выдается отпирающий импульс на силовой блок 12 вентильного преобразователя. Этот же импульс по схеме ИЛИ 13 подается на одновибратор 14,где сужается до 50-100 мкс и на указанное время закорачивает коммутатор 15.Через коммутатор 15 конденсатор 3 начинает разряжаться, напряжение на выходе ПИУ 1 ст ановится меньше iL/dj и нуль-индикатор 8 размыкает коммутатор 9. По истечении 5О-1ОО мкс коммутатор 15 размыкается, и процесс интегрирования начинается снова. Для трехфазной двухпопупериодной системы при отсутствии сигналов задания 0 и обратной связйЛ о.с- частота следования импульсов равна 300 Гц т.е. Ьт| , где ГП- фазность вентильного преобразователя, а f - частота питающей сети. В установившемся режиме работы частота следования импульсов также равна 300 Гц. При изменении нагрузки, напряжения питающей сети и других возмущениях изменяется момент замыкания коммутатора 9, а следовательно, углы выдачи отпирающих импульсов изменяются так, что компенсируют возмущающее воздействие. Для рассматриваемой трехфазной двухпопупериодг ной схемы управления диапазон изменения угпа управлений 30 эп.град. при . неизменном сигнале U пего вполне досгаTtHHO для обеспечения прямолинейной характеристики практически всех i видов нагрузки./- Угол вьщачи управляющего импульса определяется не только величиной Hartряжения задания У, но и напряжением смещения Ди (фиг. 2). Величина коррекции угла управления зависит от момента фемени 2-- tpзамыкания коммутатора 9. Например при напряжении U. , соответствующем углу бО выдачи управляющего импульса, моменту времени t соот ветствует коррекция ffrna управления на ЮО. Передаточная функция ПИУ 1 по напряжению задания U описывается уравнениемг-J., . т где С/, С ,- емкости щунтирующих конденсаторов 5 и 3 соответ ствецно, постоянная времени контур интегрирования, состоящего из резистора 4 и конденсатора 3t, (jo - круговая частота. Подбором соотношения С,/С2 можно добиться того, чтобы скачкообразное иэменение сигнала задания проходило беэ запаздывания ПИУ 1 и при превышении величины опорного напряжения (UjjiyiMrHoЬенно замыкало коммутатор 9, скачкообразно изменившийся сигнал задания подается в блок 11 формирования импульсов. Таким образом, при наличии соотве1 ствующей опорной пилы или синусоиды, тпирающий сигнал на вентильный преобра зователь выдается без запаздывания. Благодаря наличию напряжения смешения угол выдачи первого импульса может быть не только больше, но и меньше требуемого (фиг. 3), Таким образом, если ВИ соответствует изменению угла управления на -ЗО эл.град,, общая погрешность по углу вьщачи первого импупь са составляет эл.град. Следовательно, абсолютная погрешност по углу управления при скачкообразном изменении напряжения задания в рассматриваемом случае в два раза меньше, чем в обычной СИФУ, построенной по вертикальному п{ЖНципу. Таким образом, по сравнению с известными предложенное устройство имее прямоугольную регулировочную характеристику, позволяет улучшить симметрию управляюших импульсов, уменьшить абсолютную погрешность по углу управления в динамике. Формула изобретения Устройство импульсно-фазового управления вентильными преобразователями, содержащее связанные между собой нуль-индикатор, коммутатор и блок форм рования импульсов, а также цепь обратной связи, отличающееся тем, что, с целью получения прямолинейной регулировочной характеристики, улучшения симматрии управляющих импульсов и уменьшения абсолютной погрешности по углу управления в динамике, оно снабжено пропорционально-интегральным усили:телем, к интегральному входу которого подсоединена цепь обратной связи и бпоком смещения напряжения задания по амплитуде, причем выход последнего соединен со входом блока формирования импуш сов через коммутатор, к управляющему входу которого присоединен через нуЛ1 индикатор вь«од пропорционально-интегрального усилителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Каганов И. Л. Промышленная эпекрроника, М., Высшая школа , 1968, Ci 508-511. 2.Авторское свидетельство СССР № 373827, кл. Н 02 Р 13/16, 1973.