Устройство для управления преобразователем частоты с естественной коммутацией Советский патент 1979 года по МПК H02M1/08 

1

Изобретение относится к нреобразовательной технике, а именно для управления статическими преобразователями частоты и может быть использовано в регулируемых реверсивных выпрямителях.

Известны устройства для управления преобразователями с обратной связью и асинхронным формированием импульсов отпирания с последующим распределением их по вентилям преобразователя.

Известное устройство содержит источник сигнала задания и датчик тока, подключенные к входам сравнивающего устройства, выход которого через логические схемы И, усилители импульсов подключены к управляющим электродам тиристоров преобразователя. При этом на остальные входы схем И, кроме того, подключены выходы детектора полярности напряжения и блока раздельного уиравления 1.

Недостаток известного устройства состоит в низкой надежности управления при первом включении и в переходных режимах, связанных с реверсом направления тока нагрузки, что обусловлено неопределенностью фазового управления и распределения данного типа системы при наличии только сигнала задания и отсутствии сигнала обратной связи в этих режимах.

2

Известны также устройства, в которых импульсы отпирания, сформированные асинхронно в блоке формирования, распределяют по вентилям в блоке логики И, учитывающем фазовые зиачення углов отпирания при реверсе тока нагрузки. Кроме того, эти устройства содержат второй формировате.ть импульсов отпирания, ограничивающих инвертирование, датчик тока, датчик проводящего состояния тиристоров, устройство раздельного управления, блок синхронизации и ввод для подключения управляющего сигнала 2.

Недостаток известного устройства состоит

в низкой надежности управления при первом включении, так как устройства логики распределения не могут обеспечить определение фазовых значений распределення в функдпп сигнала задания и, кроме того, отпирание тиристоров короткими импульсами ненадежно.

Целью изобретения является повышение надежности управления в переходных режимах работы преобразователя.

5 Для этого устройство для управления преобразователем частоты с естественной коммутацией, содержащее два формирователя импульсов отпирания вентилей, первый из которых состоит из сумматора, интегратора

и блока сравнения, логический распределитель импульсов с усилителем, блок раздельного управления, датчик проводящего состояния, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала и блок синхронизации с питающей сетью, дополнительно снабжено программным распределителем с реверсом и датчиком полярности сигнала задания, запоминающим устройством и вторым логическим распределителем с усилнтелем, при этом выходы формирователей подключены к входам первого логического распределителя, к двум другим входам которого подключены выходы программного распределителя и блока синхронизации, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала подключен к входу программного распределителя через реверсор и к блоку раздельного управления через датчик полярности, выход датчика проводящего состояния - к второму входу блока раздельного управления, при этом выходы первого логического распределителя через запоминающее устройство, второй распределитель и усилитель подключены к вентилям, а выходы блока раздельного управления подключены к блоку сравнения, реверсору, запоминающему устройству и второму распределителю.

На фиг. 1 изображено устройство для управления вентилями преобразователя, функциональная блок-схема; на фиг. 2 - эпюры импульсов на выходах отдельных блоков системы, поясняющие ее работу.

Устройство содержит формирователь 1 основных импульсов отпирания, который со стоит из сумматора 2, интегратора 3 и блока сравнения 4 с управляемым направлением сравнения; второй формирователь 5 импульсов отпирания, датчик 6 тока вентилей; блок 7 раздельного управления, управляемый реверсор 8 полярности; блок 9 синхронизации с питающей сетью; датчик 10 полярности напряжения питания; программный распределитель 11; первый логический распределитель 12, запоминающее устройство 13; второй логический раснределитель 14, блоки 15, 16 усилителей.

На фиг. 2 - импульсы 17, а - сигналы на входе сумматора 2, б - на выходе сумматора 2 и входе интегратора 3, в - на выходе интегратора 3, г - на выходе блока сравнения 4, импульсы 18 на выходах блоков И и 12, импульсы 19 на выходе блока 5, импульсы 20 с выхода первого логического распределителя 12, импульсы 21 на выходах блоков 14, 15, длинные импульсы 22 на выходах блоков 14, 16.

Устройство работает следующим образом.

Поступающее на вход устройства напряжение задания /зад(0 вычитают из сигнала обратной связи f/nCO в сумматоре на входе формирователя импульсов 1 (см. фиг. 2, импульс 17), где реализуют основное уравнение управления

к+1 ()(),

к

где /к+1 - искомое время формирования переднего фронта импульса отпирания,

/к - время предшествующей коммутации вентилей преобразователя. Зиак неравенства зависит от направления протекания тока нагрузки преобразователя и реализуется в системе управления путем изменения направления сравнения в блоке 4 формирователя 1, осуществляемое сигналами блока 7 раздельного управления.

Сформированные таким образом «короткие (по длительности) импульсы отпирания с выхода формирователя 1 поступают в блок 12 распределения, где раснределяются по вентилям «длинными импульсами, поступающими от программного распределителя 11 (фиг. 2, импульсы 18). Импульсы 18 блока 11, сформированные по арккосинусоидальному закону со сдвигом на величину- для обеспечения степени свот

боды замкнутой системы управления, т. е. а - arc cos ,

Uftn max

где f/onmax - амплитуда опорного развертывающего сигнала синусоидальной формы.

Таким образом, импульсы распределения 18 блока 11, сформированные в соответствии с сигналом задания по приближенной регулировочной характеристике преобразователя, ограничивают амплитуду возможной ошибки первого включения преобразователя и ограничивают тем самым амплитуду переходного процесса перехода системы на более точный замкнутый принцип управления от блока 1.

Кроме того, в блоке 12 одновременно распределяют импульсы ограничения инвертирования блока 4 распределяющими сигналами от блока 9.

Импульсы 17 и 19, распределенные по вентилям на выходах блока 12, имеют вид сдвоенных (см. фиг. 1, 2, импульсы 20). С выходов 12 сдвоенные «короткие имиульсы поступают на входы запоминающего устройства 13 с внутренними обратиыми связями, где по переднему фронту первого из двух импульсов производят увеличение длительности импульсов отпирания. Окончательное распределение этих импульсов по комплектам вентилей производят распределителем 14 импульсами блока раздельного управления 7.

На вентили мостовой схемы, образующие цеиь тока нагрузки поступают импульсы 21, 22 (см. фиг. 2).

Сформированные таким образом и дублированные импульсы отпирания поступают

на управляющие электроды тиристоров через усилители мощности 14 и 15.

Испытания данного устройства для управления показали, что амплитуда бросков напряжения выхода преобразователя в результате перерегулирования снизилась от аварийных значений до номинально допусти мых, а время перехода системы на основной замкнутый алгоритм управления заканчивается в пределах второго интервала проводимости после включения.

Формула изобретения

Устройство для управления преобразователем частоты с естественной коммутацией, содержащее два формирователя импульсов отпирания вентилей, аервый из которых состоит из сумматора, интегратора и блока сравнения, логический распределитель импульсов с усилителем, блок раздельного управления, датчик проводящего состояния, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала и блок синхронизации с питающей сетью, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности управления в переходных режимах, оно дополнительно снабжено нрограммным распределителем с реверсором и датчиком полярности сигнала задания, запоминающим устройством и вторым логическим распределителем с усилителем, нри этом выходы формирователей подключены к входам первого логического распределителя, к двум другим входам которого подключены выходы программного раснределителя и блока синхронизации, вывод для подключения к источнику управляющего сигнала подключен к входу программного распределителя через реверсор и

к блоку раздельного управления через датчик полярности, выход датчика проводящего состояния - к второму входу блока раздельного управления, при этом выходы первого логического распределителя через

запоминающее устройство, второй распределитель и усилитель подключены к вентилям, а выходы блока раздельного управления подключены к блоку сравнения, реверсору, запоминающему устройству и второму распределителю.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1 Авторское свидетельство СССР № 251050, кл. Н 02М 1/08, 1969.

2. Сборник «Устройства преобразовательной техники, вып. 1, Киев, 1969, статья «О построении замкнутых (следящих) систем управления многофазнымн преобразователями частоты с непосредственной связью.

M

17

1I г

g,

т I-1-I11 8ВГ

11g

- jpVVHXH-g g a n

ТГГ

т

I