Устройство для управления фазным вентильным преобразователем Советский патент 1979 года по МПК H02P13/16 

1

Изобретение относится к вентильной преобразовательной технике и может быть использовано для управления вентильным преобразователем при работе на двигатель как -постоянного, так и переменного тока.

Известно устройство для управления трехфазным вентильным преобразователем, содержащее в каждом из /п-каналов источники опорного сигнала косинусоидальной или пилообразной формы и схему сравнения, вырабатывающую импульс управления при равенстве опорного сигнала и сигнала задания 1.

Недостаток известного устройства-ухудшение точности и быстродействия -в области прерывистых токов нагрузки, где передаточная характеристика преобразователя сугубо нелинейна.

Известно устройство для управления преобразователем, содержащее источник опорного сигнала, источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, регулятор, параметры которого изменяют в функции управляющего сигнала или в функции тОка нагрузки 2.

Недостатки известного устройства заключаются в следующем.

Применение обратной связи для изменения параметров регуляторов в функции тока нагрузки приводит к запаздыванию в

самонастройке дискретной системы управления ВП. Изменение параметров регулятора в функции управляющего -напряжения лищь грубо линеаризирует зависимость

тока нагрузки от сигнала задания, так как среднее значение тока нагрузки в прерывистом режиме находится в сложной зависимости от угла управления и противоЭДС.

Наиболее близким решением по технической сущности к изобретению является устройство для управления преобразователем {3, в котором корректируется не управляющий сигнал, а опорное напряжение.

Кроме источника основного опорного (косинзсоидального) сигнала оно снабжено источником дополнительного синусоидального опорного сигнала, имеющего такую же зависимость во времени, как среднее

значение пульсаций тока нагрузки от угла управления, причем оба указанных источника через сумматор подключены к схеме сравнения.

Недостатком известного устройства является то, что оно не обеспечивает высокой точности в прерывистом режиме, где зависимость тока нагрузки от угла управления более сложная.

Целью изобретения является увеличение

точности отработки сигнала задания. Для этого устройство для управления т-фазным вентильным преобразователем, содержащееВ каждом из ш-каналов источник основного опорного сигнала, источник дополнительного синусоидального опорного сигнала, основной сумматор -и блок сравнения, до1поляительно снабжено двумя сумматорами, источником сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, источником сигнала, пролорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, нелинейным преобразователем с коэффициентом передачи, зависящим от полярности его входного сигнала,и двумя диодами, при этом упомянутый источник основного опорного сигнала и источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, подключены ко входу первого дополнительного сумматора, выход которого подключен к нелинейному преобразователю, указанный источник дополнительного опорного сигнала и выход нелинсйного преобразователя подключены ко входам основного сумматора, на вход второго дополнительного сумматора подключены источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, и источник сигнала, пропорционального нанряжению питания выходной фазы преобразователя, выходы основного и второго дополнительного сумматоров подключены .к одноименным выводам двух диодов, другие выводы которых объединены и подключены к блоку сравнения, кроме того, при использовании в качестве источников сигналов источников токов, на вход основного сумматора дополнительно включен источник сигнала, инверсный по отношению к выходному сигналу второго дополнительного сумматора. На фиг. 1 изображено предлагаемое устройство, функциональная блок-схема; фиг. 2 - то же, блок-схема устройства при использовании в качестве источников сигналов источников тока; на фиг. 3 - эпюры, поясняющие работу устройства управлеУстройство (фиг. 1) содерлчит источник 1 дополнительного опорного (синусоидального) сигнала, источник 2 основного опорного (косинусоидального) сигнала, источник 3 сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, источник 4 сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, источпик 5 сигнала задания, первый, второй и третий сумматоры 6, 7, 8 соответсгвешю, нелинейный прео бразователь 9, диоды 10, 11, блок сравнения 12. Устройство (фиг. 2) дополнительно содержит инвертор 13, источники 14, 15 сигналов, инверсных по отношению к сигналам источников 3 и 4, сумматор 16. Устройство (фиг. 1) работает следующим образом. 6 Выходной сигнал первого сумматора 6 пропорционален разности основного опорного сигнала и ЭДС нагрузки (/осн- о), так как сигнал обратной связи по ЭДС вводится с обратным знаком (-ЕО). До момента i (фиг. 36) сигнал (/оси--Ео) положителен, а после этого момента - отрицательный. Выходное напряжение нелинейного Преобразователя, коэффициент передачи которого зависит от полярности его входного сигнала, равно (/оси-- о) до момента ti и ki (/ООН-ЕО после ti (фиг. 36), так как в момент ti сигнал (/оси- о) изменяет свой знак и изменяется коэффициент передачи нелинейного преобразователя (в данном случае с 1 до fei). Выходной сигнал нелинейного преобразователя суммируется во втором сумматоре 7 с дополнительным опорным (синусоидальным) сигналом /доп и подается на диод 10. На диод 11 поступает сигнал с выхода сумматора 8, равный kz(, где k -коэффициент передачи сумматора 8. Сигнал с объединенных выводов диодов 10 и И поступает на блок сравнения 12 и представляет собой результирующий опорный сигнал (/оп)2. Он равен наибольшему из двух входных сигналов диодов 10 и И (при положительной логике - наиболее положительному сигналу, а при отрицательной логике, т. е. при противоположной полярности всех сигналов и обратном включении диодов, - наиболее отрицательному сигналу). Следовательно, до момента /i (фиг. 36) (/оп)2 равно (/доп + /осн- о) з интервале (/оп)2 /доп- Й1(/рон-- о), а после момента tz (/оп)2 Й2()Известно, что при переходе от непрерывного режима к .прерывистому регулировочНая характеристика преобразователя претерпевает излом, а зависимость среднего значения тока нагрузки от угла управления в прерывистом режиме приблизительно выражается кубической параболой. Эта зависимость показана пунктирной линией, соединяющей точки а-б (фиг. 36), и достаточно близко аипроксимируется в рассматриваемой системе. Коэффициенты передачи нелинейного преобразователя 9 (i) и сумматора 8 (2) выбираются из условия лучщей аппроксимации. Импульс управления вырабатывается схемой сравнения 12 в момент равенства сигнала задания 4 и результирующего опорного сигнала (/oii)S (момента, фиг.2). Образующиеся в нагрузке имнульсы тока (фиг. Зб) имеют среднее значение /н ер, соответствующее сигналу задания /з. В данном устройстве управления в щироком диапазоне изменений ЭДС нагрузки преобразователя достигается четкое солряжение характеристик в непрерывном и прерывистом режимах, так как на границе предельно-непрерывного режима (угол управления «пн и точка 6, фиг. 36) значение

результирующего опорного напряжения рав«о /доп, которое пропорционально предельно-непрерывному току при данном угле управления «пи; четкая фиксация нулевого значения результирующего опорного напряжения при тех углах управления (оскр, фиг. За, б), при которых среднее значение тока равно нулю; достаточно близкая аппроксимация зависимости среднего значения тока нагрузки от угла управления в прерывистом режиме.

Это позволяет при щироком диапазоне изменения ЭДС нагрузки преобразователя достаточно точно аппроксимировать передаточные характеристики преобразователя и линеаризировать зависимость тока нагрузки от сигнала задания, что повыщает точность отработки сигнала задания. В данном устройстве осуществляется программная коррекция, которая является Практически безинерционной. Поэтому высокая точность обеспечивается и в динамике, т. е. при переменных углах управления.

В случае использова-ния в качестве источников сигналов источников токов диоды 10 и 11 выполняют функцию схемы, и поэтому на вход второго сумматора (фиг. 2) дополнительно включен источник сигнала, инверсный по отношению к источникам 3 и 4.

Таким образом, в предложенном устройстве увеличивается точность отработки сигкала задания в прерывистом режиме в щироком диапазоне изменения ЭДС нагрузки и при Переменных углах управления.

Формула изобретения

1. Устройство для зправления т-фазным вентильным преобразователем, содержащее в каждом из т-каналов источник основного опорного сигнала, источник дополнительного синусоидального опорного сигнала, основной сумматор и блок сравнения, отличающееся тем, что, с целью увеличения точности отработки сигнала задания в прерывистом режиме, оно дополнительно снабжено двумя сумматорами, источником сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, источником сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя, нелинейным преобразователем с коэффициентом передачи, зависящим от полярности его входного сигнала, и двумя диодами, при этом упомянутый источник основного опорного сигнала и источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, подключены ко входу первого дополнительного сумматора, выход которого подключен к нелинейному преобразователю, указанный источник дополнительного опорного сигнала и выход нелинейного преобразователя подключены ко входам основного сумматора, на вход второго дополнительного сумматора подключены источник сигнала, пропорционального ЭДС нагрузки преобразователя, и источник сигнала, пропорционального напряжению питания выходной фазы преобразователя,

выходы основного и второго дополнительного сумматоров подключены к одноименным выводам двух диодов, другие выводы которых объединены и подключены к блоку сравнения.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при использовании в качестве источников сигналов источников токов, на вход основного сумматора дополнительно включен источник о гнала, инверсный по

отнощению к выходному сигналу второго дополнительного сумматора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Динамика вентильного электропривода постоянного тока. Под ред. А. Д. Поздеева, М., «Энергия, 1975, с. 8-14.

2.Патент США № 364895, кл. 318-331, 1975.

3.Заявка № 2143685, кл. Н 02Р 13/16, 1975, по которой принято положительное

рещение о выдаче авт. св.